Podsumowanie lekcji „Odbicie światła. Prawo odbicia światła”

Światło jest ważnym elementem naszego życia. Bez tego życie na naszej planecie jest niemożliwe. Jednocześnie wiele zjawisk związanych ze światłem jest dziś aktywnie wykorzystywanych w różnych obszarach działalności człowieka, począwszy od produkcji urządzeń elektrycznych po statki kosmiczne. Jednym z podstawowych zjawisk w fizyce jest odbicie światła.

Odbicie światła

W szkole uczy się prawa odbicia światła. W naszym artykule dowiesz się, co powinieneś o tym wiedzieć, a także wiele innych przydatnych informacji.

Podstawowa wiedza o świetle

Z reguły aksjomaty fizyczne należą do najbardziej zrozumiałych, ponieważ mają wizualne objawy, które można łatwo zaobserwować w domu. Prawo odbicia światła oznacza sytuację, w której promienie świetlne zmieniają kierunek, gdy zderzają się z różnymi powierzchniami.

Notatka! Granica załamania znacznie zwiększa parametr, taki jak długość fali.

Podczas załamania promieni część ich energii powróci do ośrodka pierwotnego. Kiedy część promieni przenika do innego ośrodka, obserwuje się ich załamanie.
Aby zrozumieć wszystkie te zjawiska fizyczne, trzeba znać odpowiednią terminologię:

• przepływ energii świetlnej w fizyce definiuje się jako incydentalny, gdy uderza ona w powierzchnię styku dwóch substancji;
• część energii świetlnej, która w danej sytuacji powraca do ośrodka pierwotnego, nazywana jest odbitą;

Notatka! Istnieje kilka sformułowań reguły odbicia. Bez względu na to, jak go sformułujesz, nadal będzie on opisywał względne położenie promieni odbitych i padających.

• kąt padania. Mamy tu na myśli kąt utworzony pomiędzy prostopadłą linią granicy ośrodka a padającym na niego światłem. Określa się go w punkcie padania belki;

Kąty wiązki

• kąt odbicia. Powstaje pomiędzy promieniem odbitym a linią prostopadłą, która została zrekonstruowana w miejscu jego padania.

Ponadto musisz wiedzieć, że światło może rozchodzić się wyłącznie prostoliniowo w ośrodku jednorodnym.

Notatka! Różne media mogą w różny sposób odbijać i pochłaniać światło.

Stąd pochodzi odbicie. Jest to wielkość charakteryzująca współczynnik odbicia przedmiotów i substancji. Oznacza to, ile promieniowania wniesionego przez strumień światła na powierzchnię ośrodka będzie stanowiło energię, która zostanie od niego odbita. Współczynnik ten zależy od wielu czynników, wśród których największe znaczenie ma skład promieniowania i kąt padania.
Całkowite odbicie strumienia światła obserwuje się, gdy wiązka pada na substancje i przedmioty o powierzchni odbijającej. Na przykład odbicie wiązki światła można zaobserwować, gdy uderza ono w szkło, ciekłą rtęć lub srebro.

Krótka wycieczka historyczna

Prawa załamania i odbicia światła zostały ukształtowane i usystematyzowane już w III wieku. pne mi. Zostały opracowane przez Euclida.

Wszystkie prawa (załamania i odbicia) związane z tym zjawiskiem fizycznym zostały ustalone eksperymentalnie i można je łatwo potwierdzić za pomocą geometrycznej zasady Huygensa. Zgodnie z tą zasadą, każdy punkt ośrodka, do którego może dotrzeć zakłócenie, działa jako źródło fal wtórnych.
Przyjrzyjmy się bardziej szczegółowo prawom istniejącym dzisiaj.

Prawo jest podstawą wszystkiego

Prawo odbicia strumienia świetlnego definiuje się jako zjawisko fizyczne, podczas którego światło skierowane z jednego ośrodka do drugiego zostanie częściowo zwrócone z powrotem po ich rozdzieleniu.

Odbicie światła na interfejsie

Ludzki analizator wzrokowy obserwuje światło w momencie, gdy wiązka pochodząca ze źródła uderza w gałkę oczną. W sytuacji, gdy ciało nie pełni roli źródła, analizator wizualny może dostrzec promienie z innego źródła, które odbijają się od ciała. W takim przypadku promieniowanie świetlne padające na powierzchnię obiektu może zmienić kierunek jego dalszej propagacji. W rezultacie ciało odbijające światło będzie jego źródłem. Po odbiciu część strumienia powróci do pierwszego ośrodka, z którego została pierwotnie skierowana. Tutaj ciało, które je odzwierciedli, stanie się źródłem już odbitego przepływu.
Istnieje kilka praw regulujących to zjawisko fizyczne:

• pierwsze prawo stanowi: wiązka odbita i padająca wraz z linią prostopadłą pojawiającą się na styku ośrodków, a także w rekonstruowanym punkcie padania strumienia świetlnego muszą znajdować się w tej samej płaszczyźnie;

Notatka! Sugeruje się tutaj, że fala płaska pada na odbijającą powierzchnię obiektu lub substancji. Jego powierzchnie fal są paskami.

