La interfața dintre două medii diferite, dacă aceasta interfata depășește semnificativ lungimea de undă, are loc o schimbare a direcției de propagare a luminii: o parte din energia luminii se întoarce la primul mediu, adică reflectat, iar o parte pătrunde în al doilea mediu și în același timp refractat. Fascicul AO este numit Rază incidentăși raza OD – fascicul reflectat(vezi Fig. 1.3). Se determină poziția relativă a acestor raze legile reflexiei si refractiei luminii.

Orez. 1.3. Reflexia si refractia luminii.

Unghiul α dintre raza incidentă și perpendiculara pe interfață, restabilit la suprafață în punctul de incidență al razei, se numește unghiu de incidenta.

Unghiul γ dintre raza reflectată și aceeași perpendiculară se numește unghi de reflexie.

Fiecare mediu într-o anumită măsură (adică în felul său) reflectă și absoarbe radiația luminoasă. Se numește mărimea care caracterizează reflectivitatea suprafeței unei substanțe coeficient de reflexie. Coeficientul de reflexie arată ce parte din energia adusă de radiație la suprafața unui corp este energia transportată de pe această suprafață de radiația reflectată. Acest coeficient depinde de mulți factori, de exemplu, de compoziția radiației și de unghiul de incidență. Lumina este reflectată complet dintr-o peliculă subțire de argint sau mercur lichid depus pe o foaie de sticlă.

Legile reflexiei luminii

Legile reflexiei luminii au fost descoperite experimental în secolul al III-lea î.Hr. de către omul de știință grec antic Euclid. De asemenea, aceste legi pot fi obținute ca o consecință a principiului lui Huygens, conform căruia fiecare punct din mediu până la care a ajuns o perturbare este o sursă de unde secundare. Suprafața de undă (frontul de undă) în momentul următor este o suprafață tangentă la toate undele secundare. Principiul lui Huygens este pur geometric.

O undă plană cade pe suprafața netedă reflexivă a unui CM (Fig. 1.4), adică o undă ale cărei suprafețe de undă sunt dungi.

Orez. 1.4. Construcția lui Huygens.

A 1 A și B 1 B sunt razele undei incidente, AC este suprafața de undă a acestei unde (sau frontul de undă).

Pa frontul de val din punctul C se va deplasa în timp t în punctul B, din punctul A o undă secundară se va răspândi în emisferă la o distanță AD = CB, deoarece AD ​​= vt și CB = vt, unde v este viteza undei propagare.

Suprafața undei reflectate este o linie dreaptă BD, tangentă la emisfere. În plus, suprafața undei se va deplasa paralel cu ea însăși în direcția razelor reflectate AA 2 și BB 2.

Triunghiurile dreptunghiulare ΔACB și ΔADB au o ipotenuză comună AB și catete egale AD = CB. Prin urmare, sunt egali.

Unghiurile CAB = = α și DBA = = γ sunt egale deoarece acestea sunt unghiuri cu laturile reciproc perpendiculare. Și din egalitatea triunghiurilor rezultă că α = γ.

Din construcția lui Huygens mai rezultă că razele incidente și reflectate se află în același plan cu perpendiculara pe suprafață restabilită în punctul de incidență al razei.

Legile reflexiei sunt valabile atunci când razele de lumină se deplasează în direcția opusă. Ca o consecință a reversibilității traseului razelor luminoase, avem că o rază care se propagă pe calea celei reflectate este reflectată de-a lungul traseului celei incidente.

Majoritatea corpurilor reflectă doar radiația incidentă asupra lor, fără a fi o sursă de lumină. Obiectele iluminate sunt vizibile din toate părțile, deoarece lumina este reflectată de suprafața lor în direcții diferite, împrăștiind. Acest fenomen se numește reflexie difuză sau reflexie difuză. Reflexia difuză a luminii (Fig. 1.5) are loc de pe toate suprafețele aspre. Pentru a determina traseul razei reflectate a unei astfel de suprafețe, se trasează un plan tangent la suprafață în punctul de incidență al razei, iar unghiurile de incidență și de reflexie sunt construite în raport cu acest plan.

