Astăzi vom vorbi despre legea reflectării luminii. Vom evidenția, de asemenea, partea de optică liniară la care se aplică acest fenomen.
Școală și lumină
Copiii merg nerăbdători în clasa întâi. Sunt interesați de ce înseamnă să studiezi, sunt capturați de tam-tam cu manualele și caietele. Dar disciplina este un lucru strict. Da, iar legile psihologice ale unui grup închis de copii sunt destul de crude. Prin urmare, elevii mai mari asociază cu școala doar o reticență de a merge acolo. Cu toate acestea, printr-o abordare creativă a cunoștințelor în sine, puteți schimba modul în care priviți lumea lecțiilor și a jurnalelor. Astăzi vom vorbi despre un concept important de optică. Gradul de fizică a 8-a dă acest fenomen drept legile refracției și reflexiei luminii.
Val și lumină
Oricât de ciudat pare, lumina este un val. - Ce mări? vor întreba elevii. Și vom răspunde: „În electromagnetic”. Acest sistem complex începe cu un obiect încărcat în mișcare. În sensul literal al cuvântului. Dacă experimentatorul electrifică o bucată de chihlimbar și aleargă rapid cu ea, atunci în procesul de mișcare va apărea un câmp electromagnetic foarte slab și foarte scurt. Sursa câmpurilor mari care pătrund în întregul univers se află înmai ales vedete. Soarele este, de asemenea, un obiect cu o sarcină diferită de zero, așa că Pământul literalmente „se scaldă” în particulele și câmpurile electromagnetice create de acesta. Iar lumina este un cuantum al câmpului electromagnetic, ceea ce înseamnă că legea reflexiei i se poate aplica.
Reflexie, refracție, absorbție
Deci, care este esența legii? În următoarele:
- Dacă un fascicul de lumină cade pe o suprafață netedă, atunci acesta, normala la suprafață în punctul de incidență și lumina reflectată se află în același plan.
- Unghiul de înclinare a fasciculului incident față de normală este egal cu unghiul de înclinare a luminii reflectate.
Uneori, școlarii sunt speriați de cuvântul de neînțeles „normal”. Dar nu este deloc groaznic. Este doar o perpendiculară pe un punct dat de pe suprafață. Iar normalul este cel mai adesea o linie imaginară, trebuie gândită pentru a rezolva problema.
Unghiul de incidență este egal cu unghiul de reflexie
Cât de dăunătoare este această formulare a legii reflectării luminii? Clasa a VIII-a reduce adesea numărul de cuvinte din regulile școlii pentru a le aminti mai bine. Dar chiar și optica liniară este un subiect în care vectorul de acțiune și propagare contează. Adică, nu numai unghiurile reciproce ale fasciculelor de lumină sunt importante, ci și direcția de propagare a acestora. În acest caz, este important să nu uităm că pentru incident, imaginea reflectată și normala la suprafață, există un singur plan în punctul de incidență.
Tipuri de reflexie
S-ar părea că această regulă nu poate fi mai simplă. Dar aici există câteva particularități:
- Întâlnirea cu un dielectric, lumina provoacă oscilații în atomii săipolarizare dielectrică. Acest lucru duce la faptul că fiecare punct al mediului devine o sursă secundară de unde. Când sunt combinate, generează lumină reflectată, refractată și difuză.
- Atunci când radiația electromagnetică lovește un material conductiv, provoacă oscilarea electronilor. Materialul tinde să compenseze curentul rezultat, ceea ce are ca rezultat o reflexie aproape totală. De aceea metalul este atât de strălucitor.
- Reflexia difuză apare atunci când o suprafață are rugozitate. Mărimea lor trebuie să depășească lungimea de undă a radiației incidente. Cu toate acestea, poate apărea o situație în care radiația violetă cu lungime de undă scurtă este împrăștiată, în timp ce radiația roșie cu lungime de undă lungă este reflectată perfect.
- Reflexie internă. Dacă lumina cade dintr-un mediu mai dens într-unul mai rarefiat (de exemplu, din apă în aer), atunci, la un anumit unghi, întregul fascicul este reflectat înapoi. Legea reflexiei totale este legată de diferența indicilor de refracție ai luminii într-un mediu. Formula sa este exprimată după cum urmează:
- sin j=n2 / n1
unde j este unghiul la care are loc reflexia internă totală, iar n2 și n1 sunt indicii de refracție ai celor doi media.
Ce și când se reflectă?
Pe lângă lecțiile școlare și sarcinile plictisitoare, legea reflecției, a cărei formulă am dat-o puțin mai sus, poate fi respectată și în alte cazuri:
- Când undele sonore revin pe suprafețele solide, ele revin ca un ecou. Din cauza acestui efect, vocile copiilor sună mai tare într-o curte închisă decât afară.malul râului. O cameră goală, imediat după renovare, răsună și ea, iar mobilierul care este pus acolo apoi absoarbe vibrațiile aerului.
- Navele de recunoaștere lansează unde ultrasonice în fața lor, a căror viteză de reflexie poate fi folosită pentru a evalua topografia de jos.
- Undele radio sunt reflectate de aeronave, ceea ce vă permite să determinați locația lor în aer.
- La un examen medical, ultrasunetele sunt reflectate de la marginea organelor și oferă specialiștilor posibilitatea de a judeca procesele care au loc în interiorul unei persoane fără a tăia țesutul.
Oglindă și China
Totuși, nu credeți că reflecția este cea mai recentă invenție. De îndată ce oamenii au învățat cum să obțină metal pur (bronz), femeile au vrut imediat să știe cum arată.
Pentru ca materialul să reflecte mai bine, suprafața sa a fost lustruită manual mult timp. Și din moment ce era posibil să privești doar într-o direcție a discului de bronz, ceal altă a fost decorată cu un fel de model.
În China antică, unii maeștri erau capabili să facă oglinzi, al căror mister nu a fost rezolvat până acum. Dacă o rază de soare din partea netedă a unui astfel de obiect este îndreptată către un perete alb sau o foaie de hârtie, atunci în cercul de lumină va apărea imaginea gravată pe verso. Esența acestui fenomen nu putea fi explicată nici măcar prin metode moderne de cercetare. Ghiciți cum se întâmplă acest lucru este:
- Modelul este apăsat, apoi o parte este șlefuită, iar diferența de structură a metalului rămâne.
- Topitul cuprului se toarnă într-un șablon pregătit în prealabil șiun strat mai gros de metal (unde modelul are o umflătură) se solidifică într-o formă ușor diferită de un element subțire. Această diferență rămâne chiar și după lustruire.
- Partea netedă a oglinzii este gravată cu acid. După procesare, diferența de culoare nu este vizibilă, dar intensitatea imaginii reflectate este diferită în lumina puternică a soarelui.
- Modelul este aplicat pe partea oglindă a obiectului cu un alt grad de cupru.
- Imaginea este decupată pe spatele oglinzii atunci când partea frontală a fost deja șlefuită într-o anumită măsură. Presiunea acționează asupra ambelor părți ale obiectului. Partea oglinzii este acoperită, parcă, cu o serie de micro-bulburi care corespund modelului. O altă șlefuire termină lucrarea, dând denivelărilor și văilor create un aspect mai fin.
Este greu de crezut că în epoca spectroscopiei atomice și a cercetării cu raze X a materiei, există încă mistere legate de reflexie, dar faptele sunt lucruri încăpățânate.
