Днес ще говорим за закона за отражение на светлината. Ще подчертаем и частта от линейната оптика, за която се отнася това явление.
Училище и светлина
Децата тръгват в първи клас нетърпеливо. Те се интересуват какво означава да учат, уловени са от суетене с учебници и тетрадки. Но дисциплината е строго нещо. Да, и психологическите закони на затворена група деца са доста жестоки. Следователно по-големите ученици свързват с училището само нежеланието да ходят там. Въпреки това, с творчески подход към самото знание, можете да промените начина, по който гледате на света на уроците и дневниците. Днес ще говорим за една важна концепция за оптика. 8 клас по физика дава това явление като законите за пречупване и отражение на светлината.
Вълна и светлина
Колкото и странно да звучи, светлината е вълна. - Какви морета? ще попитат учениците. И ние ще отговорим: „В електромагнитно“. Тази сложна система започва с движещ се зареден обект. В буквалния смисъл на думата. Ако експериментаторът наелектризира парче кехлибар и бързо тича с него, тогава в процеса на движение ще се появи много слабо и много кратко електромагнитно поле. Източникът на големи полета, които проникват в цялата вселена, са вътрепредимно звезди. Слънцето също е обект с ненулев заряд, така че Земята буквално се „къпе“в частиците и електромагнитните полета, създадени от него. А светлината е квант на електромагнитното поле, което означава, че законът за отражението може да се приложи към него.
Отражение, пречупване, абсорбция
И така, каква е същността на закона? В следното:
- Ако лъч светлина падне върху гладка повърхност, тогава той, нормалът към повърхността в точката на падане и отразената светлина лежат в една и съща равнина.
- Ъгълът на наклона на падащия лъч към нормата е равен на ъгъла на наклона на отразената светлина.
Понякога учениците се плашат от неразбираемата дума "нормално". Но изобщо не е страшно. Това е просто перпендикуляр на дадена точка от повърхността. А нормалното най-често е въображаема линия, тя трябва да се измисли, за да се реши проблемът.
Ъгълът на падане е равен на ъгъла на отражение
Колко вредна е тази формулировка на закона за отражение на светлината? 8-ми клас често намалява броя на думите в училищните правила, за да ги запомни по-добре. Но дори линейната оптика е предмет, в който векторът на действие и разпространение има значение. Тоест важни са не само взаимните ъгли на светлинните лъчи, но и посоката на тяхното разпространение. В този случай е важно да не забравяме, че за инцидента, отразеното изображение и нормалата към повърхността има само една равнина в точката на падане.
Видове отражение
Изглежда, че това правило не може да бъде по-просто. Но тук има някои особености:
- Среща с диелектрик, светлината причинява трептения в атомите мудиелектрична поляризация. Това води до факта, че всяка точка от средата се превръща във вторичен източник на вълни. Когато се комбинират, те генерират отразена, пречупена и разсеяна светлина.
- Когато електромагнитното излъчване удари проводящ материал, това кара електроните да осцилират. Материалът има тенденция да компенсира получения ток, което води до почти пълно отражение. Ето защо металът е толкова лъскав.
- Дифузно отражение възниква, когато повърхността има грапавост. Техният размер трябва да надвишава дължината на вълната на падащото лъчение. Въпреки това, може да възникне ситуация, при която виолетовата радиация с къса дължина на вълната се разпръсква, докато дълговълновата червена радиация се отразява перфектно.
- Вътрешно отражение. Ако светлината падне от по-плътна среда в по-разредена (например от вода във въздух), тогава под определен ъгъл целият лъч се отразява обратно. Законът за пълното отражение е свързан с разликата в показателите на пречупване на светлината в среда. Формулата му се изразява по следния начин:
- sin j=n2 / n1
където j е ъгълът, при който се получава пълно вътрешно отражение, а n2 и n1 са коефициентите на пречупване на двете медия.
Какво и кога се отразява?
В допълнение към училищните уроци и скучните задачи, законът за отражението, чиято формула сме дали малко по-висока, може да се спазва и в други случаи:
- Когато звуковите вълни отскачат от твърди повърхности, те се връщат като ехо. Именно поради този ефект детските гласове звучат по-силно в затворен двор, отколкото навън.речен бряг. Празна стая веднага след ремонт също отеква, а мебелите, които се поставят там след това, поглъщат въздушните вибрации.
- Разузнавателни кораби изстрелват ултразвукови вълни пред себе си, чиято скорост на отражение може да се използва за преценка на топографията на дъното.
- Радиовълните се отразяват от самолета, което ви позволява да определите местоположението им във въздуха.
- При медицински преглед ултразвукът се отразява от границата на органите и дава на специалистите възможност да преценят процесите, протичащи вътре в човек, без да разрязват тъкан.
Огледало и Китай
Въпреки това, не мислете, че отражението е най-новото изобретение. Веднага щом хората се научиха как да получават чист метал (бронз), жените веднага поискаха да знаят как изглеждат.
За да накара материала да отразява по-добре, повърхността му беше полирана на ръка за дълго време. И тъй като беше възможно да се гледа само в едната посока на бронзовия диск, другият беше украсен с някакъв вид шарка.
В древен Китай някои майстори са умеели да правят огледала, чиято мистерия не е разгадана досега. Ако слънчев лъч от гладката страна на такъв обект бъде насочен към бяла стена или лист хартия, тогава в кръга на светлината … ще се появи картината, гравирана на обратната страна. Същността на това явление не може да бъде обяснена дори със съвременни методи на изследване. Предположението как се случва това е:
- Моделът се пресова, след това едната страна се шлайфа и разликата в структурата на метала остава.
- Медната стопилка се излива в предварително подготвен шаблон ипо-дебел слой метал (където моделът има издутина) се втвърдява в малко по-различна форма от тънък елемент. Тази разлика остава дори след полиране.
- Гладката страна на огледалото е гравирана с киселина. След обработката разликата в цвета не се забелязва, но интензитетът на отразеното изображение е различен при ярка слънчева светлина.
- Моделът се прилага върху огледалната част на обекта с различен клас мед.
- Изображението се изрязва на гърба на огледалото, когато предната част вече е шлайфана до известна степен. Налягането действа и върху двете части на обекта. Огледалната страна е покрита като че ли с поредица от микро-издутини, които съответстват на шаблона. Още едно шлифоване завършва работата, придавайки на създадените неравности и вдлъбнатини по-гладък вид.
Трудно е да се повярва, че в ерата на атомната спектроскопия и рентгеновите изследвания на материята все още има мистерии, свързани с отражението, но фактите са упорити неща.