Pierwsze i drugie prawo

• drugie prawo. Jego sformułowanie jest następujące: kąt odbicia strumienia światła będzie równy kątowi padania. Wynika to z faktu, że mają one wzajemnie prostopadłe boki. Biorąc pod uwagę zasady równości trójkątów, staje się jasne, skąd bierze się ta równość. Stosując te zasady można łatwo wykazać, że kąty te leżą w tej samej płaszczyźnie z narysowaną linią prostopadłą, która została odtworzona na granicy separacji dwóch substancji w miejscu padania wiązki światła.

Te dwa prawa fizyki optycznej są podstawowe. Co więcej, obowiązują one również dla belki, która ma ścieżkę odwrotną. W wyniku odwracalności energii wiązki, przepływ rozchodzący się po drodze poprzednio odbitej będzie odbijany podobnie jak droga padającej.

Prawo refleksji w praktyce

Stosowanie tego prawa można zweryfikować w praktyce. Aby to zrobić, musisz skierować cienką wiązkę na dowolną powierzchnię odblaskową. Do tych celów doskonale sprawdzi się wskaźnik laserowy i zwykłe lustro.

Efekt prawa w praktyce

Skieruj wskaźnik laserowy na lustro. W rezultacie wiązka lasera zostanie odbita od lustra i rozprowadzona dalej w danym kierunku. W takim przypadku kąty wiązki padającej i odbitej będą równe, nawet jeśli patrzymy na nie normalnie.

Notatka! Światło z takich powierzchni będzie odbijane pod kątem rozwartym i dalej będzie się rozchodzić po niskiej trajektorii, która znajduje się dość blisko powierzchni. Ale wiązka, która spadnie prawie pionowo, zostanie odbita pod ostrym kątem. Jednocześnie jego dalsza droga będzie niemal identyczna jak opadająca.

Jak widać, kluczowym punktem tej reguły jest fakt, że kąty należy mierzyć od prostopadłej do powierzchni w miejscu padania strumienia światła.

Notatka! Prawu temu podlega nie tylko światło, ale także wszelkiego rodzaju fale elektromagnetyczne (mikrofale, fale radiowe, fale rentgenowskie itp.).

Cechy odbicia rozproszonego

Wiele obiektów może odbijać jedynie promieniowanie świetlne padające na ich powierzchnię. Dobrze oświetlone obiekty są wyraźnie widoczne pod różnymi kątami, ponieważ ich powierzchnia odbija i rozprasza światło w różnych kierunkach.

Odbicie rozproszone

Zjawisko to nazywane jest odbiciem rozproszonym (rozproszonym). Zjawisko to występuje, gdy promieniowanie uderza w różne szorstkie powierzchnie. Dzięki niemu jesteśmy w stanie rozróżnić obiekty, które nie mają zdolności emitowania światła. Jeśli rozproszenie promieniowania świetlnego będzie wynosić zero, wówczas nie będziemy w stanie zobaczyć tych obiektów.

Notatka! Odbicie rozproszone nie powoduje dyskomfortu dla osoby.

Brak dyskomfortu tłumaczy się tym, że nie całe światło, zgodnie z regułą opisaną powyżej, wraca do pierwotnego środowiska. Co więcej, parametr ten będzie inny dla różnych powierzchni:

• śnieg odbija około 85% promieniowania;
• dla białego papieru - 75%;
• dla czerni i weluru - 0,5%.

Jeśli odbicie pochodzi od chropowatych powierzchni, wówczas światło będzie skierowane względem siebie losowo.

Funkcje lustrzanego odbicia

Odbicie lustrzane promieniowania świetlnego różni się od wcześniej opisanych sytuacji. Dzieje się tak dlatego, że w wyniku padania strumienia na gładką powierzchnię pod pewnym kątem, zostaną one odbite w jednym kierunku.

Lustrzane odbicie

Zjawisko to można łatwo odtworzyć za pomocą zwykłego lustra. Kiedy lustro skierowane jest w stronę promieni słonecznych, będzie pełniło rolę doskonałej powierzchni odbijającej.

Notatka! Wiele ciał można sklasyfikować jako powierzchnie lustrzane. Do tej grupy zaliczają się na przykład wszystkie gładkie obiekty optyczne. Ale taki parametr, jak wielkość nieregularności i niejednorodności w tych obiektach, będzie mniejszy niż 1 mikron. Długość fali światła wynosi około 1 mikrona.

Wszystkie takie lustrzane powierzchnie odblaskowe podlegają wcześniej opisanym prawom.