Orez. 1.5. Reflexia difuză a luminii.

De exemplu, 85% din lumina albă este reflectată de suprafața zăpezii, 75% din hârtie albă, 0,5% din catifea neagră. Reflexia difuză a luminii nu provoacă senzații neplăcute în ochiul uman, spre deosebire de reflexia speculară.

- este atunci când razele de lumină incidente pe o suprafață netedă la un anumit unghi sunt reflectate predominant într-o direcție (Fig. 1.6). Suprafata reflectorizanta in acest caz se numeste oglindă(sau suprafata oglinzii). Suprafețele oglinzilor pot fi considerate optic netede dacă dimensiunea neregulilor și neomogenităților de pe ele nu depășește lungimea de undă a luminii (mai puțin de 1 micron). Pentru astfel de suprafețe, legea reflexiei luminii este îndeplinită.

Orez. 1.6. Reflexia speculară a luminii.

Oglindă plată este o oglindă a cărei suprafață reflectorizante este un plan. O oglindă plată face posibil să se vadă obiecte în fața ei, iar aceste obiecte par să fie situate în spatele planului oglinzii. În optica geometrică, fiecare punct al sursei de lumină S este considerat centrul unui fascicul divergent de raze (Fig. 1.7). Un astfel de fascicul de raze se numește homocentric. Imaginea punctului S dintr-un dispozitiv optic este centrul S’ al unui fascicul de raze reflectat și refractat homocentric în diferite medii. Dacă lumina împrăștiată de suprafețele diferitelor corpuri cade pe o oglindă plată și apoi, reflectată din ea, cade în ochiul observatorului, atunci imaginile acestor corpuri sunt vizibile în oglindă.

Orez. 1.7. O imagine creată de o oglindă plană.

Imaginea S’ se numește reală dacă razele reflectate (refractate) ale fasciculului se intersectează în punctul S’. Imaginea S’ se numește imaginară dacă nu razele reflectate (refractate) înseși se intersectează, ci continuările lor. Energia luminii nu ajunge in acest punct. În fig. Figura 1.7 prezintă o imagine a unui punct luminos S, care apare folosind o oglindă plată.

Fascicul SO cade pe oglinda CM la un unghi de 0°, prin urmare, unghiul de reflexie este de 0°, iar această rază, după reflectare, urmează calea OS. Din întregul set de raze care cad din punctul S pe o oglindă plată, selectăm raza SO 1.

Fasciculul SO 1 cade pe oglindă sub un unghi α și se reflectă sub un unghi γ (α = γ). Dacă continuăm razele reflectate în spatele oglinzii, acestea vor converge în punctul S 1, care este o imagine virtuală a punctului S într-o oglindă plană. Astfel, unei persoane i se pare că razele ies din punctul S 1, deși de fapt nu există raze care părăsesc acest punct și intră în ochi. Imaginea punctului S 1 este situată simetric față de punctul cel mai luminos S în raport cu oglinda CM. Să demonstrăm.

Fascicul SB incident pe oglindă la un unghi de 2 (Fig. 1.8), conform legii reflexiei luminii, este reflectat la un unghi de 1 = 2.

Orez. 1.8. Reflecție dintr-o oglindă plată.

Din fig. 1.8 puteți vedea că unghiurile 1 și 5 sunt egale - ca și cele verticale. Sumele unghiurilor sunt 2 + 3 = 5 + 4 = 90°. Prin urmare, unghiurile 3 = 4 și 2 = 5.

Triunghiurile dreptunghiulare ΔSOB și ΔS 1 OB au un catete comun OB și unghiuri ascuțite egale 3 și 4, prin urmare, aceste triunghiuri sunt egale în latură și două unghiuri adiacente catetei. Aceasta înseamnă că SO = OS 1, adică punctul S 1 este situat simetric față de punctul S față de oglindă.

