Odsev luči. Zakon svetlobnega razmišljanja. Popolnoma refleksija svetlobe

Nekatere zakone fizike je težko predstavljati brez uporabe vizualnih pripomočkov. To ne velja za svetlobo, ki je znana vsem, ki pada na različne predmete. Torej na meji, ki ločuje oba medija, se spremeni smer svetlobnih žarkov v primeru, da je ta meja precej višja valovna dolžina.

Izrazi

Kot med incidentnim snopom in navpično črto do vmesnika med obema medijem, ki je bil obnovljen do točke pogostosti toka svetlobne energije, se imenuje kot incidence. Obstaja še en pomemben kazalnik. To je kot refleksije. Pojavlja se med odbojnim žarkom in navpično črto, ki je obnovljena do točke njenega padca. Svetloba se lahko propagira ravno le v homogenem mediju. Različni mediji absorbirajo in odražajo sevanje svetlobe na različne načine. Koeficient refleksije je količina, ki označuje odbojnost snovi. Pokaže, koliko energije, ki jo proizvaja svetlobno sevanje na površini medija, je tisto, ki jo odnese oddajno sevanje. Ta koeficient je odvisen od različnih dejavnikov, eden od najpomembnejših pa je kota incidence in sestava sevanja. Popolna odsev svetlobe se pojavi, ko pade na predmete ali snovi z odsevno površino. Na primer, to se zgodi, ko žarki prizadenejo tanek film srebra in tekočega živega srebra, ki se nanese na steklo. Popolnoma refleksija svetlobe v praksi se zgodi zelo pogosto.

Zakoni

Zakoni refleksije in refrakcijo svetlobe so oblikovali Euclid že v tretjem stoletju. BC. e. Vsi so bili eksperimentalno vzpostavljeni in jih enostavno potrjuje povsem geometrično načelo Huygensa. Po njegovem mnenju vsaka točka medija, do katerega doseže perturbacija, je vir sekundarnih valov.

Prvi pravo razmišljanja svetlobe: incidentna in odbojna žarka ter pravokotna črta do vmesnika medijev, rekonstruirana na točki incidenta svetlobnega žarka, sta v isti ravnini. Ravninski val nastopi na zrcalni površini, katere valovne površine so trakovi.

Drugi zakon pravi, da je kot odboja svetlobe enak kotu incidence. To je zato, ker imajo medsebojno pravokotne strani. Izhajajoč iz načel enakosti trikotnikov, sledi, da je kot naključnega kota enak kotu refleksije. Lahko se enostavno dokaže, da ležijo v isti ravnini s pravokotno črto, ki je bila obrnjena na vmesnik medija na točki incidenta žarka. Ti najpomembnejši zakoni veljajo tudi za obratno smer svetlobe. Zaradi povratne energije se bo žaromet, ki se razmnožuje vzdolž poti odbijane žarke, odražal po poti incidentnega žarka.

Lastnosti odsevnih teles

Velika večina predmetov odraža samo svetlobno sevanje, ki je na njih. Niso vir svetlobe. Dobro osvetljena telesa so popolnoma vidna iz vseh smeri, saj se sevanje na površini odraža in razprši v različnih smereh. Ta pojav se imenuje difuzen (razpršen) odtenek. Pojavi se, ko svetloba zadene vse grobe površine. Za določitev poti žarkov, ki se odbije od telesa na točki padca, se na površino dotakne ravnino. Potem, glede na to, so prikazani koti pojavnosti žarkov in refleksije.

Diffuse refleksija

Samo zaradi obstoja difuznega (razpršenega) odboja svetlobne energije ločimo objekte, ki ne morejo oddati svetlobe. Vsako telo nam bo povsem nevidno, če je razprševanje žarkov nič.

Difuzni odraz svetlobne energije ne povzroča neprijetnih občutkov v očeh osebe. To je posledica dejstva, da vse svetlobe ni vrnjeno v prvotno okolje. Torej, od snega odraža približno 85% sevanja, od belega papirja - 75%, no, od velurja črne barve - le 0,5%. Ko se svetloba odseva z različnih grobih površin, so žarki naključno usmerjeni drug proti drugemu. Glede na stopnjo, do katere se površina odraža s svetlobnimi žarki, se imenujejo neprozorna ali zrcalna. Toda ti koncepti so relativni. Iste površine so lahko zrcalne in zamrznjene na različnih valovnih dolžinah incidentne svetlobe. Površina, ki enakomerno razprši žarke v različnih smereh, velja za popolnoma mat. Čeprav v naravi praktično ni takšnih predmetov, so neglazeni porcelan, sneg, risalni papir zelo blizu njih.

Odsev ogledala

Zrcalni refleksije svetlobnih žarkov se od drugih vrst razlikujejo po dejstvu, da ko se energijski žarki spustijo na gladko površino pod določenim kotom, se odražajo v eni smeri. Ta pojav je znan vsem, ki so nekoč uporabili ogledalo pod svetlobnimi žarki. V tem primeru je odsevna površina. Drugi člani spadajo v to kategorijo. Vsi optično gladki predmeti se lahko nanašajo na zrcalne (reflektivne) površine, če so dimenzije nehomogenosti in neenakosti na njih manjše od 1 μm (ne presegajo valovne dolžine svetlobe). Za vse takšne površine veljajo zakoni svetlobnega odbojnika.

Odsev svetlobe z različnih zrcalnih površin

V tehnologiji se pogosto uporabljajo zrcala z zavito reflektivno površino (sferična ogledala). Takšni predmeti so telesa v obliki krogličnega segmenta. Vzporednost žarkov v primeru odboj svetlobe s takšnih površin je močno kršena. Obstajata dve vrsti takšnih ogledal:

• konkavno - odražajo svetlobo iz notranje površine krogelnega segmenta, se imenujejo kolektorji, ker vzporedni žarki svetlobe po refleksiji od njih zbirajo na eni točki;

• konveksni - odražajo svetlobo iz zunanje površine, medtem ko so vzporedni žarki razpršeni na straneh, zato so izbočene ogledalke razpršene.

Variante refleksije svetlobnih žarkov

Žarek, ki pade skoraj vzporedno s površino, ga le malo dotakne, nato se močno odraža tupi kot. Nato nadaljuje pot po zelo nizki poti, ki je maksimalno nameščena na površino. Gred, ki pade skoraj navpično, se odraža v ozkem kotu. V tem primeru bo smer že odraženega žarka blizu poti incidentnega žarka, ki v celoti ustreza fizičnim zakonom.

Refrakcijo svetlobe

Refleksija je tesno povezana z drugimi fenomeni geometrijske optika, kot sta refrakcija in popolna notranja refleksija. Pogosto svetloba prehaja skozi mejo med dvema medijem. Refrakcija svetlobe se nanaša na spremembo smeri optičnega sevanja. To se zgodi, ko prehaja iz enega okolja v drugega. Refrakcija svetlobe ima dve pravilnosti:

• žarek, ki poteka skozi mejo med medijem, se nahaja v ravnini, ki poteka skozi pravokotno na površino in padajoči snop;

• kota incidence in lomljenja sta povezani.

Refraction vedno spremlja odsev svetlobe. Vsota energij odbitih in refrakcijskih žarkov žarkov je enaka energiji incidentnega žarka. Odvisna je njihova relativna intenzivnost polarizacija svetlobe v incidentnem žarku in kotu incidence. Zakoni lomnega refrakcije temeljijo na ureditvi mnogih optičnih instrumentov.