Zastosowanie prawa w technologii

Obecnie technologia często wykorzystuje lustra lub lustrzane przedmioty, które mają zakrzywioną powierzchnię odblaskową. Są to tak zwane zwierciadła sferyczne.
Obiektami takimi są ciała posiadające kształt odcinka kuli. Takie powierzchnie charakteryzują się naruszeniem równoległości promieni.
Obecnie istnieją dwa typy zwierciadeł sferycznych:

• wklęsły. Są w stanie odbijać promieniowanie świetlne od wewnętrznej powierzchni segmentu kuli. Po odbiciu promienie gromadzą się tutaj w jednym punkcie. Dlatego często nazywa się ich także „zbieraczami”;

Wklęsłe lustro

• wypukły. Zwierciadła takie charakteryzują się odbiciem promieniowania od powierzchni zewnętrznej. W tym czasie następuje rozproszenie na boki. Z tego powodu takie obiekty nazywane są „rozpraszającymi”.

Lustro wypukłe

W takim przypadku istnieje kilka opcji zachowania promieni:

• pali się prawie równolegle do powierzchni. W tej sytuacji tylko nieznacznie dotyka powierzchni i odbija się pod bardzo rozwartym kątem. Następnie podąża dość niską trajektorią;
• podczas opadania promienie odbijają się pod ostrym kątem. W tym przypadku, jak powiedzieliśmy powyżej, wiązka odbita będzie podążać ścieżką bardzo bliską padającej.

Jak widzimy, prawo jest spełnione we wszystkich przypadkach.

Wniosek

Prawa odbicia promieniowania świetlnego są dla nas bardzo ważne, ponieważ są podstawowymi zjawiskami fizycznymi. Znalazły szerokie zastosowanie w różnych dziedzinach działalności człowieka. Podstaw optyki uczy się w szkole średniej, co po raz kolejny udowadnia, jak ważna jest taka podstawowa wiedza.

Jak samemu zrobić anielskie oczy do wazonu?

Prawa odbicia i załamania światła. Całkowite wewnętrzne odbicie światła

Prawa odbicia światła zostały odkryte eksperymentalnie w III wieku p.n.e. przez starożytnego greckiego naukowca Euklidesa. Prawa te można również wyprowadzić z zasady Huygensa, zgodnie z którą każdy punkt ośrodka, do którego dotarło zaburzenie, jest źródłem fal wtórnych. Powierzchnia fali (czoło fali) w następnym momencie jest powierzchnią styczną do wszystkich fal wtórnych. Zasada Huygensa jest czysto geometryczny.

Na gładką powierzchnię odblaskową CM (ryc. 1) pada fala płaska, czyli fala, której powierzchnie fal mają kształt pasków.

Ryż. 1 Konstrukcja Huygensa.

A 1 A i B 1 B to promienie fali padającej, AC to powierzchnia fali tej fali (lub czoło fali).

Do widzenia przód fali z punktu C przesunie się w czasie t do punktu B, z punktu A fala wtórna rozprzestrzeni się po półkuli na odległość AD = CB, ponieważ AD = vt i CB = vt, gdzie v jest prędkością fali propagacja.

Powierzchnia fali odbitej jest linią prostą BD, styczną do półkul. Ponadto powierzchnia fali będzie poruszać się równolegle do siebie w kierunku odbitych promieni AA 2 i BB 2.

Trójkąty prostokątne ΔACB i ΔADB mają wspólną przeciwprostokątną AB i równe nogi AD = CB. Dlatego są równi.

Kąty CAB = α i DBA = γ są równe, ponieważ są kątami o wzajemnie prostopadłych bokach. A z równości trójkątów wynika, że ​​α = γ.

Z konstrukcji Huygensa wynika również, że promienie padające i odbite leżą w tej samej płaszczyźnie z prostopadłą do powierzchni odtworzonej w punkcie padania promienia.

Prawa odbicia obowiązują, gdy promienie świetlne biegną w przeciwnym kierunku. Ze względu na odwracalność drogi promieni świetlnych mamy do czynienia z tym, że promień rozchodzący się po drodze odbitego odbija się po drodze padającego.

Większość ciał odbija jedynie padające na nie promieniowanie, nie będąc źródłem światła. Oświetlone obiekty są widoczne ze wszystkich stron, ponieważ światło odbija się od ich powierzchni w różnych kierunkach, rozpraszając się.

Zjawisko to nazywa się odbicie rozproszone Lub odbicie rozproszone. Od wszystkich chropowatych powierzchni występuje rozproszone odbicie światła (ryc. 2.). Aby wyznaczyć drogę promienia odbitego od takiej powierzchni, w punkcie padania promienia rysuje się płaszczyznę styczną do tej powierzchni i konstruuje kąty padania i odbicia w stosunku do tej płaszczyzny.

Ryż. 2. Rozproszone odbicie światła.

Na przykład 85% białego światła odbija się od powierzchni śniegu, 75% od białego papieru, 0,5% od czarnego aksamitu. Rozproszone odbicie światła nie powoduje nieprzyjemnych wrażeń w ludzkim oku, w przeciwieństwie do odbicia zwierciadlanego.