Pentru a găsi imaginea unui obiect AB într-o oglindă plată, este suficient să coborâți perpendicularele din punctele extreme ale obiectului pe oglindă și, continuându-le dincolo de oglindă, să lăsați în spate o distanță egală cu distanța de la oglinda până la punctul extrem al obiectului (Fig. 1.9). Această imagine va fi virtuală și în mărime naturală. Dimensiunile și poziția relativă a obiectelor sunt păstrate, dar, în același timp, în oglindă, părțile din stânga și din dreapta ale imaginii își schimbă locurile față de obiectul însuși. Nu este încălcat nici paralelismul razelor de lumină incidente pe o oglindă plană după reflexie.

Orez. 1.9. Imaginea unui obiect într-o oglindă plană.

În tehnologie, oglinzile cu o suprafață de reflectare curbă complexă, de exemplu, oglinzile sferice, sunt adesea folosite. Oglindă sferică- aceasta este suprafata corpului, avand forma unui segment sferic si reflectand lumina specular. Paralelismul razelor atunci când sunt reflectate de astfel de suprafețe este încălcat. Se numește oglinda concav, dacă razele sunt reflectate de pe suprafața interioară a segmentului sferic. Razele de lumină paralele, după reflectarea de pe o astfel de suprafață, sunt colectate la un moment dat, motiv pentru care o oglindă concavă se numește colectare. Dacă razele sunt reflectate de pe suprafața exterioară a oglinzii, atunci va fi convex. Razele de lumină paralele sunt împrăștiate în direcții diferite, deci oglindă convexă numit dispersiv.

Legile optice de bază au fost stabilite cu mult timp în urmă. Deja în primele perioade de cercetare optică au fost descoperite experimental patru legi de bază legate de fenomenele optice:

1. legea propagării rectilinie a luminii;
2. legea independenței fasciculelor de lumină;
3. legea reflectării luminii de pe suprafața oglinzii;
4. legea refracției luminii la limita a două substanțe transparente.

Legea reflecției este menționată în scrierile lui Euclid.

Descoperirea legii reflexiei este asociată cu utilizarea suprafețelor metalice lustruite (oglinzi), care erau cunoscute în cele mai vechi timpuri.

Formularea legii reflexiei luminii

Raza de lumină incidentă, raza refractă și perpendiculara pe interfața dintre două medii transparente se află în același plan (Fig. 1). În acest caz, unghiul de incidență () și unghiul de reflexie () sunt egale:

Fenomenul de reflexie totală a luminii

Dacă o undă luminoasă se propagă de la o substanță cu un indice de refracție ridicat într-un mediu cu un indice de refracție mai mic, atunci unghiul de refracție () va fi mai mare decât unghiul de incidență.

Pe măsură ce unghiul de incidență crește, crește și unghiul de refracție. Acest lucru se întâmplă până când la un anumit unghi de incidență, care se numește unghi limitator (), unghiul de refracție devine egal cu 900. Dacă unghiul de incidență este mai mare decât unghiul limitator (), atunci toată lumina incidentă este reflectată din interfata, nu are loc fenomenul de refractie. Acest fenomen se numește reflexie totală. Unghiul de incidență la care are loc reflexia totală este determinat de condiția:

unde este unghiul limitator de reflexie totală, este indicele de refracție relativ al substanței în care se propagă lumina refractată, în raport cu mediul în care s-a propagat unda incidentă de lumină:

unde este indicele de refracție absolut al celui de-al doilea mediu, este indicele de refracție absolut al primei substanțe; — viteza de fază a propagării luminii în primul mediu; — viteza de fază a propagării luminii în a doua substanță.

