Reflektion av ljus. Lagen om reflektion av ljus. Total reflektion av ljus

Vissa fysikens lagar är svårt att föreställa sig utan användning av visuella hjälpmedel. Detta gäller inte för alla de vanliga ljus som faller på olika objekt. Så på gränsen som skiljer de två medierna, det sker en förändring i riktning mot ljusstrålar, om denna gräns är mycket större än våglängden. När denna reflekterade ljuset uppstår när en del av sin energi tillbaka in i det första mediet. Om en del av strålarna tränga in till en annan miljö, är det deras brytning. Inom fysiken flödet av ljusenergi som infaller på gränsen mellan två olika medier, som kallas händelsen, men den som kommer tillbaka från henne i den första miljön - reflekteras. Det är den relativa positionen för dessa strålar definierar lagar reflexion och brytning av ljus.

termer

Vinkeln mellan den infallande strålen och linjen vinkelrät mot gränsytan mellan två medier, är den återvunna strömmen till infallspunkten av ljusenergin kallas infallsvinkeln. Det finns en annan viktig indikator. Denna reflektionsvinkel. Detta ligger mellan den reflekterade strålen och den vinkelräta linjen, reduceras till sin infallspunkt. Ljus kan fortplanta sig i en rak linje bara i en homogen miljö. Olika medier på olika sätt absorbera och reflektera ljusemission. reflektansvärde kallad karakterisering av reflektiviteten hos materialet. Den visar hur mycket ljusstrålning förs upp till ytan energin i mediet kommer att vara den som kommer att ta henne från den reflekterade strålningen. Detta förhållande beror på ett antal faktorer, bland de viktigaste är infallsvinkeln och sammansättning av strålningen. Total reflektion av ljus uppstår när den träffar föremålet eller ämnet med en reflekterande yta. Till exempel, sker detta när det träffas strålar på en tunn film av flytande kvicksilver och silver avsatt på glaset. Total reflektion av ljus på praktiken sker ganska ofta.

lagar

Lagarna för reflektion och brytning av ljus formulerades av Euklides fortfarande i III-talet. BC. e. Alla av dem har fastställts experimentellt och enkelt bekräftas av en rent geometrisk princip Huygens. Enligt denna godtycklig punkt av mediet till vilket kommer störningen den representerar en källa av sekundära vågor.

Första lag reflektion av ljus: infallande och reflekterande strålen och en vinkelrät linje till gränsen mellan medierna utvinnes i incidensen punkten för ljusstrålen är anordnade i ett plan. På den reflekterande ytan planvåg, vågen yta som är remsor.

En annan lag säger att vinkeln av eftertanke är lika med infallsvinkeln av ljus. Detta beror på att de har inbördes vinkelräta riktningar. Baserad på principen om lika trianglar, följer det att infallsvinkeln är lika med reflektionsvinkeln. Det är lätt att bevisa att de ligger i samma plan vinkelrätt mot linjen, återhämtade sig av media gränssnittet vid punkten infalls. Dessa viktiga lagar håller för backljuset. På grund av reversibiliteten av energistrålen som utbreder sig längs vägen för reflektion, kommer att återspeglas på vägen för den infallande.

Egenskaper reflekterande organ

De allra flesta av objekten bara reflekterar den infallande ljusstrålen på dem. Men de är inte en ljuskälla. Väl upplysta kroppen är tydligt synliga från alla sidor, eftersom strålningen som reflekteras från ytan och utspridda i olika riktningar. Detta fenomen kallas diffus (spridda) reflektion. Det inträffar när ljuset på något ojämn yta. För att bestämma banan för strålen som reflekteras från kroppen vid dess infallsplanet utförs beträffande ytan. Sedan, när det gäller att bygga den infallsvinklar och reflektion.

diffus reflektans

Endast tack vare förekomsten av spridd (diffus) reflektion av ljusenergi, vi skilja på objekt som inte är i stånd att avge ljus. Varje organ kommer att vara helt osynlig för oss, om spridningen av strålarna blir noll.

Diffus reflektion av ljusenergi inte orsakar mänskligt obehag i ögonen. Detta härrör från det faktum att inte alla av ljuset tillbaka till den ursprungliga miljön. Så snön reflekterar ca 85% av strålningen från vitt papper - 75%, väl svart mocka - endast 0,5%. När ljus reflekteras från olika grova ytor strålar är riktade slumpmässigt i förhållande till varandra. Beroende på den utsträckning i vilken ytorna reflekterar ljusstrålarna kallas matt eller spegel. Ändå dessa begrepp är relativa. Samma yta kan vara speglande och matt vid olika våglängder av infallande ljus. Yta som är jämnt sprider strålarna i olika riktningar, anses det helt matt. Även om arten av dessa objekt finns det inte mycket, det är mycket nära den oglaserade porslin, snö, ritpapper.

spegelreflektion

Speglande reflekterade ljusstrålar skiljer sig från de andra typer av att fallenergitrålarna på en slät yta med en förutbestämd vinkel reflekteras i en riktning. Detta fenomen är bekant för alla som en gång haft spegel strålar av ljus. I detta fall är det en reflekterande yta. Till denna kategori hör, och andra organ. Att spegla (reflekterande) ytor inkluderar alla optiskt släta objekt om dimensionerna av inhomogeniteter och skrovligheter på dem är mindre än 1 mikron (inte överstiga storleken på ljusvåglängd). För alla sådana ytor är giltiga lagar ljusreflektion.

Reflektionsljus från olika spegling ytor

Tekniken ofta använder den krökta spegel med en reflekterande yta (sfäriska speglar). Sådana föremål är organ som har en form av ett sfäriskt segment. Parallellism av strålarna i händelse av reflektion av ljus från sådana ytor är kraftigt störd. I det här fallet finns det två typer av speglar:

• konkav - reflektera ljuset från den inre ytan av den sfäriska segmentet, kallat samla in, eftersom de parallella ljusstrålarna efter reflektion av dem samlas i en punkt;

• konvex - reflektera ljus från den yttre ytan, de parallella balkarna dispergerade till sidorna, den konvexa spegeln är så kallad spridning.

Alternativ reflektion av ljusstrålar

Beam incident nästan parallellt med ytan, bara lite berör henne, och sedan reflekteras av mycket trubbig vinkel. Därefter fortsätter vägen på en mycket låg bana ligger maximalt på ytan. Stråle som infaller nästan vertikalt reflekteras i en spetsig vinkel. Riktningen för den reflekterade strålen är redan nära banan för den infallande strålen, som helt överensstämmer med fysikens lagar.

ljusbrytning

Reflektion är nära besläktad med andra fenomen av geometrisk optik, såsom refraktion och total inre reflektion. Ofta, passerar ljuset genom gränsen mellan två medier. Ljusets brytning är förändringen i riktningen av den optiska strålningen. Det inträffar när den passerar från ett medium till ett annat. Ljusbrytning har två mönster:

• en stråle som passerar genom gränsen mellan medierna, är belägen i ett plan som passerar genom vinkelrätt mot ytan och den infallande strålen;

• infallsvinkeln och refraktion är länkade.

Brytning är alltid åtföljs av reflektion av ljus. Den mängd av energi reflekteras och bryts strålar av strålar infaller strålenergi. Deras relativa intensitet är beroende av polarisering av ljuset i den infallande strålen och den infallande vinkeln. På lagar ljusbrytning baserad enhet många optiska enheter.