Отражение на светлината. Законът за светлинното отражение. Пълно отражение на светлината

Някои закони на физиката са трудни за намиране без използването на визуални помощни средства. Това не важи за светлината, позната на всички, попадаща върху различни предмети. Така че на границата, разделяща двете медии, има промяна в посоката на светлинните лъчи в случай, че тази граница е много по-висока дължина на вълната.

Условията

Ъгълът между инцидентния лъч и перпендикулярната линия към интерфейса между двете среди, възстановен до точката на разпространение на светлинния енергиен поток, се нарича ъгъл на разпространение. Има и друг важен показател. Това е ъгълът на отражение. Тя възниква между отразения лъч и перпендикулярната линия, възстановена до точката на падането му. Светлината може да се разпространява праволинейно само в хомогенна среда. Различните носители поемат и отразяват излъчването на светлината по различни начини. Коефициентът на отражение е количество, което характеризира отразяването на дадено вещество. Показва колко енергия, произведена от светлинната радиация на повърхността на средата, е тази, която ще бъде отнесена от нея от отразената радиация. Този коефициент зависи от различни фактори, като един от най-важните са ъгълът на разпространение и състава на радиацията. Пълното отражение на светлината се появява, когато попада върху обекти или вещества с отразяваща повърхност. Например, това се случва, когато лъчите удари тънък филм от сребро и течен живак, депозирани върху стъклото. Пълното отразяване на светлината на практика се случва доста често.

закони

Законите на отразяването и пречупването на светлината са формулирани от Евклид още през третия век. Преди новата ера. д. Всички те са установени експериментално и лесно се потвърждават от чисто геометричния принцип на Huygens. Според него всяка точка на средата, до която се стига до смущението, е източник на вторични вълни.

Първият закон на размисъл на светлината: инцидентът и отразяващият лъч, както и перпендикулярната линия към интерфейса на средата, възстановени в точката на разпространение на светлинния сноп, се намират в същата равнина. На равнината на отразяващата повърхност, чиито вълнови повърхности са ленти, се появява равнина.

Друг закон гласи, че ъгълът на отразяване на светлината е равен на ъгъла на разпространение. Това е така, защото те имат взаимно перпендикулярни страни. Изхождайки от принципите на равнопоставеност на триъгълниците, следва, че ъгълът на разпространение е равен на ъгъла на отражение. Човек лесно може да докаже, че те лежат в една и съща равнина с перпендикулярна линия, възстановена на интерфейса на медията в точката на разпространение на лъча. Тези най-важни закони важат и за обратния курс на светлината. Поради обратимостта на енергията, лъч, размножаващ се по пътя на отразения лъч, ще бъде отразен по пътя на падащия лъч.

Свойства на отразяващите тела

По-голямата част от обектите отразяват само инцидента от светлинното лъчение върху тях. Те не са източник на светлина. Добре осветените тела са напълно видими от всички посоки, тъй като излъчването от тяхната повърхност се отразява и се разпръсква в различни посоки. Това явление се нарича дифузно (разсеяно) отражение. Това се случва, когато светлината удари някакви груби повърхности. За да се определи пътят на лъча, отразен от тялото в момента на падането му, е направена равнина, за да докосне повърхността. Тогава, по отношение на него, се начертават ъглите на разпространение на лъчи и отражение.

Дифузно отражение

Само поради наличието на дифузно отражение на светлинната енергия разграничаваме обекти, които не могат да излъчват светлина. Всяко тяло ще бъде напълно невидимо за нас, ако разсейването на лъчите е нулева.

Дифузното отражение на светлинната енергия не предизвиква неприятни усещания в очите на човек. Това се дължи на факта, че не цялата светлина се връща в оригиналната среда. Така че от снега отразява около 85% от радиация, от бяла хартия - 75%, добре, от велур на черен цвят - само 0.5%. Когато светлината се отразява от различни груби повърхности, лъчите са случайно насочени един към друг. В зависимост от степента, до която повърхността се отразява от светлинните лъчи, те се наричат ​​непрозрачни или огледални. Но все пак тези понятия са относителни. Същите повърхности могат да бъдат огледални и замръзнали при различни дължини на вълните на настъпващата светлина. Повърхността, която равномерно разпределя лъчите в различни посоки, се счита за абсолютно матирана. Въпреки че в природата на практика няма такива обекти, негласуваният порцелан, снегът, чертожната хартия са много близки до тях.

Огледално отражение

Огледалното отражение на светлинните лъчи се различава от другите видове от факта, че когато енергийните лъчи падат върху гладка повърхност под определен ъгъл, те се отразяват в една посока. Това явление е познато на всеки, който някога е използвал огледало под лъчите на светлината. В този случай тя е отразяваща повърхност. Други органи принадлежат към тази категория. Всички оптично гладки обекти могат да бъдат отнесени към огледални (отразяващи) повърхности, ако размерите на нехомогенностите и неравностите върху тях са по-малки от 1 μm (не превишавайте дължината на вълната на светлината). За всички такива повърхности са валидни законите на светлинното отражение.

Отражение на светлината от различни огледални повърхности

В технологиите често се използват огледала с извита отразяваща повърхност (сферични огледала). Такива обекти са тела под формата на сферичен сегмент. Паралелизмът на лъчите при отразяване на светлина от такива повърхности е силно нарушен. Има два вида такива огледала:

• вдлъбнати - отразяват светлината от вътрешната повърхност на сегмента на сферата, те се наричат ​​колектори, тъй като паралелни лъчи на светлина след отразяване от тях се събират в една точка;

• изпъкнало - отразява светлината от външната повърхност, докато паралелните лъчи са разпръснати отстрани, поради което изпъкналите огледала се наричат ​​разсейване.

Варианти на отражение на светлинните лъчи

Лъчът, който пада почти успоредно на повърхността, го докосва малко и след това се отразява силно тъп ъгъл. След това продължава пътуването си по много ниска траектория, максимално разположена на повърхността. Гредата, която пада почти вертикално, се отразява под остър ъгъл. В този случай посоката на вече отразения лъч ще бъде близо до пътя на инцидентния лъч, който напълно съответства на физическите закони.

Рефракция на светлината

Отразяването е тясно свързано с други явления на геометричната оптика, като рефракция и пълно вътрешно отражение. Често светлината преминава през границата между две медии. Рефракцията на светлината се отнася до промяната в посоката на оптичното излъчване. Това се случва, когато преминава от една среда в друга. Рефракцията на светлината има две закономерности:

• лъч, преминаващ през границата между средата, се намира в равнина, преминаваща през перпендикулярна на повърхността и падаща греда;

• Ъгълът на честотата и пречупването са свързани.

Рефракцията винаги е придружена от отражение на светлината. Сумата от енергиите на отразените и пречупени лъчи на лъчите е равна на енергията на инцидентния лъч. Тяхната относителна интензивност зависи от това поляризация на светлината в падащия лъч и ъгъла на разпространение. Законите на светлинното пречупване се основават на подреждането на много оптични инструменти.