Limitele de aplicare a legii reflexiei

Dacă interfața dintre substanțe nu este plată, atunci aceasta poate fi împărțită în zone mici, care individual pot fi considerate plate. Atunci cursul razelor poate fi căutat după legile refracției și reflexiei. Cu toate acestea, curbura suprafeței nu trebuie să depășească o anumită limită, după care are loc difracția.

Suprafețele aspre duc la reflectarea împrăștiată (difuză) a luminii. O suprafață complet oglindă devine invizibilă. Sunt vizibile doar razele reflectate de el.

Exemple de rezolvare a problemelor

EXEMPLUL 1

Exercițiu	Două oglinzi plate formează un unghi diedru (Fig. 2). Raza incidentă se propagă într-un plan perpendicular pe marginea unghiului diedru. Se reflectă din prima, apoi din a doua oglindă. Care va fi unghiul () cu care fasciculul este deviat ca urmare a două reflexii?
Soluţie	Luați în considerare triunghiul ABD. Noi vedem asta: Din luarea în considerare a triunghiului ABC rezultă că: Din formulele (1.1) și (1.2) obținute avem:
Răspuns

EXEMPLUL 2

Exercițiu	Care ar trebui să fie unghiul de incidență la care fasciculul reflectat formează un unghi de 900 față de fasciculul refractat?Indicii absoluti de refracție ai substanțelor sunt egali: și .
Soluţie	Să facem un desen.

Datând din jurul anului 300 î.Hr. e.

Legile reflexiei. Formule Fresnel

Legea reflexiei luminii - stabilește o modificare a direcției de deplasare a unei raze de lumină ca urmare a întâlnirii cu o suprafață reflectorizantă (oglindă): razele incidente și reflectate se află în același plan cu normala suprafeței reflectorizante la punctul de incidență, iar această normală împarte unghiul dintre raze în două părți egale. Formularea folosită pe scară largă, dar mai puțin precisă, „unghiul de incidență este egal cu unghiul de reflexie” nu indică direcția exactă de reflexie a fasciculului. Totuși, arată așa:

Această lege este o consecință a aplicării principiului lui Fermat la o suprafață reflectorizantă și, ca toate legile opticii geometrice, este derivată din optica undelor. Legea este valabilă nu numai pentru suprafețele perfect reflectorizante, ci și pentru limita a două medii care reflectă parțial lumina. În acest caz, la fel ca legea refracției luminii, nu precizează nimic despre intensitatea luminii reflectate.

Mecanism de reflexie

Când o undă electromagnetică lovește o suprafață conducătoare, apare un curent, al cărui câmp electromagnetic tinde să compenseze acest efect, ceea ce duce la reflexia aproape completă a luminii.

Tipuri de reflexie

Reflexia luminii poate fi oglindită(adică așa cum se observă când se folosesc oglinzi) sau difuz(în acest caz, la reflexie, nu se păstrează traseul razelor dinspre obiect, ci doar componenta energetică a fluxului luminos) în funcție de natura suprafeței.

Oglinda O. s. se disting printr-o anumită relație între pozițiile razelor incidente și reflectate: 1) raza reflectată se află în planul care trece prin raza incidentă și normala la suprafața reflectantă; 2) unghiul de reflexie este egal cu unghiul de incidenta j. Intensitatea luminii reflectate (caracterizată prin coeficientul de reflexie) depinde de j și de polarizarea fasciculului incident de raze (vezi Polarizarea luminii), precum și de raportul indicilor de refracție n2 și n1 ai mediilor 2 și 1 . Această dependență (pentru un mediu reflectorizant - un dielectric) este exprimată cantitativ prin formula Fresnel. Din ele, în special, rezultă că atunci când lumina este incidentă normal pe suprafață, coeficientul de reflexie nu depinde de polarizarea fasciculului incident și este egal cu

(n2 - n1)²/(n2 + n1)²

În cazul particular foarte important al unei căderi normale din aer sau sticlă pe interfața lor (nair " 1.0; nst = 1.5), acesta este " 4%.

