Optik: fysik, 8. klasse. Lov om refleksion: formel

2024 Forfatter: Angel Austin | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-02 17:43

I dag vil vi tale om loven om lysreflektion. Vi vil også fremhæve den del af lineær optik, som dette fænomen gælder for.

Skole og lys

Børn går utålmodigt i første klasse. De er interesserede i, hvad det vil sige at studere, de bliver fanget af ballade med lærebøger og notesbøger. Men disciplin er en streng ting. Ja, og de psykologiske love for en lukket gruppe børn er ret grusomme. Derfor forbinder ældre elever med skolen kun en modvilje mod at gå der. Men med en kreativ tilgang til selve viden kan du ændre den måde, du ser på lektionernes og dagbøgernes verden. I dag vil vi tale om et vigtigt begreb for optik. Fysik klasse 8 giver dette fænomen som lovene for brydning og refleksion af lys.

Bølge og lys

Lige så mærkeligt det end lyder, lys er en bølge. "Hvilke have?" vil eleverne spørge. Og vi vil svare: "I elektromagnetisk". Dette komplekse system begynder med et ladet objekt i bevægelse. I ordets bogstavelige forstand. Hvis forsøgslederen elektrificerer et stykke rav og hurtigt løber med det, vil der i bevægelsesprocessen opstå et meget svagt og meget kort elektromagnetisk felt. Kilden til store felter, der gennemsyrer hele universet, er indemest stjerner. Solen er også et objekt med en ladning, som ikke er nul, så Jorden "bader" bogstaveligt t alt i de partikler og elektromagnetiske felter, der er skabt af den. Og lys er en kvante af det elektromagnetiske felt, hvilket betyder, at loven om refleksion kan anvendes på det.

Refleksion, refraktion, absorption

Så, hvad er essensen af loven? I det følgende:

1. Hvis en lysstråle falder på en glat overflade, så ligger den, normalen til overfladen ved indfaldspunktet og det reflekterede lys i samme plan.
2. Inklinationsvinklen for den indfaldende stråle til normalen er lig med hældningsvinklen for det reflekterede lys.

Nogle gange bliver skolebørn skræmt af det uforståelige ord "normal". Men det er slet ikke forfærdeligt. Det er blot en vinkelret på et givet punkt på overfladen. Og normalen er oftest en imaginær linje, den skal tænkes ud for at løse problemet.

Indfaldsvinklen er lig med reflektionsvinklen

Hvor skadelig er denne formulering af loven om lysreflektion? 8. klasse reducerer ofte antallet af ord i skolens regler for bedre at kunne huske dem. Men selv lineær optik er et emne, hvor vektoren for handling og udbredelse betyder noget. Det vil sige, at ikke kun lysstrålernes indbyrdes vinkler er vigtige, men også retningen af deres udbredelse. I dette tilfælde er det vigtigt ikke at glemme, at for hændelsen, det reflekterede billede og normalen til overfladen, er der kun ét plan ved indfaldspunktet.

Typer af refleksion

Det ser ud til, at denne regel ikke kan være enklere. Men her er der nogle ejendommeligheder:

1. Møde med et dielektrikum forårsager lys svingninger i dets atomerdielektrisk polarisering. Dette fører til, at hvert punkt i mediet bliver en sekundær kilde til bølger. Når de kombineres, genererer de reflekteret, brudt og diffust lys.
2. Når elektromagnetisk stråling rammer et ledende materiale, får det elektroner til at oscillere. Materialet har en tendens til at kompensere for den resulterende strøm, hvilket resulterer i en næsten total refleksion. Det er derfor, metallet er så skinnende.
3. Diffus refleksion opstår, når en overflade er ru. Deres størrelse skal overstige bølgelængden af den indfaldende stråling. Der kan dog opstå en situation, hvor violet stråling med kort bølgelængde spredes, mens rød stråling med lang bølgelængde reflekteres perfekt.
4. Intern refleksion. Hvis lys falder fra et tættere medium til et mere forsædlet medium (for eksempel fra vand til luft), så reflekteres hele strålen tilbage i en vis vinkel. Loven om total refleksion er relateret til forskellen i lysets brydningsindeks i et medium. Dens formel er udtrykt som følger:

• sin j=n₂ / n₁

hvor j er den vinkel, hvormed total intern refleksion forekommer, og n₂ og n_{1 er brydningsindeksene for de to medie.}

Hvad og hvornår afspejles?

Ud over skoletimer og kedelige opgaver kan loven om refleksion, hvis formel vi har givet lidt højere, overholdes i andre tilfælde:

1. Når lydbølger hopper af faste overflader, hopper de tilbage som et ekko. Det er på grund af denne effekt, at børns stemmer lyder højere i en lukket gård end udenfor.flodbredden. Et tomt rum umiddelbart efter renovering giver også ekko, og møblerne, der sættes der bagefter, absorberer luftvibrationer.
2. Rekognosceringsskibe sender ultralydsbølger foran sig, hvis refleksionshastighed kan bruges til at bedømme bundtopografien.
3. Radiobølger reflekteres fra fly, hvilket giver dig mulighed for at bestemme deres placering i luften.
4. I en lægeundersøgelse reflekteres ultralyd fra grænsen af organer og giver specialister mulighed for at bedømme de processer, der foregår inde i en person uden at skære væv.

Mirror and China

Tror dog ikke, at refleksion er den seneste opfindelse. Så snart folk lærte, hvordan man får rent metal (bronze), ville kvinder straks vide, hvordan de så ud.

For at få materialet til at reflektere bedre, blev dets overflade poleret i hånden i lang tid. Og da det kun var muligt at se i den ene retning af bronzeskiven, var den anden dekoreret med en form for mønster.

I det gamle Kina var nogle mestre i stand til at lave spejle, hvis mysterium ikke er blevet løst før nu. Hvis en solstråle fra den glatte side af et sådant objekt er rettet mod en hvid væg eller et ark papir, så i lyscirklen … vil billedet indgraveret på bagsiden vises. Essensen af dette fænomen kunne ikke forklares selv ved moderne forskningsmetoder. At gætte, hvordan dette sker, er:

1. Mønsteret presses igennem, derefter slebes den ene side, og forskellen i metallets struktur forbliver.
2. Kobbersmelte hældes i en skabelon, der er forberedt på forhånd, oget tykkere lag metal (hvor mønsteret har en bule) størkner i en lidt anden form end et tyndt element. Denne forskel forbliver selv efter polering.
3. Den glatte side af spejlet er ætset med syre. Efter behandling er forskellen i farve ikke mærkbar, men intensiteten af det reflekterede billede er anderledes i stærkt sollys.
4. Mønsteret påføres spejldelen af objektet med en anden kobberkvalitet.
5. Billedet er skåret ud på bagsiden af spejlet, når fronten allerede er slebet til en vis grad. Tryk virker på begge dele af objektet. Spejlsiden er så at sige dækket af en række mikrobuler, der svarer til mønsteret. Endnu en slibning afslutter arbejdet, hvilket giver de skabte bump og dale et glattere udseende.

Det er svært at tro, at der i en tidsalder med atomspektroskopi og røntgenforskning af stof stadig er mysterier relateret til refleksion, men fakta er stædige ting.