Lustrzane odbicie światła– ma to miejsce wtedy, gdy promienie świetlne padające na gładką powierzchnię pod pewnym kątem odbijają się głównie w jednym kierunku (ryc. 3.). Powierzchnia odblaskowa w tym przypadku nazywa się lustro(Lub powierzchnia lustra). Powierzchnie lustrzane można uznać za optycznie gładkie, jeśli wielkość występujących na nich nieregularności i niejednorodności nie przekracza długości fali światła (mniejszej niż 1 mikron). W przypadku takich powierzchni spełnione jest prawo odbicia światła.

Ryż. 3. Lustrzane odbicie światła.

Płaskie lustro jest zwierciadłem, którego powierzchnia odbijająca jest płaszczyzną. Płaskie lustro umożliwia widzenie obiektów znajdujących się przed nim, a obiekty te wydają się znajdować za płaszczyzną lustra. W optyce geometrycznej za każdy punkt źródła światła S uważa się środek rozbieżnej wiązki promieni (ryc. 4.). Taka wiązka promieni nazywa się homocentryczny. Obraz punktu S w urządzeniu optycznym jest środkiem S’ homocentrycznej odbitej i załamanej wiązki promieni w różnych ośrodkach. Jeśli światło rozproszone na powierzchniach różnych ciał padnie na płaskie zwierciadło, a następnie odbite od niego wpadnie do oka obserwatora, wówczas w zwierciadle widoczne będą obrazy tych ciał.

Ryż. 4. Obraz utworzony za pomocą zwierciadła płaskiego.

Obraz S’ nazywa się rzeczywistym, jeśli odbite (załamane) promienie wiązki przecinają się w punkcie S 1. Obraz S 1 nazywa się wyobrażonym, jeśli nie przecinają się same odbite (załamane) promienie, ale ich kontynuacje. Energia świetlna nie osiąga tego punktu. Na ryc. Rysunek 4 przedstawia obraz punktu świetlnego S, który pojawia się za pomocą płaskiego lustra.

Wiązka SO pada na zwierciadło CM pod kątem 0°, zatem kąt odbicia wynosi 0° i promień ten po odbiciu podąża drogą OS. Z całego zbioru promieni padających z punktu S na zwierciadło płaskie wybieramy promień SO 1.

Wiązka SO 1 pada na lustro pod kątem α i odbija się pod kątem γ (α = γ). Jeśli będziemy kontynuować promienie odbite za zwierciadłem, zbiegną się one w punkcie S 1, który jest wirtualnym obrazem punktu S w zwierciadle płaskim. Zatem człowiekowi wydaje się, że promienie wychodzą z punktu S 1, chociaż w rzeczywistości nie ma żadnych promieni wychodzących z tego punktu i wchodzących do oka. Obraz punktu S 1 jest położony symetrycznie do najjaśniejszego punktu S względem zwierciadła CM. Udowodnijmy to.

Wiązka SB padająca na lustro pod kątem 2 (ryc. 5.), zgodnie z prawem odbicia światła, odbija się pod kątem 1 = 2.

Ryż. 5. Odbicie w płaskim lustrze.

Z ryc. 1.8 widać, że kąty 1 i 5 są równe - jak kąty pionowe. Suma kątów wynosi 2 + 3 = 5 + 4 = 90°. Dlatego kąty 3 = 4 i 2 = 5.

Trójkąty prostokątne ΔSOB i ΔS 1 OB mają wspólną nogę OB i równe kąty ostre 3 i 4, zatem trójkąty te mają równe boki i dwa kąty sąsiadujące z nogą. Oznacza to, że SO = OS 1, czyli punkt S 1 leży symetrycznie do punktu S względem zwierciadła.

Aby znaleźć obraz przedmiotu AB w zwierciadle płaskim, wystarczy obniżyć na lustro prostopadłe z skrajnych punktów obiektu i wychodząc poza zwierciadło, odłożyć za nim odległość równą odległości od lustro do skrajnego punktu obiektu (ryc. 6.). Ten obraz będzie wirtualny i naturalnej wielkości. Wymiary i względne położenie obiektów zostają zachowane, ale jednocześnie w lustrze lewa i prawa strona obrazu zamieniają się miejscami w stosunku do samego obiektu. Równoległość promieni świetlnych padających na płaskie lustro po odbiciu również nie jest naruszona.

Ryż. 6. Obraz przedmiotu w płaskim lustrze.

W technologii często stosuje się lustra o złożonej zakrzywionej powierzchni odbijającej, na przykład lustra sferyczne. Lustro sferyczne- jest to powierzchnia ciała mająca kształt segmentu kulistego i odbijająca światło zwierciadlanie. Naruszona jest równoległość promieni odbitych od takich powierzchni. Lustro nazywa się wklęsły, jeżeli promienie odbijają się od wewnętrznej powierzchni segmentu kuli.

Równoległe promienie świetlne po odbiciu od takiej powierzchni gromadzą się w jednym punkcie, dlatego nazywa się zwierciadłem wklęsłym zbieranie. Jeśli promienie odbiją się od zewnętrznej powierzchni lustra, to tak się stanie wypukły. Równoległe promienie świetlne rozchodzą się w różnych kierunkach, tzw wypukłe lustro zwany dyspersyjny.