Natura polarizării luminii reflectate se modifică odată cu modificările în j și este diferită pentru componentele luminii incidente polarizate paralele (componenta p) și perpendiculară (componenta s) pe planul de incidență. Prin plan de polarizare înțelegem, ca de obicei, planul de oscilație al vectorului electric al undei luminoase. La unghiurile j egale cu așa-numitul unghi Brewster (vezi legea lui Brewster), lumina reflectată devine complet polarizată perpendicular pe planul de incidență (componenta p a luminii incidente este complet refractată în mediul reflectant; dacă acest mediu este puternic absoarbe lumina, apoi componenta p refracta trece in mediu este o cale foarte mica). Această caracteristică a oglinzii O. s. utilizat într-un număr de dispozitive de polarizare. Pentru j mai mare decât unghiul Brewster, coeficientul de reflexie din dielectrici crește odată cu creșterea j, tinzând la 1 în limită, indiferent de polarizarea luminii incidente. Într-un sistem optic specular, așa cum reiese din formulele lui Fresnel, faza luminii reflectate în cazul general se schimbă brusc. Dacă j = 0 (lumina cade normal la interfață), atunci pentru n2 > n1 faza undei reflectate se deplasează cu p, pentru n2< n1 - остаётся неизменной. Сдвиг фазы при О. с. в случае j ¹ 0 может быть различен для р- и s-составляющих падающего света в зависимости от того, больше или меньше j угла Брюстера, а также от соотношения n2 и n1. О. с. от поверхности оптически менее плотной среды (n2 < n1) при sin j ³ n2 / n1 является полным внутренним отражением, при котором вся энергия падающего пучка лучей возвращается в 1-ю среду. Зеркальное О. с. от поверхностей сильно отражающих сред (например, металлов) описывается формулами, подобными формулам Френеля, с тем (правда, весьма существенным) изменением, что n2 становится комплексной величиной, мнимая часть которой характеризует поглощение падающего света.

Absorbția într-un mediu reflectorizant duce la absența unui unghi Brewster și la valori mai mari (comparativ cu dielectricii) ale coeficientului de reflexie - chiar și la incidență normală poate depăși 90% (asta explică utilizarea pe scară largă a metalului neted și a suprafețelor metalizate în oglinzi).Diferă şi caracteristicile de polarizare.unde luminoase reflectate din mediul absorbant (datorită altor defazări ale componentelor p şi s ale undelor incidente). Natura polarizării luminii reflectate este atât de sensibilă la parametrii mediului reflectorizant încât numeroase metode optice de studiere a metalelor se bazează pe acest fenomen (vezi Magneto-optică, Metaloptică).

O. s. difuză. - dispersia sa de către suprafața neuniformă a celui de-al doilea mediu în toate direcțiile posibile. Distribuția spațială a fluxului de radiație reflectată și intensitatea acestuia sunt diferite în diferite cazuri specifice și sunt determinate de relația dintre l și dimensiunea neregulilor, distribuția neregulilor pe suprafață, condițiile de iluminare și proprietățile mediului reflectorizant. . Cazul limitativ al distribuției spațiale a luminii reflectate difuz, care nu este strict îndeplinit în natură, este descris de legea lui Lambert. O. s. difuză. Se observă și din medii a căror structură internă este neomogenă, ceea ce duce la împrăștierea luminii în volumul mediului și întoarcerea unei părți din acesta în primul mediu. Modele difuze de O. s. din astfel de medii sunt determinate de natura proceselor de împrăștiere a luminii unice și multiple în ele. Atât absorbția, cât și împrăștierea luminii pot prezenta o dependență puternică de l. Rezultatul este o schimbare în compoziția spectrală a luminii reflectate difuz, care (când este iluminată cu lumină albă) este percepută vizual ca culoarea corpurilor.

