Legile de reflexie a luminii
La interfața dintre două medii diferite, în cazul în care această secțiune de frontieră considerabil mai mare decât lungimea de undă, o schimbare în direcția de propagare a luminii: o parte din energia luminii înapoi în primul mediu, adică reflectate. și o parte pătrunde în al doilea mediu și astfel refractate. Beam AB se numește incident de raze. o rază OD - fasciculului reflectat (vezi Figura 1.3 ..). Poziția relativă a acestor raze definesc legile reflecției și refracției luminii.
Fig. 1.3. Reflexie și refracție a luminii.
unghi # 945; între fasciculul incident și normala la interfata, reconstituit la suprafață în punctul de incidență se numește unghiul de incidență.
unghi # 947; între fasciculul reflectat și perpendicular pe același, este cunoscut sub numele de unghiul de reflexie.
Fiecare mediu într-o anumită măsură (adică, ei) reflectă și absoarbe radiația luminoasă. Cantitatea care caracterizează reflectivitatea suprafeței unei substanțe, numită un coeficient de reflexie. Coeficientul de reflexie arată cât de mult din energia introdusă de către radiația de la suprafața corpului este energia dus de această suprafață de radiații reflectate. Acest raport depinde de mai mulți factori, cum ar fi compoziția și unghiul de radiație de incidență. Lumina reflectată în totalitate din pelicula subțire de argint sau de mercur lichid imprimat pe foaia de sticlă.
Legile de reflexie a luminii
Fasciculul de raze incidente, și care reflectă fasciculul perpendicular pe interfața a două medii, a redus la punctul de incidență află într-un singur plan.
unghi de reflexie # 947; este egal cu unghiul de incidență # 945; :
legile de reflectare a luminii au fost găsite experimental încă din secolul 3 î.Hr., vechi elenist Euclid. De asemenea, aceste legi pot fi obținute ca urmare a principiului Huygens, potrivit căreia fiecare punct al mediului la care a venit perturbație este o sursă de valuri secundare. val de suprafață (val față) în momentul următor este tangentă la suprafața tuturor undelor secundare. Principiul Huygens este pur geometrică.
Pe o suprafață netedă CM reflectorizant (fig. 1.4), un val plan, adică unda, suprafața val care constituie banda.
Fig. 1.4. Construcția de Huygens.
în A1 și B1 - raze val de incidente AC - această suprafață val de valuri (sau front de undă).
In timp ce frontul de undă de la punctul C se deplasează într-un timp t în punctul B de la punctul A val secundar se va întinde pe o emisferă cu un AD distanță = CB, deoarece AD = vt și CB = vt, unde v - viteza de propagare a undei.
Suprafața de undă a undei reflectate - acesta este un BD directă, tangent la emisfera. Următoarea suprafață val se va deplasa paralel cu ea însăși, în direcția razelor reflectate ale AA2 și BB2.
triunghiurile # 916; și DIA # 916; ADB au un ipotenuză comun AB și picioare egale de AD = CB. Prin urmare, ele sunt egale.
Unghiuri CAB = # 945; și DBA = = # 947; egală, deoarece unghiurile cu laturile perpendiculare reciproc. Iar egalitatea de triunghiuri, rezultă că # 945; = # 947;.
De asemenea, din construcția Huygens că incidentul și a reflectat razele se află într-un plan perpendicular pe suprafață, reconstituit până la punctul de incidență.
Legile de reflecție sunt valabile în direcția inversă de deplasare a razelor de lumină. Ca o consecință a reversibilității razele de lumină au ca răsadurile de fascicul de-a lungul calea reflectată este reflectată pe calea incidentului.
Cele mai multe dintre organismele reflectă doar lumina incidență acestora, fără a fi o sursă de lumină. obiecte iluminate pot fi văzute din toate părțile, din cauza suprafeței lor reflectă lumina în direcții diferite, împrăștiate. Acest fenomen se numește reflexie difuză sau reflexie difuză. reflexie difuză a luminii (fig. 1.5), este derivat din toate suprafețele aspre. Pentru a determina progresul fasciculului reflectat pe o suprafață a punctului de incidență este realizată plan tangențial la suprafață, și în raport cu acest plan de unghiuri de incidență și reflexie sunt construite.
Fig. 1.5. reflexie difuză a luminii.
De exemplu, 85% din lumina albă reflectată de suprafața zăpezii, 75% - din hârtie albă, 0,5% - de catifea neagră. reflexie difuză a luminii nu provoacă senzații neplăcute în ochiul uman, spre deosebire de oglinda.
reflexie a luminii - atunci când cade pe suprafața netedă la un anumit unghi de raze de lumină se reflectă predominant într-o singură direcție (Figura 1.6.). Suprafața reflectorizantă, în acest caz, se numește oglinda (sau suprafața oglinzii). Suprafața oglinzii poate fi considerată ca punct de vedere optic neted dacă neregularitățile și neomogenitățile în dimensiunile lor nu depășesc lungimea de undă a luminii (mai puțin de 1 micron). Pentru astfel de suprafețe legea reflexie a luminii.