Załamanie Na styku dwóch ośrodków padający strumień światła dzieli się na dwie części: jedna część jest odbijana, druga załamywana.
V. Snell (Snellius) przed H. Huygensem i I. Newtonem w 1621 r. odkrył eksperymentalnie prawo załamania światła, ale nie otrzymał wzoru, lecz wyraził go w formie tabel, ponieważ W tym czasie funkcje sin i cos nie były jeszcze znane w matematyce.
Załamanie światła podlega prawu: 1. Wiązka padająca i wiązka załamana leżą w tej samej płaszczyźnie z prostopadłą wyznaczoną w punkcie padania wiązki na granicę faz obu ośrodków. 2. Stosunek sinusa kąta padania do sinusa kąta załamania dla dwóch danych ośrodków jest wartością stałą (dla światła monochromatycznego).
Przyczyną załamania jest różnica w prędkości rozchodzenia się fal w różnych ośrodkach.
Wartość równa stosunkowi prędkości światła w próżni do prędkości światła w danym ośrodku nazywa się bezwzględnym współczynnikiem załamania światła w ośrodku. Ta tabelaryczna wartość jest cechą danego środowiska.
Wartość równa stosunkowi prędkości światła w jednym ośrodku do prędkości światła w innym nazywa się względnym współczynnikiem załamania światła w drugim ośrodku względem pierwszego.
Dowód prawa załamania. Propagacja promieni padających i załamanych: MM" - powierzchnia styku dwóch ośrodków. Promienie A 1 A i B 1 B - promienie padające; α - kąt padania; AC - powierzchnia fali w chwili, gdy promień A 1 A dociera do granicy między ośrodkami ośrodek. Korzystając z zasady Huygensa, skonstruujemy powierzchnię fali w momencie, gdy promień B 1 B dotrze do granicy ośrodków. Skonstruujemy załamane promienie AA 2 i BB 2. β to kąt załamania AB. - wspólne boki trójkątów ABC i ABD są prostopadłe, wówczas kąt ABD= α i kąt BAC=β Otrzymujemy:
W pryzmacie lub płytce płasko-równoległej załamanie zachodzi na każdej powierzchni zgodnie z prawem załamania światła. Nie zapominaj, że zawsze jest refleksja. Ponadto faktyczna droga promieni zależy zarówno od współczynnika załamania światła, jak i od kąta załamania - kąta przy wierzchołku pryzmatu.)

Odbicie całkowite Jeżeli światło pada z ośrodka optycznie gęstszego do optycznie słabszego, to przy pewnym kącie padania dla każdego ośrodka załamana wiązka zanika. Obserwuje się jedynie załamanie. Zjawisko to nazywane jest całkowitym wewnętrznym odbiciem.
Kąt padania, który odpowiada kątowi załamania wynoszącemu 90°, nazywany jest granicznym kątem całkowitego wewnętrznego odbicia (a 0). Z prawa załamania wynika, że ​​światło przechodząc z dowolnego ośrodka do próżni (lub powietrza)
Jeśli spróbujemy spojrzeć spod wody na to, co jest w powietrzu, to pod pewnym kątem, pod jakim patrzymy, zobaczymy dno odbite od powierzchni wody. Należy to wziąć pod uwagę, aby nie stracić orientacji.
W biżuterii szlif kamieni dobiera się tak, aby na każdej twarzy zaobserwowano pełne odbicie. To wyjaśnia „grę w kamienie”.
Zjawisko mirażu tłumaczy się także całkowitym wewnętrznym odbiciem.

Datowane na około 300 rok p.n.e. mi.

Prawa odbicia. Wzory Fresnela

Prawo odbicia światła - ustala zmianę kierunku podróży promienia świetlnego w wyniku spotkania z powierzchnią odbijającą (lustrzaną): promienie padające i odbite leżą w tej samej płaszczyźnie z normalną do powierzchni odbijającej w punkt padania, a ta normalna dzieli kąt między promieniami na dwie równe części. Powszechnie stosowane, choć mniej precyzyjne sformułowanie „kąt padania równa się kątowi odbicia” nie wskazuje dokładnego kierunku odbicia wiązki. Jednakże wygląda to tak:

Prawo to jest konsekwencją zastosowania zasady Fermata do powierzchni odbijającej i, podobnie jak wszystkie prawa optyki geometrycznej, wywodzi się z optyki falowej. Prawo to obowiązuje nie tylko dla powierzchni doskonale odbijających światło, ale także dla granicy dwóch ośrodków, które częściowo odbijają światło. W tym przypadku, podobnie jak prawo załamania światła, nie mówi ono nic o natężeniu światła odbitego.

Mechanizm odbicia

Kiedy fala elektromagnetyczna uderza w powierzchnię przewodzącą, powstaje prąd, którego pole elektromagnetyczne ma tendencję do kompensowania tego efektu, co prowadzi do prawie całkowitego odbicia światła.

