Nogle fysiklove er svære at forestille sig uden brug af visuelle hjælpemidler. Dette gælder ikke for det sædvanlige lys, der falder på forskellige genstande. Så ved grænsen, der adskiller to medier, er der en ændring i retningen af lysstråler, hvis denne grænse er meget større end bølgelængden. I dette tilfælde opstår lysreflektionen, når en del af dets energi vender tilbage til det første medium. Hvis en del af strålerne trænger ind i et andet medium, så brydes de. I fysik kaldes strømmen af lysenergi, der rammer grænsen mellem to forskellige medier, indfaldende, og den, der vender tilbage fra den til det første medie, kaldes reflekteret. Det er den gensidige opstilling af disse stråler, der bestemmer lovene for lysets refleksion og brydning.
Vilkår
Vinklen mellem den indfaldende stråle og den vinkelrette linie til grænsefladen mellem to medier, gendannet til indfaldspunktet for lysenergifluxen, kaldes indfaldsvinklen. Der er en anden vigtig indikator. Dette er reflektionsvinklen. Det forekommer mellem den reflekterede stråle og den vinkelrette linje, der er gendannet til dets indfaldspunkt. lys dåsekun formere sig i en lige linje i et homogent medium. Forskellige medier absorberer og reflekterer lysstråling på forskellige måder. Refleksionskoefficienten er en værdi, der karakteriserer et stofs refleksionsevne. Den viser, hvor meget energi, der bringes af lysstråling til mediets overflade, vil være den, der føres væk fra det af reflekteret stråling. Denne koefficient afhænger af en række faktorer, hvoraf en af de vigtigste er indfaldsvinklen og strålingens sammensætning. Total reflektion af lys opstår, når det falder på genstande eller stoffer med en reflekterende overflade. Det sker for eksempel, når stråler rammer en tynd hinde af sølv og flydende kviksølv aflejret på glas. Total refleksion af lys er ret almindelig i praksis.
love
Lysets refleksion og brydning blev formuleret af Euklid i det 3. århundrede f. Kr. f. Kr e. Alle er blevet etableret eksperimentelt og kan let bekræftes af Huygens' rent geometriske princip. Ifølge ham er ethvert punkt på mediet, hvortil forstyrrelsen når, en kilde til sekundære bølger.
Den første lov for lysrefleksion: de indfaldende og reflekterende stråler, såvel som den vinkelrette linje til grænsefladen mellem medierne, gendannet ved lysstrålens indfaldspunkt, er placeret i samme plan. En plan bølge falder på en reflekterende overflade, hvis bølgeoverflader er striber.
En anden lov siger, at lysreflektionsvinklen er lig med indfaldsvinklen. Dette skyldes, at de er indbyrdes vinkelrettesider. Baseret på principperne om trekanters lighed følger det, at indfaldsvinklen er lig med reflektionsvinklen. Det kan let bevises, at de ligger i samme plan med den vinkelrette linie gendannet til grænsefladen mellem medierne ved indfaldspunktet for strålen. Disse vigtigste love gælder også for lysets omvendte forløb. På grund af energiens reversibilitet vil en stråle, der udbreder sig langs den reflekteredes vej, blive reflekteret langs hændelsens vej.
egenskaber ved reflekterende kroppe
Langt de fleste genstande reflekterer kun lysstrålingen, der falder på dem. De er dog ikke en lyskilde. Veloplyste kroppe er perfekt synlige fra alle sider, da strålingen fra deres overflade reflekteres og spredes i forskellige retninger. Dette fænomen kaldes diffus (spredt) refleksion. Det opstår, når lys rammer enhver ru overflade. For at bestemme banen for strålen, der reflekteres fra kroppen ved dets indfaldspunkt, tegnes et plan, der rører overfladen. Så, i forhold til det, bygges indfaldsvinklerne for stråler og refleksion.