Reflecție internă totală

Pe măsură ce unghiul de incidență crește i, crește și unghiul de refracție, în timp ce intensitatea fasciculului reflectat crește, iar fasciculul refractat scade (suma lor este egală cu intensitatea fasciculului incident). La o oarecare valoare i = i k colţ r= π / 2, intensitatea fasciculului refractat va deveni egală cu zero, toată lumina va fi reflectată. Cu o creștere suplimentară a unghiului i > i k Nu va exista nicio rază refractată; lumina este complet reflectată.

Vom găsi valoarea unghiului critic de incidență la care începe reflexia totală, puneți-o în legea refracției r= π / 2, apoi sin r= 1 înseamnă:

păcat i k = n 2 / n 1

Difuzarea luminii difuze

θ i = θ r .
Unghiul de incidență este egal cu unghiul de reflexie

Principiul de funcționare al unui reflector de colț

Fundația Wikimedia. 2010.

Lumina este o componentă importantă a vieții noastre. Fără el, viața pe planeta noastră este imposibilă. În același timp, multe fenomene care sunt asociate cu lumina sunt astăzi utilizate în mod activ în diverse domenii ale activității umane, de la producția de dispozitive electrice la nave spațiale. Unul dintre fenomenele fundamentale în fizică este reflectarea luminii.

Reflectarea luminii

Legea reflexiei luminii este studiată la școală. Articolul nostru vă poate spune ce ar trebui să știți despre el, precum și o mulțime de alte informații utile.

Cunoștințe de bază despre lumină

De regulă, axiomele fizice sunt printre cele mai înțelese deoarece au manifestări vizuale care pot fi observate cu ușurință acasă. Legea reflexiei luminii implică o situație în care razele de lumină își schimbă direcția atunci când se ciocnesc cu diferite suprafețe.

Notă! Limita de refracție crește semnificativ un parametru precum lungimea de undă.

În timpul refracției razelor, o parte din energia lor se va întoarce înapoi în mediul primar. Când unele dintre raze pătrund în alt mediu, se observă refracția lor.
Pentru a înțelege toate aceste fenomene fizice, trebuie să cunoașteți terminologia adecvată:

• fluxul de energie luminoasă în fizică este definit ca incident atunci când lovește interfața dintre două substanțe;
• o parte a energiei luminoase care într-o situație dată revine în mediul primar se numește reflectată;

Notă! Există mai multe formulări ale regulii de reflecție. Indiferent de modul în care îl formulați, va descrie în continuare poziția relativă a razelor reflectate și incidente.

• unghiu de incidenta. Aici ne referim la unghiul care se formează între linia perpendiculară a graniței media și lumina incidentă pe acesta. Se determină în punctul de incidență al fasciculului;

Unghiurile fasciculului

• unghi de reflexie. Se formează între raza reflectată și linia perpendiculară care a fost reconstruită în punctul de incidență.

În plus, trebuie să știți că lumina se poate propaga exclusiv rectiliniu într-un mediu omogen.

Notă! Mediile diferite pot reflecta și absorb lumina diferit.

De aici provine reflectanța. Aceasta este o cantitate care caracterizează reflexivitatea obiectelor și substanțelor. Înseamnă cât de multă radiație adusă de fluxul de lumină la suprafața mediului se va ridica la energia care va fi reflectată de acesta. Acest coeficient depinde de o serie de factori, printre care compoziția radiației și unghiul de incidență sunt de cea mai mare importanță.
Reflexia completă a fluxului luminos se observă atunci când fasciculul cade pe substanțe și obiecte cu suprafață reflectorizante. De exemplu, reflexia unui fascicul poate fi observată atunci când lovește sticla, mercurul lichid sau argintul.

O scurtă excursie istorică

Legile refracției și reflexiei luminii au fost formate și sistematizate încă din secolul al III-lea. î.Hr e. Au fost dezvoltate de Euclid.