Rodzaje refleksji

Odbicie światła może być lustrzane(to znaczy, jak zaobserwowano podczas korzystania z lusterek) lub rozproszony(w tym przypadku po odbiciu droga promieni od obiektu nie jest zachowywana, a jedynie składowa energetyczna strumienia światła) w zależności od charakteru powierzchni.

Lustro O.s. wyróżnia się pewną zależnością między położeniem promieni padających i odbitych: 1) promień odbity leży w płaszczyźnie przechodzącej przez promień padający i normalnej do powierzchni odbijającej; 2) kąt odbicia jest równy kątowi padania j. Natężenie światła odbitego (charakteryzowane współczynnikiem odbicia) zależy od j i polaryzacji padającej wiązki promieni (patrz Polaryzacja światła), a także od stosunku współczynników załamania światła n2 i n1 ośrodka 2. i 1. . Zależność tę (dla ośrodka odbijającego - dielektryka) wyraża się ilościowo wzorem Fresnela. W szczególności wynika z nich, że gdy światło pada prostopadle do powierzchni, współczynnik odbicia nie zależy od polaryzacji padającej wiązki i jest równy

(n2 - n1)²/(n2 + n1)²

W bardzo ważnym szczególnym przypadku normalnego spadku powietrza lub szkła na ich powierzchnię styku (nair" 1,0; nst = 1,5) wynosi to "4%.

Charakter polaryzacji światła odbitego zmienia się wraz ze zmianami j i jest inny dla składowych światła padającego spolaryzowanego równolegle (składnik p) i prostopadle (składowa s) do płaszczyzny padania. Przez płaszczyznę polaryzacji mamy na myśli, jak zwykle, płaszczyznę drgań wektora elektrycznego fali świetlnej. Przy kątach j równym tzw. kątowi Brewstera (patrz prawo Brewstera) odbite światło zostaje całkowicie spolaryzowane prostopadle do płaszczyzny padania (składnik p padającego światła ulega całkowitemu załamaniu w ośrodku odbijającym; jeśli ośrodek ten silnie pochłania światło, wówczas załamany składnik p przechodzi do otoczenia bardzo małą ścieżką). Ta cecha lustra O.s. stosowany w wielu urządzeniach polaryzacyjnych. Dla j większego niż kąt Brewstera współczynnik odbicia od dielektryków wzrasta wraz ze wzrostem j, dążąc do 1 w granicy, niezależnie od polaryzacji padającego światła. W zwierciadlanym układzie optycznym, jak wynika ze wzorów Fresnela, faza światła odbitego w ogólnym przypadku zmienia się gwałtownie. Jeżeli j = 0 (światło pada normalnie do granicy faz), to dla n2 > n1 faza fali odbitej przesuwa się o p, dla n2< n1 - остаётся неизменной. Сдвиг фазы при О. с. в случае j ¹ 0 может быть различен для р- и s-составляющих падающего света в зависимости от того, больше или меньше j угла Брюстера, а также от соотношения n2 и n1. О. с. от поверхности оптически менее плотной среды (n2 < n1) при sin j ³ n2 / n1 является полным внутренним отражением, при котором вся энергия падающего пучка лучей возвращается в 1-ю среду. Зеркальное О. с. от поверхностей сильно отражающих сред (например, металлов) описывается формулами, подобными формулам Френеля, с тем (правда, весьма существенным) изменением, что n2 становится комплексной величиной, мнимая часть которой характеризует поглощение падающего света.

Absorpcja w ośrodku odblaskowym prowadzi do braku kąta Brewstera i wyższych (w porównaniu do dielektryków) wartości współczynnika odbicia - nawet przy normalnym padaniu może przekraczać 90% (co tłumaczy powszechne stosowanie gładkich powierzchni metalowych i metalizowanych w zwierciadła). Charakterystyki polaryzacji fal świetlnych odbitych od ośrodka pochłaniającego (z powodu innych przesunięć fazowych składowych p i s padających fal). Charakter polaryzacji światła odbitego jest na tyle wrażliwy na parametry ośrodka odblaskowego, że na tym zjawisku opiera się wiele metod optycznych badania metali (patrz: Magnetooptyka, Optyka metali).

Rozproszone O. s. - jego rozproszenie przez nierówną powierzchnię ośrodka II we wszystkich możliwych kierunkach. Rozkład przestrzenny strumienia odbitego promieniowania i jego natężenie są różne w różnych konkretnych przypadkach i są określone przez związek między l a wielkością nieregularności, rozkładem nieregularności na powierzchni, warunkami oświetlenia i właściwościami ośrodka odbijającego . Graniczny przypadek rozkładu przestrzennego rozproszonego światła odbitego, który w przyrodzie nie jest ściśle spełniony, opisuje prawo Lamberta. Rozproszone O. s. Obserwuje się to również w ośrodkach, których struktura wewnętrzna jest niejednorodna, co prowadzi do rozproszenia światła w objętości ośrodka i powrotu jego części do ośrodka pierwszego. Wzory rozproszonych O. s. z takich ośrodków są zdeterminowane charakterem zachodzących w nich procesów pojedynczego i wielokrotnego rozpraszania światła. Zarówno absorpcja, jak i rozpraszanie światła mogą wykazywać silną zależność od l. Efektem tego jest zmiana składu widmowego rozproszonego światła odbitego, które (oświetlone światłem białym) jest wizualnie odbierane jako kolor ciał.