Diffuse Reflection
Kun på grund af eksistensen af diffus (diffus) refleksion af lysenergi, skelner vi mellem objekter, der ikke er i stand til at udsende lys. Enhver krop vil være absolut usynlig for os, hvis spredningen af stråler er nul.
Diffus refleksion af lysenergi forårsager ikke ubehag i en persons øjne. Dette skyldes, at ikke alt lys vender tilbage til dets oprindelige miljø. Altså fra sneenomkring 85% af strålingen reflekteres, fra hvidt papir - 75%, men fra sort velour - kun 0,5%. Når lys reflekteres fra forskellige ru overflader, rettes strålerne tilfældigt i forhold til hinanden. Afhængigt af i hvilket omfang overflader reflekterer lysstråler, kaldes de matte eller spejl. Disse udtryk er dog relative. De samme overflader kan være spejlende og matte ved forskellige bølgelængder af indfaldende lys. En overflade, der jævnt spreder stråler i forskellige retninger, betragtes som absolut mat. Selvom der praktisk t alt ikke er sådanne genstande i naturen, er uglaseret porcelæn, sne, tegnepapir meget tæt på dem.
Spejlreflektion
Spekulær refleksion af lysstråler adskiller sig fra andre typer ved, at når energistråler falder på en glat overflade i en bestemt vinkel, reflekteres de i én retning. Dette fænomen er velkendt for enhver, der nogensinde har brugt et spejl under lysets stråler. I dette tilfælde er det en reflekterende overflade. Andre organer hører også til denne kategori. Alle optisk glatte genstande kan klassificeres som spejlende (reflekterende) overflader, hvis størrelsen af inhomogeniteter og uregelmæssigheder på dem er mindre end 1 mikron (ikke overskrider lysets bølgelængde). For alle sådanne overflader er lovene for lysreflektion gældende.
Refleksion af lys fra forskellige spejloverflader
Spejle med en buet reflekterende overflade (sfæriske spejle) bruges ofte inden for teknologi. Sådanne genstande er kroppeformet som et sfærisk segment. Strålernes parallelitet i tilfælde af refleksion af lys fra sådanne overflader er stærkt krænket. Der er to typer af sådanne spejle:
• konkav - reflekterer lys fra den indre overflade af kuglens segment, de kaldes samlende, da parallelle lysstråler efter refleksion fra dem opsamles på et punkt;
• konveks - reflekterer lyset fra den ydre overflade, mens parallelle stråler er spredt ud til siderne, hvorfor konvekse spejle kaldes spredning.
Muligheder for at reflektere lysstråler
En stråle, der falder næsten parallelt med overfladen, berører den kun en smule og reflekteres derefter i en meget stump vinkel. Det fortsætter derefter på en meget lav bane, så tæt på overfladen som muligt. En stråle, der falder næsten lodret, reflekteres i en spids vinkel. I dette tilfælde vil retningen af den allerede reflekterede stråle være tæt på den indfaldende stråles bane, hvilket er helt i overensstemmelse med fysiske love.
Lysets brydning
Refleksion er tæt forbundet med andre fænomener inden for geometrisk optik, såsom brydning og total intern refleksion. Ofte passerer lys gennem grænsen mellem to medier. Lysets brydning er en ændring i retningen af optisk stråling. Det opstår, når det går fra et medie til et andet. Lysets brydning har to mønstre:
• strålen, der passerer gennem grænsen mellem mediet, er placeret i et plan, der passerer gennem vinkelret på overfladen og den indfaldende stråle;
•Indfaldsvinkel og brydning hænger sammen.
Bydning er altid ledsaget af lysreflektion. Summen af energierne af de reflekterede og brudte stråler er lig med energien af den indfaldende stråle. Deres relative intensitet afhænger af polariseringen af lyset i den indfaldende stråle og indfaldsvinklen. Strukturen af mange optiske enheder er baseret på lovene for lysbrydning.
