Danas ćemo govoriti o zakonu refleksije svjetlosti. Također ćemo istaknuti dio linearne optike na koji se ovaj fenomen odnosi.
Škola i svjetlo
Djeca nestrpljivo idu u prvi razred. Zanima ih što znači učiti, hvata ih gužva s udžbenicima i bilježnicama. Ali disciplina je stroga stvar. Da, i psihološki zakoni zatvorene skupine djece prilično su okrutni. Stoga stariji učenici uz školu povezuju samo nevoljkost da tamo idu. No, kreativnim pristupom samom znanju možete promijeniti način na koji gledate na svijet lekcija i dnevnika. Danas ćemo govoriti o jednom važnom konceptu optike. Fizika 8. razred daje ovu pojavu kao zakone loma i refleksije svjetlosti.
Vala i svjetlost
Koliko god čudno zvučalo, svjetlost je val. "Kakva mora?" pitat će učenici. A mi ćemo odgovoriti: "U elektromagnetskom". Ovaj složeni sustav započinje pokretnim nabijenim objektom. U doslovnom smislu riječi. Ako eksperimentator naelektrizira komad jantara i brzo trči s njim, tada će se u procesu kretanja pojaviti vrlo slabo i vrlo kratko elektromagnetno polje. Izvori velikih polja koja prožimaju cijeli svemir su uuglavnom zvijezde. Sunce je također objekt s nenultim nabojem, pa se Zemlja doslovno "kupa" u česticama i elektromagnetskim poljima koje ona stvara. A svjetlost je kvant elektromagnetskog polja, što znači da se na njega može primijeniti zakon refleksije.
Refleksija, refrakcija, apsorpcija
Dakle, koja je bit zakona? U sljedećem:
- Ako snop svjetlosti padne na glatku površinu, tada ona, normala na površinu u točki upada i reflektirana svjetlost leže u istoj ravnini.
- Kut nagiba upadne zrake prema normali jednak je kutu nagiba reflektirane svjetlosti.
Ponekad se školarci uplaše nerazumljive riječi "normalno". Ali to uopće nije strašno. To je samo okomica na danu točku na površini. A normala je najčešće zamišljena linija, mora se promisliti da bi se problem riješio.
Upadni kut jednak je kutu refleksije
Koliko je štetna ova formulacija zakona refleksije svjetlosti? 8. razred često smanjuje broj riječi u školskim pravilima kako bi ih bolje zapamtili. Ali čak je i linearna optika predmet u kojem je vektor djelovanja i širenja bitan. Odnosno, nisu važni samo međusobni kutovi svjetlosnih zraka, već i smjer njihovog širenja. U ovom slučaju, važno je ne zaboraviti da za incident, reflektiranu sliku i normalu na površinu postoji samo jedna ravnina u točki upada.
Vrste refleksije
Čini se da ovo pravilo ne može biti jednostavnije. Ali ovdje postoje neke posebnosti:
- Susret s dielektrikom, svjetlost uzrokuje oscilacije u njegovim atomimadielektrična polarizacija. To dovodi do činjenice da svaka točka medija postaje sekundarni izvor valova. Kada se kombiniraju, generiraju reflektiranu, lomljenu i difuznu svjetlost.
- Kada elektromagnetsko zračenje udari u vodljivi materijal, uzrokuje osciliranje elektrona. Materijal teži kompenziranju rezultirajuće struje, što rezultira gotovo potpunom refleksijom. Zato je metal tako sjajan.
- Difuzna refleksija nastaje kada površina ima hrapavost. Njihova veličina mora premašiti valnu duljinu upadnog zračenja. Međutim, može se pojaviti situacija u kojoj se kratkovalno ljubičasto zračenje raspršuje, dok se dugovalno crveno zračenje savršeno reflektira.
- Unutarnji odraz. Ako svjetlost pada iz gušćeg medija u razrijeđeniji (na primjer, iz vode u zrak), tada se pod određenim kutom cijela zraka odbija natrag. Zakon totalne refleksije povezan je s razlikom indeksa loma svjetlosti u mediju. Njegova formula je izražena na sljedeći način:
- sin j=n2 / n1
gdje je j kut pod kojim se javlja ukupna unutarnja refleksija, a n2 i n1 su indeksi loma dvaju mediji.
Što i kada se odražava?
Pored školskih lekcija i dosadnih zadataka, zakon refleksije, čiju smo formulu dali malo više, može se promatrati i u drugim slučajevima:
- Kada se zvučni valovi odbijaju od čvrstih površina, oni se odbijaju kao jeka. Upravo zbog tog efekta dječji glasovi zvuče glasnije u zatvorenom dvorištu nego vani.obala rijeke. Odjekuje i prazna soba odmah nakon renoviranja, a namještaj koji se tamo stavi upija vibracije zraka.
- Izviđački brodovi pokreću ultrazvučne valove ispred sebe, čija se brzina refleksije može koristiti za procjenu topografije dna.
- Radio valovi se reflektiraju od zrakoplova, što vam omogućuje da odredite njihovu lokaciju u zraku.
- U liječničkom pregledu ultrazvuk se reflektira s granice organa i daje stručnjacima priliku da procijene procese koji se događaju unutar osobe bez rezanja tkiva.
Ogledalo i Kina
Međutim, nemojte misliti da je odraz najnoviji izum. Čim su ljudi naučili kako dobiti čisti metal (broncu), žene su odmah htjele znati kako izgledaju.
Kako bi se materijal bolje reflektirao, njegova je površina dugo vremena bila ručno polirana. A budući da je bilo moguće gledati samo u jednom smjeru brončanog diska, drugi je bio ukrašen nekakvim uzorkom.
U staroj Kini neki su majstori mogli izraditi ogledala, čija misterija do sada nije riješena. Ako se sunčeva zraka s glatke strane takvog objekta usmjeri na bijeli zid ili list papira, tada će se u krugu svjetlosti … pojaviti slika ugravirana na poleđini. Bit ovog fenomena nije se mogla objasniti ni suvremenim istraživačkim metodama. Pogađate kako se to događa:
- Uzorak se utisne, zatim se jedna strana brusi, a razlika u strukturi metala ostaje.
- Talina bakra se ulijeva u unaprijed pripremljen šablon, ideblji sloj metala (gdje uzorak ima izbočinu) skrutne se u nešto drugačiji oblik od tankog elementa. Ova razlika ostaje i nakon poliranja.
- Glatka strana zrcala je urezana kiselinom. Nakon obrade, razlika u boji nije primjetna, ali je intenzitet reflektirane slike različit na jakom suncu.
- Uzorak se nanosi na zrcalni dio predmeta s različitim stupnjem bakra.
- Slika se izrezuje na poleđini zrcala kada je prednja strana već u određenoj mjeri brušena. Pritisak djeluje na oba dijela predmeta. Zrcalna strana je takoreći prekrivena nizom mikro-izbočina koje odgovaraju uzorku. Još jedno brušenje završava posao, dajući stvorenim izbočinama i udubinama glatkiji izgled.
Teško je povjerovati da u doba atomske spektroskopije i istraživanja materije rendgenskim zrakama još uvijek postoje misterije vezane uz refleksiju, ali činjenice su tvrdoglave stvari.