Całkowite wewnętrzne odbicie

Wraz ze wzrostem kąta padania I, wzrasta także kąt załamania, wzrasta natomiast intensywność wiązki odbitej, a maleje wiązka załamana (ich suma jest równa natężeniu wiązki padającej). Przy jakiejś wartości I = I k narożnik R= π / 2, intensywność załamanej wiązki stanie się równa zeru, całe światło zostanie odbite. Przy dalszym zwiększaniu kąta I > I k Nie będzie załamanego promienia; światło zostanie całkowicie odbite.

Znajdziemy wartość krytycznego kąta padania, przy którym rozpoczyna się całkowite odbicie, zapiszemy ją w prawie załamania światła R= π / 2, to grzech R= 1 oznacza:

Rozproszone rozpraszanie światła

θ ja = θ r .
Kąt padania jest równy kątowi odbicia

Zasada działania odbłyśnika narożnego

Fundacja Wikimedia. 2010.

Zobacz, co „Odbicie światła” znajduje się w innych słownikach:

Zjawisko polegające na tym, że gdy światło (promieniowanie optyczne) pada z ośrodka pierwszego na granicę ośrodka z ośrodkiem drugim, oddziaływanie światła z ośrodkiem drugim prowadzi do pojawienia się fali świetlnej propagującej od ośrodka pierwszego do pierwszego... . .. Encyklopedia fizyczna

Powrót fali świetlnej, gdy pada ona na powierzchnię styku dwóch ośrodków o różnych współczynnikach załamania światła, z powrotem do pierwszego ośrodka. Występują lustrzane odbicia światła (wymiary l nierówności na granicy faz są mniejsze niż długość światła... ... Wielki słownik encyklopedyczny

ODBICIE ŚWIATŁA, czyli powrót części wiązki światła padającej na granicę między dwoma ośrodkami z powrotem do ośrodka pierwszego. Rozróżnia się odbicie lustrzane światła (wymiary L nieregularności na granicy faz są mniejsze niż długość fali światła l) i odbicie rozproszone (L?... ... Nowoczesna encyklopedia

Odbicie światła- ODBICIE ŚWIATŁA, czyli powrót części wiązki światła padającej na granicę dwóch ośrodków „z powrotem” do ośrodka pierwszego. Rozróżnia się odbicie lustrzane światła (wymiary L nieregularności na granicy faz są mniejsze niż długość fali światła l) i odbicie rozproszone (L... Ilustrowany słownik encyklopedyczny

odbicie światła- Zjawisko polegające na tym, że światło padające na powierzchnię styku dwóch ośrodków o różnych współczynnikach załamania światła jest częściowo lub całkowicie zawracane do ośrodka, z którego pada. [Zbiór zalecanych terminów. Wydanie 79. Fizyczne... ... Przewodnik tłumacza technicznego

Zjawisko polegające na tym, że gdy światło (promieniowanie optyczne (patrz Promieniowanie optyczne)) spada z jednego ośrodka na jego powierzchnię styku z drugim ośrodkiem, interakcja światła z materią prowadzi do pojawienia się fali świetlnej... ... Wielka encyklopedia radziecka

Powrót fali świetlnej, gdy pada ona na granicę między dwoma ośrodkami o różnych współczynnikach załamania światła, „z powrotem” do pierwszego ośrodka. Występują lustrzane odbicia światła (wymiary l nierówności na granicy faz są mniejsze niż długość światła... ... słownik encyklopedyczny

odbicie światła- šviesos atspindys statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. odbicie światła vok. Reflexion des Lichtes, f rus. odbicie światła, n pranc. réflexion de la lumière, f … Fizikos terminų žodynas

odbicie światła- ▲ odbicie (z czego) odbicie światła. świecić. albedo. albedometr. ↓ reflektor. reflektometr. metalowa optyka... Słownik ideograficzny języka rosyjskiego

Powrót fali świetlnej, gdy pada na granicę między dwoma różnymi ośrodkami. współczynniki załamania światła z powrotem do pierwszego ośrodka. Jeśli chropowatość powierzchni styku jest mała w porównaniu z długością fali X padającego światła, wówczas lustrzane O. z ... Wielki encyklopedyczny słownik politechniczny

Książki

• Całkowite wewnętrzne odbicie światła. Badania edukacyjne, Mayer Valery Vilgelmovich, Książka zawiera opisy edukacyjnych badań eksperymentalnych zjawiska całkowitego wewnętrznego odbicia od granicy ośrodków optycznie jednorodnych i warstwowych niejednorodnych. Prosty, fizyczny... Kategoria: Podręczniki dla dzieci w wieku szkolnym Seria: Biblioteka nauczycieli i uczniów Wydawca: FIZMATLIT, Producent:

Za pomocą eksperymentów prawa odbicia promieniowania świetlnego odkryto już w III wieku. pne mi. starożytny grecki naukowiec Euklides. W nowoczesnych warunkach weryfikacja tych praw odbywa się za pomocą podkładki optycznej (ryc. 29.2). Składa się ze źródła światła A, które można przesuwać po dysku podzielonym na stopnie. Kierując światło na powierzchnię odblaskową 3, mierzone są kąty.

