ОТРАЖЕНИЕ НА СВЕТЛИНАТА: ЕЛЕМЕНТИ, ЗАКОНИ И ПРИЛОЖЕНИЯ - ФИЗИЧЕСКИ - 2025

На отразяване на светлината е оптичен феномен, чрез която лъч светлина променя посоката и се отразява, когато го удари повърхността на разделяне на две среди, без да може да премине споменатата повърхност.

Това е основно явление, което се среща в природата и което вече е изучено в класическа Гърция. Но законите, които управляват отразяването на светлината, не са изяснени чак в XVII век. Холандският учен У. Снел определи законите както на отражението, така и на пречупването. По този начин тези закони се наричаха законите на Снел.

Отражение на светлина във водата. Pixabay

Самото отражение е общо явление, което засяга всички вълни, въпреки че случаят със светлината е най-представителният. Всеки път, когато светлината падне върху тяло, се получава отражение. В зависимост от това кои цветове от спектъра тялото абсорбира и кои отразява, виждаме тялото от един или друг цвят.

Отражението присъства и в ежедневния ни живот в ежедневни въпроси, както и формирането на образи в огледалата. Тези изображения могат да бъдат обяснени от законите на размисъл. Може да се види и в изображенията, отразени на повърхността на водата, въпреки че в този случай се среща и феноменът на пречупване.

елементи

При изучаване на отражението на светлината трябва да се вземат предвид следните елементи: светлина, двете среди, повърхността на разделяне на медията, падащият лъч, отразеният лъч и нормалното към разделителната повърхност,

Във физиката терминът светлина включва цялото поле на излъчване, включено в електромагнитния спектър, като терминът видима светлина е запазен за частта от спектъра, която човешкото око възприема.

В размисъл трябва да се разграничат две средства. Първата е средата, през която вълната преминава. Вторият или не го пресича, или ако го направи, се получава пречупването на вълната. Между двете медии е това, което се нарича медийна раздяла.

Нормалната е линия, перпендикулярна на равнината на разделяне на средата. Случващият се лъч се нарича лъч светлина, който достига до разделителната повърхност през първата среда. От своя страна отразеният лъч е този, който се отразява след като падащият лъч се сблъска с тази повърхност.

Закони за размисъл

Въпреки че Евклид е първият, който публикува закони за размисъл през третия век пр. Н. Е., Истината е, че това е било през 1621 г. с холандския астроном и математик Вилеброрд Снел ван Ройен, когато са установени сегашните закони за отражение и пречупване., Двата закона за размисъл са разгледани по-долу.

Първи закон

Първият закон е обобщен в следното твърдение: падащият лъч, нормалният (или перпендикулярен на равнината) и отразеният лъч са в една и съща равнина на пространството.

Ъгли на отражение на светлината. Не е предоставен машинно четим автор. Арвелий предположи (въз основа на претенции за авторски права).

Втори закон

Вторият закон за размисъл гласи, че ъгълът на размисъл е точно такъв като ъгъла на падане.

Принципът на Фермат

Както предишните два закона за размисъл, така и законите на пречупването могат да се изведат от принципа на Фермат. Този принцип гласи, че пътят, който лъч светлина следва между две места в пространството, винаги е този, който отнема възможно най-кратко време.

Общо вътрешно отражение на светлината

Общото вътрешно отражение на светлината възниква, когато светлината срещне среда с индекс на пречупване, n ₂, по-малка от тази на средата, в която се намира, n ₁. В този случай светлината не е в състояние да премине през разделителната повърхност на двете среди и се отразява напълно.

Разбира се, това се случва само за ъгли на падане, по-големи от тези, наречени критичен ъгъл.

Общото вътрешно отражение е причината за искрите, които могат да се видят в изрязан диамант.

Видове отражения

Отражението може да бъде от няколко вида: зрително, дифузно или смесено. Дали ще се извърши един или друг вид отражение ще зависи главно от вида на повърхността по пътя му.

Зрелищно отражение

Когато светлината падне върху гладка, полирана повърхност, се получава зрително отражение.

Дифузно отражение

Вместо това, когато светлината падне върху неполирана повърхност, отражението настъпва във всички посоки в пространството. Тогава се казва, че е имало дифузно отражение.

Mariacasandra

Смесено отражение

Както подсказва името му, смесеното отражение възниква, когато възникне комбинация от предишните две.

Приложения

Отражението на светлината има различни приложения. Така например явлението тотално отражение се използва в това, което е известно като призмата Порро, което се използва при производството на бинокли.

Цялостното отражение се използва и за разпространението на светлина в оптични кабели. По този начин, ако имате влакнесто-оптична интернет връзка в дома си, трябва да знаете, че част от отговорността за ползването му се дължи на пълното отразяване на светлината.

ретроотражение

Retroreflection е приложение на светлинно отражение, състоящо се от отразяване на светлината обратно към източника или източника, независимо от ъгъла му на падане. За да се постигне това, се използват плоски отразяващи повърхности.

Специфично приложение на рефлексията е в пътните знаци. Това позволява светлината от фаровете да се отразява директно в посоката на произход. По този начин сигналът изглежда засилен, така че водачът получава предупреждението за опасността.

експеримент

Явлението светлинно отражение може да бъде потвърдено с някои прости домашни експерименти като този, който предлагаме по-долу. Можете да го направите у дома без никакъв риск и да видите как физиката е на една ръка разстояние.

Общо вътрешно отражение на експеримента със светлина

За да изпълните този експеримент, се нуждаете само от чаша, вода, мляко и лазерен показалец.

Първо напълнете чашата с вода, след това добавете няколко капки мляко. След като това е направено, лазерният показалец е насочен към чашата под нивото на водата. По този начин светлинният лъч от показалеца ще премине през водата и ще се отразява върху повърхността на водата с въздуха.

Освен това, благодарение на капчиците мляко, разтворени във водата, е възможно да се проследи пълният път на светлинната вълна и да се наблюдават перфектно както падащия лъч, така и отразения лъч. Във всеки случай идеалът е да се проведе експериментът в стая с малко светлина, за да се оцени по-добре модела на отразената вълна.

Причини

Както вече обяснихме, това явление се случва само когато светлината преминава от среда с по-висок коефициент на пречупване към такава с по-нисък индекс. По същия начин, за да се случи това, светлината трябва да повлияе на разделянето на средата с ъгъл, по-голям от така наречения критичен ъгъл.

заключение

Отражението на светлината е естествено явление, което ни съпътства ежедневно в живота ни. Това е така до такава степен, че ние възприемаме цветовете благодарение на него. Има данни за изследването му вече в класическа Гърция, въпреки че едва през XVII век със Снел започват да се определят правилата, които го управляват.

Понастоящем приложенията му са много и разнообразни. Някои със сигурност не бихте си ги представили и те участват в такива неочаквани процеси като предаването на информация по оптични кабели.

Не само физиката е във всичко, когато ни заобикаля, светлината също ни неразделно придружава в откриването ни на реалността. Не напразно, именно благодарение на нея ние възприемаме света около нас.

Препратки

1. Светлина (втора). В Уикипедия. Произведено на 27 февруари 2019 г. от en.wikipedia.org.
2. Бърк, Джон Робърт (1999). Физика: природата на нещата. Мексико DF: Международен Thomson Editores.
3. Общо вътрешно отражение (второ). В Уикипедия. Произведено на 28 февруари 2019 г. от en.wikipedia.org.
4. Светлина (втора). В Уикипедия. Произведено на 1 март 2019 г. от en.wikipedia.org.
5. Лекнер, Джон (1987). Теория на отражението, на електромагнитните и частичните вълни. Springer.