Šviesos atspindys: elementai, įstatymai, taikymai ir eksperimentai

Šviesos atspindys yra optinis reiškinys, kuriuo šviesos spindulys keičia kryptį ir atsispindi, kai jis nukrenta į dviejų terpių atskyrimo paviršių, nesugebėdamas kirsti šio paviršiaus.

Tai yra pagrindinis fenomenas, kuris vyksta gamtoje ir pradėtas studijuoti klasikinėje Graikijoje. Tačiau įstatymai, reglamentuojantys šviesos atspindį, nebuvo paskelbti iki XVII a. Būtent olandų mokslininkas W. Snellas apibrėžė atspindžio ir refrakcijos įstatymus. Tokiu būdu šie įstatymai gavo Snell įstatymų pavadinimą.

Atspindėjimas yra bendras reiškinys, kuris paveikia visas bangas, nors šviesos atvejis yra labiausiai reprezentatyvus. Kiekvieną kartą šviesa atsitrenkia į kūną. Priklausomai nuo to, kokios spalvos spalva sugeria ir atspindi kūną, matome vienos ar kitos spalvos kūną.

Taip pat mūsų kasdieniame gyvenime yra atspindys, pavyzdžiui, vaizdų formavimas veidrodžiuose. Šiuos vaizdus galima paaiškinti refleksijos įstatymais. Tai taip pat matyti vaizduose, atsispindinčiuose vandens paviršiuje, nors šiuo atveju yra ir refrakcijos reiškinys.

Elementai

Nagrinėjant šviesos atspindį, reikia atsižvelgti į šiuos elementus: šviesą, dvi terpes, terpės atskyrimo paviršių, atsitiktinį spindulį, atspindėtą spindulį ir normalų atskyrimo paviršių.,

Fizikoje sąvoka „šviesa“ apima visą elektromagnetinio spektro spinduliuotės sritį, paliekant išraišką matomą šviesą į žmogaus akies matomą spektro dalį.

Per atspindį turime atskirti dvi žiniasklaidos priemones. Pirmasis - tai banga, kuria važiuoja. Antrasis nesiekia jo arba per ją, bangos lūžis atsiranda. Tarp abiejų priemonių vadinama žiniasklaidos atskyrimu.

Įprasta yra linija, statmena medijos atskyrimo plokštumai. Spinduliavimo spindulys vadinamas šviesos spinduliu, kuris per pirmąją terpę pasiekia atskyrimo paviršių. Kita vertus, atsispindėjusi spindulys yra tas, kuris atsispindi po to, kai pataikomas į šį pluoštą su spinduliuote.

Refleksijos įstatymai

Nors Euklidas pirmą kartą paskelbė kai kuriuos apmąstymų įstatymus trečiajame amžiuje prieš Kristų, neabejotina, kad 1621 m. Su Olandijos astronomu ir matematiku Willebrordu Snell van Royenu buvo nustatyti dabartiniai atspindžių ir refrakcijos įstatymai.,

Toliau eksponuojami du refleksijos įstatymai.

Pirmasis įstatymas

Pirmasis įstatymas yra apibendrintas sekančiame pareiškime: atsitiktinis spindulys, normalus (arba statmenas plokštumai) ir atspindėtas spindulys yra toje pačioje erdvės plokštumoje.

Antrasis įstatymas

Antrasis apmąstymo įstatymas teigia, kad atspindėjimo kampas yra lygus tokiam pat kampui kaip ir pasikartojimo kampas.

Fermato principas

Iš Fermato principo galima daryti išvadą tiek ankstesnius refleksijos įstatymus, tiek refrakcijos įstatymus. Šis principas patvirtina, kad trajektorija, kuri seka šviesos spinduliu tarp dviejų erdvės vietų, visada naudoja mažesnį galimą laiką.

Visas vidinis šviesos atspindys

Bendras šviesos vidinis atspindys atsiranda, kai šviesa atitinka terpę, kurios lūžio rodiklis n _{2 yra} mažesnis nei terpė, kurioje jis yra, n ₁ . Tokiu atveju šviesa negali pereiti abiejų laikmenų atskyrimo paviršiaus ir visiškai atsispindi.

Žinoma, tai atsitinka tik dėl didesnio nusidėvėjimo kampų nei vadinamojo kritinio kampo.

Bendras vidinis atspindys yra blykstės, kurią galima pastebėti pjaustytame deimante, priežastis.