Prawa odbicia światła pokrywają się z prawami odbicia fali od przeszkód (§ 24.19).

1. Wiązka padająca i wiązka odbita leżą w tej samej płaszczyźnie, prostopadłej do powierzchni odbijającej, znajdującej się w punkcie padania wiązki.

2. Kąt odbicia wiązki jest równy kątowi jej padania:

Za pomocą podkładki optycznej można wykazać, że promienie padające i odbite są odwracalne, to znaczy, jeśli promień padający zostanie skierowany wzdłuż ścieżki promienia odbitego, wówczas promień odbity będzie podążał ścieżką promienia padającego.

W § 24.19 ustalono prawa odbicia dla sferycznego czoła fali. Pokażmy teraz, że obowiązują one także dla czoła fali płaskiej, czyli dla przypadku promieni równoległych padających na płaską powierzchnię.

Niech fala płaska spadnie na gładką powierzchnię (ryc. 29.3), której przód w pewnym momencie zajmie pozycję. Po pewnym czasie zajmie pozycję . W tym momencie (przyjmiemy, że jest to zero) odbita fala elementarna zacznie się rozchodzić od punktu A. Podczas gdy czoło fali przesuwa się z punktu C do punktu B w czasie, fala z punktu

I rozprzestrzeni się po półkuli na odległość równą prędkości propagacji fali). Nowa pozycja czoła fali po odbiciu promieni będzie styczna do półkuli narysowanej z punktu B, tj. linia prosta. Ponadto czoło fali będzie poruszać się równolegle do siebie w kierunku promieni AA lub

Elektromagnetyczna natura światła. Prędkość światła. Optyka geometryczna

Światło widzialne to fale elektromagnetyczne w zakresie od 3,8*10 -7 m do 7,6*10 -7 m. Prędkość światła c = 3*10 8 m/s. Zasada Huygensa. Czoło fali to powierzchnia łącząca wszystkie punkty fali znajdujące się w tej samej fazie (to znaczy wszystkie punkty fali znajdujące się w tym samym stanie drgań w tym samym czasie). Każdy punkt, do którego dotarło zaburzenie, staje się źródłem wtórnych fal sferycznych. Powierzchnia fali jest otoczką fal wtórnych. W przypadku fali sferycznej czoło fali jest kulą, której promień wynosi R = vt, gdzie v jest prędkością fali.

Optyka geometryczna to dział optyki zajmujący się badaniem praw propagacji światła w ośrodkach przezroczystych oraz odbicia światła od powierzchni lustrzanych lub półprzezroczystych.

Prawa odbicia światła. 1. Promień padający, promień odbity i prostopadły, zrekonstruowany y do granicy obu ośrodków w punkcie padania wiązki leżą w tej samej płaszczyźnie.

Kąt odbicia jest równy kątowi padania.

REFRAKCJA ŚWIATŁA - zmiana kierunku rozchodzenia się fali świetlnej (promienia świetlnego) podczas przejścia przez granicę dwóch różnych ośrodków przezroczystych. 1. Promienie padające i załamane oraz prostopadłość poprowadzona do granicy obu ośrodków w punkcie padania promienia leżą w tej samej płaszczyźnie. 2. Stosunek sinusa kąta padania do sinusa kąta załamania jest wartością stałą dla dwóch ośrodków:,Gdzie α - kąt padania,β - kąt załamania,N - stałą wartość niezależną od kąta padania.

– względny współczynnik załamania światła w drugim ośrodku w stosunku do pierwszego. Pokazuje, ile razy prędkość światła w pierwszym ośrodku różni się od prędkości światła w drugim

N - wielkość fizyczna równa stosunkowi prędkości światła w próżni do prędkości światła w danym ośrodku:

Bezwzględny współczynnik załamania światła ośrodka pokazuje, ile razy prędkość światła w danym ośrodku jest mniejsza od prędkości światła w próżni. Całkowite wewnętrzne odbicie obserwuje się, gdy wiązka przechodzi z ośrodka optycznie gęstszego do optycznie słabszego (z wody do powietrza). α0 to graniczny kąt całkowitego odbicia, kąt padania, pod którym kąt ten występuje załamanie wynosi 90 0. W światłowodach stosowane jest całkowite wewnętrzne odbicie.