Toate legile (refracția și reflexia) care se referă la acest fenomen fizic au fost stabilite experimental și pot fi ușor confirmate de principiul geometric al lui Huygens. Conform acestui principiu, orice punct din mediu în care poate ajunge o perturbare acționează ca o sursă de unde secundare.
Să ne uităm mai detaliat la legile care există astăzi.

Legile stau la baza tuturor lucrurilor

Legea reflectării fluxului de lumină este definită ca un fenomen fizic în timpul căruia lumina trimisă dintr-un mediu în altul va fi parțial returnată înapoi la separarea lor.

Reflectarea luminii la interfață

Analizatorul vizual uman observă lumina în momentul în care fasciculul care vine de la sursa sa lovește globul ocular. Într-o situație în care corpul nu acționează ca sursă, analizatorul vizual poate percepe razele dintr-o altă sursă care sunt reflectate de corp. În acest caz, radiația luminoasă incidentă pe suprafața unui obiect poate schimba direcția de propagare ulterioară a acestuia. Ca rezultat, corpul care reflectă lumina va acționa ca sursă. Când este reflectat, o parte din flux se va întoarce la primul mediu din care a fost dirijat inițial. Aici corpul care îl va reflecta va deveni sursa fluxului deja reflectat.
Există mai multe legi pentru acest fenomen fizic:

• prima lege prevede: fasciculul reflectorizant şi incident, împreună cu linia perpendiculară care apare la interfaţa dintre medii, precum şi la punctul de incidenţă reconstruit a fluxului luminos, trebuie să fie situate în acelaşi plan;

Notă! Aici se presupune că o undă plană cade pe suprafața reflectorizante a unui obiect sau substanță. Suprafețele sale de undă sunt dungi.

Prima și a doua lege

• a doua lege. Formularea sa este următoarea: unghiul de reflectare a fluxului luminos va fi egal cu unghiul de incidență. Acest lucru se datorează faptului că au laturi reciproc perpendiculare. Luând în considerare principiile egalității triunghiurilor, devine clar de unde provine această egalitate. Folosind aceste principii, se poate demonstra cu ușurință că aceste unghiuri sunt în același plan cu linia perpendiculară trasată, care a fost restabilită la limita de separare a două substanțe în punctul de incidență a fasciculului de lumină.

Aceste două legi în fizica optică sunt de bază. Mai mult, sunt valabile și pentru o grindă care are o cale inversă. Ca urmare a reversibilității energiei fasciculului, fluxul care se propagă de-a lungul traseului celui reflectat anterior va fi reflectat în mod similar cu traseul celui incident.

Legea reflecției în practică

Aplicarea acestei legi poate fi verificată în practică. Pentru a face acest lucru, trebuie să direcționați un fascicul subțire către orice suprafață reflectorizantă. Un indicator laser și o oglindă obișnuită sunt perfecte pentru aceste scopuri.

Efectul legii în practică

Îndreptați indicatorul laser către oglindă. Ca rezultat, raza laser va fi reflectată de oglindă și va fi răspândită mai departe într-o direcție dată. În acest caz, unghiurile fasciculului incident și reflectat vor fi egale chiar și atunci când le privim în mod normal.

Notă! Lumina de la astfel de suprafețe va fi reflectată într-un unghi obtuz și se va propaga în continuare de-a lungul unei traiectorii joase, care este situată destul de aproape de suprafață. Dar fasciculul, care va cădea aproape vertical, se va reflecta într-un unghi ascuțit. În același timp, calea sa ulterioară va fi aproape identică cu cea în cădere.

După cum puteți vedea, punctul cheie al acestei reguli este faptul că unghiurile trebuie măsurate de la perpendiculară pe suprafață în punctul de incidență a fluxului de lumină.

Notă! Această lege este supusă nu numai luminii, ci și oricăror tipuri de unde electromagnetice (unde cu microunde, radio, unde de raze X etc.).

Caracteristici de reflexie difuză

Multe obiecte pot reflecta doar radiația luminoasă incidentă pe suprafața lor. Obiectele bine luminate sunt vizibile clar din diferite unghiuri, deoarece suprafața lor reflectă și împrăștie lumina în direcții diferite.