Fig. 1.6. reflexie a luminii.
Turtită oglindă - o oglindă, a cărei suprafață de reflexie este un plan. Oglinda plat oferă posibilitatea de a vedea obiecte în fața lui, iar aceste lucruri par să fie amplasate în spatele planului oglinzii. În optica geometrice, fiecare punct sursă de lumină S este centrul creionului divergent de raze (fig. 1.7). Acest pachet de raze numit homocentrică. Imagine punctul S în dispozitiv optic numit centru fascicul de homocentrică S“reflectat și razele refractate în medii diferite. Dacă lumina este împrăștiată de suprafețele diferitelor organisme, cade pe o oglindă plană și apoi reflectate de la ea, se încadrează în ochiul observatorului, imaginea văzută în oglinda acestor organisme.
Fig. 1.7. O imagine are loc printr-o oglindă plană.
Image S „este declarat a fi valabilă în cazul în care punctul S“ se intersectează se reflectă razele (refractate) ale fasciculului. Imaginea S „se numește imaginar, în cazul în care nu se intersectează (refractate), razele reflectate, și continuarea acestora. Energia luminoasă în acest moment nu ajunge. Fig. 1.7 prezintă o imagine a punctului luminos S, are loc printr-o oglindă plană.
SO incident de fascicul pe oglinda CM la 0 °, prin urmare, unghiul de reflexie este egal cu 0 °, iar fasciculul după reflecție merge pe calea sistemului de operare. Din multele care se încadrează de la razele Point S pe grinda planul oglinzii selectați OS1.
OS1 fascicul este incident pe oglinda la un unghi # 945; și se reflectă într-un unghi # 947; ( # 945; = # 947; ). Dacă vom continua grinzile reflectate ale oglinzii, ei vor converge la punctul S1. care este un punct de imagine virtuală S în oglindă plan. Astfel, o persoană care crede că razele care ies din punctul S1. în fapt razele lasandu-le la acest punct și intră în ochi, nu există. Punct de imagine S1 amplasate simetric mai luminos punct S în raport cu oglinda CM. Să ne dovedesc acest lucru.
incidentul fascicul SB pe oglinda la un unghi de 2 (fig. 1.8), conform legii reflexiei luminii este reflectată într-un unghi de 1 = 2.
Fig. 1.8. Reflexia de la o oglindă plană.
Fig. 1.8 arată că unghiurile 1 și 5 sunt - ca și verticale. Cantități de unghiuri 2 + 3 = 5 + 4 = 90 °. În consecință, unghiurile = 4 + 3 2 = 5.
triunghiurile # 916; SOB și # 916; S1 OB OB au un picior comun și ascuțit egal unghiuri 3 și 4, prin urmare, aceste triunghiuri sunt egale în lateral și cele două colțuri adiacente cateta. Acest lucru înseamnă că SO = OS1. adică punctul S1 situate simetric față de punctul S al oglinzii.
Pentru a găsi imaginea obiectului AB într-o oglindă plan, suficient pentru a scădea perpendicular din punctele extreme ale obiectului în oglindă și, extinzându-le dincolo de oglindă, să-i o distanță egală cu distanța de la oglindă până la punctul extrem al obiectului (fig. 1.9) să amâne. Această imagine va fi imaginar și o mărime naturală. Dimensiunile și relație de poziție a obiectelor sunt stocate, dar oglinda din partea stângă și dreaptă a imaginii sunt interschimbate în raport cu obiectul în sine. Paralel cu incidentul de pe fasciculelor de lumină oglindă plane după reflecție nu sunt încălcate.
Fig. 1.9. imagine a obiectului într-o oglindă plan.
In oglinzile de arta sunt utilizate frecvent cu o suprafață complexă curbă de reflexie, cum ar fi oglinzile sferice. oglindă sferică - o suprafață a corpului, având forma unui segment sferic și o oglindă reflectă lumina. Paralelismul razelor de reflecție asupra acestor suprafețe este rupt. Oglinda se numește concavă. dacă razele reflectate de suprafața interioară a segmentului sferic. Fasciculelor de lumină paralele după o reflecție de la o suprafață de a merge la un singur punct, așa-numitele oglindă concavă pentru a colecta. În cazul în care razele sunt reflectate de suprafața exterioară a oglinzii, este convexă. Razele de lumină paralele sunt împrăștiate în direcții diferite, astfel încât oglinda convexă se numește dispersie.