Atspindžių tipai

Atspindys gali būti kelių tipų: spindulinis, difuzinis arba sumaišytas. Tai, kad vyksta tam tikras atspindys ar kitoks, daugiausia priklausys nuo paviršiaus tipo, kuris yra jo kelyje.

Spindulinis atspindys

Kai šviesa atsitrenkia į poliruotą ir lygų paviršių, vyksta spindulinis atspindys.

Difuzinis atspindys

Tačiau, kai šviesa atsitrenkia į poliruotą paviršių, refleksija vyksta visose erdvės kryptyse. Tuomet sakoma, kad buvo išsklaidyta refleksija.

Mišrus atspindys

Kaip rodo jo pavadinimas, mišrios refleksijos atsiranda, kai yra ankstesnių dviejų derinių.

Programos

Šviesos atspindys turi skirtingas programas. Taigi, pavyzdžiui, visuotinio atspindžio fenomenas naudojamas vadinamame Porro prizme, kuris naudojamas žiūronams gaminti.

Bendras atspindys taip pat naudojamas šviesos plitimui šviesolaidiniuose kabeliuose. Tokiu būdu, jei jūsų namuose turite interneto ryšį per skaidulinę optiką, turėtumėte žinoti, kad dalis atsakomybės, kurią jums patinka, yra dėl viso šviesos atspindžio.

Atstatymas atgal

Atstatymas yra šviesos atspindžio taikymas, kurį sudaro šviesos atspindėjimas atgal į šaltinį ar šaltinį, neatsižvelgiant į tai, kokiu kampu jis yra. Tam pasiekti naudojami plokšti atspindintys paviršiai.

Konkretus retroreflekcijos taikymas pateiktas eismo signaluose. Tai leidžia priekinių žibintų šviesą atsispindėti tiesiogiai kilmės kryptimi. Taigi signalas sustiprinamas, kad vairuotojas gautų įspėjimą apie pavojų.

Eksperimentuokite

Šviesos atspindžio fenomenas gali būti patikrintas su kai kuriais paprastais naminiais eksperimentais, tokiais, kaip mes siūlome jums. Jūs galite tai padaryti namuose be jokios rizikos ir patikrinti, kaip fizika yra jūsų rankose.

Eksperimentas dėl bendro vidinio šviesos atspindžio

Kad atliktumėte šį eksperimentą, būtinas tik stiklas, vanduo, pienas ir lazerinis žymeklis.

Pirma, užpildykite stiklinę vandeniu, tada įpilkite keletą lašų pieno. Kai tai bus padaryta, nukreipkite lazerinį žymiklį ant laivo žemiau vandens lygio. Tokiu būdu rodiklio šviesos spindulys kerta vandenį ir atsispindės vandens atskyrimo paviršiuje su oru.

Be to, vandenyje ištirpinto pieno lašų dėka galima sekti visą šviesos bangos kelią ir puikiai stebėti tiek atsitiktinį spindulį, tiek atspindėtą spindulį. Bet kokiu atveju, idealas yra atlikti eksperimentą kambaryje su maža šviesa, kad geriau įvertintumėte atspindėtos bangos brėžinį.

Priežastys

Kaip jau buvo paaiškinta anksčiau, šis reiškinys vyksta tik tada, kai šviesa praeina iš terpės, turinčios didesnį lūžio rodiklį, su žemesniu indeksu. Taip pat, kad tai įvyktų, šviesa turi turėti įtakos žiniasklaidos atskyrimui, kai kampas yra didesnis nei vadinamasis kritinis kampas.

Išvada

Šviesos atspindys yra natūralus reiškinys, kuris kasdien vyksta mūsų gyvenime. Tokiu mastu mes taip suvokiame spalvas. Yra įrodymų, kad jo studija jau yra klasikinėje Graikijoje, nors iki XVII a. Su Snell'u jie pradėjo apibrėžti jai taikomas taisykles.

Šiuo metu jos programos yra daug ir įvairios. Kai kurie, be abejo, jų nebūtų įsivaizdavę, ir jie įsikiša į netikėtus procesus, pvz., Informacijos perdavimą per šviesolaidinius kabelius.

Ne tik fizika yra viskas, kai ji supa mus, bet ir šviesa taip pat neatsiejama nuo mūsų realybės atradimo. Ne veltui, jos dėka mes suvokiame aplinkinį pasaulį.