Reflexie difuză

Acest fenomen se numește reflexie împrăștiată (difuză). Acest fenomen are loc atunci când radiațiile lovesc diferite suprafețe rugoase. Datorită acesteia, suntem capabili să distingem obiectele care nu au capacitatea de a emite lumină. Dacă împrăștierea radiației luminoase este zero, atunci nu vom putea vedea aceste obiecte.

Notă! Reflexia difuză nu provoacă disconfort unei persoane.

Absența disconfortului se explică prin faptul că nu toată lumina, conform regulii descrise mai sus, revine în mediul primar. În plus, acest parametru va fi diferit pentru diferite suprafețe:

• zăpada reflectă aproximativ 85% din radiație;
• pentru hârtie albă - 75%;
• pentru negru și velur - 0,5%.

Dacă reflexia provine de la suprafețe rugoase, atunci lumina va fi direcționată aleatoriu una în raport cu cealaltă.

Caracteristici de oglindire

Reflexia speculară a radiațiilor luminoase diferă de situațiile descrise anterior. Acest lucru se datorează faptului că, ca urmare a căderii fluxului pe o suprafață netedă la un anumit unghi, acestea vor fi reflectate într-o singură direcție.

Reflecție în oglindă

Acest fenomen poate fi reprodus cu ușurință folosind o oglindă obișnuită. Când oglinda este îndreptată către razele soarelui, va acționa ca o suprafață reflectorizantă excelentă.

Notă! Un număr de corpuri pot fi clasificate ca suprafețe de oglindă. De exemplu, acest grup include toate obiectele optice netede. Dar un astfel de parametru precum dimensiunea neregulilor și neomogenităților din aceste obiecte va fi mai mic de 1 micron. Lungimea de undă a luminii este de aproximativ 1 micron.

Toate aceste suprafețe reflectorizante speculare se supun legilor descrise anterior.

Utilizarea dreptului în tehnologie

Astăzi, tehnologia folosește adesea oglinzi sau obiecte în oglindă care au o suprafață reflectorizantă curbată. Acestea sunt așa-numitele oglinzi sferice.
Astfel de obiecte sunt corpuri care au forma unui segment sferic. Astfel de suprafețe sunt caracterizate de o încălcare a paralelismului razelor.
În prezent, există două tipuri de oglinzi sferice:

• concav. Ele sunt capabile să reflecte radiația luminoasă de pe suprafața interioară a segmentului lor de sferă. Când sunt reflectate, razele sunt colectate aici la un moment dat. Prin urmare, ei sunt adesea numiți și „adunatori”;

Oglindă concavă

• convex. Astfel de oglinzi se caracterizează prin reflectarea radiației de pe suprafața exterioară. În acest timp, are loc dispersia în lateral. Din acest motiv, astfel de obiecte sunt numite „împrăștiere”.

Oglindă convexă

În acest caz, există mai multe opțiuni pentru comportamentul razelor:

• ardend aproape paralel cu suprafata. În această situație, atinge doar puțin suprafața și se reflectă într-un unghi foarte obtuz. Apoi urmează o traiectorie destul de joasă;
• la cădere înapoi, razele sunt reflectate într-un unghi ascuțit. În acest caz, așa cum am spus mai sus, fasciculul reflectat va urma o cale foarte apropiată de cea incidentă.

După cum vedem, legea este îndeplinită în toate cazurile.

Concluzie

Legile reflectării radiațiilor luminoase sunt foarte importante pentru noi deoarece sunt fenomene fizice fundamentale. Au găsit aplicații extinse în diverse domenii ale activității umane. Elementele de bază ale opticii sunt predate în liceu, ceea ce demonstrează încă o dată importanța unor astfel de cunoștințe de bază.

Cum să faci singur ochi de înger pentru o vază?