Sommige wette van fisika is moeilik om voor te stel sonder die gebruik van visuele hulpmiddels. Dit geld nie vir die gewone lig wat op verskeie voorwerpe val nie. Dus, by die grens wat twee media skei, is daar 'n verandering in die rigting van ligstrale as hierdie grens baie groter is as die golflengte. In hierdie geval vind die refleksie van lig plaas wanneer 'n deel van sy energie na die eerste medium terugkeer. As 'n deel van die strale in 'n ander medium dring, word hulle gebreek. In fisika word die vloei van ligenergie wat die grens van twee verskillende media tref, insident genoem, en die een wat daaruit terugkeer na die eerste medium word gereflekteer genoem. Dit is die onderlinge rangskikking van hierdie strale wat die wette van refleksie en breking van lig bepaal.
Bepalings
Die hoek tussen die invallende straal en die loodregte lyn met die raakvlak tussen twee media, herstel tot die punt van inval van die ligenergie-vloed, word die invalshoek genoem. Daar is nog 'n belangrike aanwyser. Dit is die refleksiehoek. Dit vind plaas tussen die gereflekteerde straal en die loodregte lyn wat tot die punt van sy inval herstel is. lig kanvermeerder in 'n reguit lyn slegs in 'n homogene medium. Verskillende media absorbeer en weerkaats ligstraling op verskillende maniere. Die refleksiekoëffisiënt is 'n waarde wat die reflektiwiteit van 'n stof kenmerk. Dit wys hoeveel energie wat deur ligstraling na die oppervlak van die medium gebring word, dit sal wees wat deur gereflekteerde straling daarvan weggevoer word. Hierdie koëffisiënt hang af van 'n aantal faktore, een van die belangrikste is die invalshoek en die samestelling van die straling. Totale weerkaatsing van lig vind plaas wanneer dit op voorwerpe of stowwe met 'n reflektiewe oppervlak val. So, byvoorbeeld, gebeur dit wanneer strale 'n dun film van silwer en vloeibare kwik tref wat op glas neergelê is. Totale weerkaatsing van lig is redelik algemeen in die praktyk.
wette
Die wette van weerkaatsing en breking van lig is in die 3de eeu vC deur Euclides geformuleer. vC e. Almal van hulle is eksperimenteel vasgestel en word maklik bevestig deur die suiwer meetkundige beginsel van Huygens. Volgens hom is enige punt van die medium, waarheen die versteuring bereik, 'n bron van sekondêre golwe.
Die eerste wet van ligrefleksie: die invallende en reflekterende strale, sowel as die loodregte lyn tot die koppelvlak tussen die media, herstel by die punt van inval van die ligstraal, is in dieselfde vlak geleë. 'n Vlak golf val op 'n reflektiewe oppervlak waarvan die golfoppervlaktes strepe is.
'n Ander wet sê dat die weerkaatsingshoek van lig gelyk is aan die invalshoek. Dit is omdat hulle onderling loodreg iskante. Gebaseer op die beginsels van gelykheid van driehoeke, volg dit dat die invalshoek gelyk is aan die weerkaatsingshoek. Dit kan maklik bewys word dat hulle in dieselfde vlak lê met die loodregte lyn herstel na die koppelvlak tussen die media by die punt van inval van die balk. Hierdie belangrikste wette is ook geldig vir die omgekeerde verloop van lig. As gevolg van die omkeerbaarheid van energie, sal 'n straal wat langs die pad van die gereflekteerde voortplant langs die pad van die insident gereflekteer word.
Eienskappe van weerkaatsende liggame
Die oorgrote meerderheid voorwerpe reflekteer net die ligstraling wat op hulle val. Hulle is egter nie 'n bron van lig nie. Goed verligte liggame is perfek sigbaar van alle kante, aangesien die straling van hul oppervlak in verskillende rigtings weerkaats en versprei word. Hierdie verskynsel word diffuse (verstrooide) refleksie genoem. Dit vind plaas wanneer lig enige growwe oppervlak tref. Om die pad te bepaal van die straal wat vanaf die liggaam gereflekteer word by die punt van sy inval, word 'n vlak geteken wat die oppervlak raak. Dan, in verhouding daarmee, word die invalshoeke van strale en refleksie gebou.
Diffuse Reflection
Slegs as gevolg van die bestaan van diffuse (diffuse) weerkaatsing van ligenergie, onderskei ons voorwerpe wat nie in staat is om lig uit te straal nie. Enige liggaam sal vir ons absoluut onsigbaar wees as die verstrooiing van strale nul is.
Diffuse weerkaatsing van ligenergie veroorsaak nie ongemak in die oë van 'n persoon nie. Dit is te wyte aan die feit dat nie alle lig na sy oorspronklike omgewing terugkeer nie. So van die sneeuongeveer 85% van die bestraling word weerkaats, van wit papier - 75%, maar van swart velour - slegs 0,5%. Wanneer lig vanaf verskeie ruwe oppervlaktes weerkaats word, word die strale ewekansig ten opsigte van mekaar gerig. Afhangende van die mate waarin oppervlaktes ligstrale weerkaats, word dit mat of spieël genoem. Hierdie terme is egter relatief. Dieselfde oppervlaktes kan spiegelend en mat wees by verskillende golflengtes van invallende lig.’n Oppervlakte wat strale eweredig in verskillende rigtings verstrooi, word as absoluut mat beskou. Alhoewel daar feitlik nie sulke voorwerpe in die natuur is nie, is ongeglasuurde porselein, sneeu, tekenpapier baie naby daaraan.
Spieëlweerkaatsing
Spekulêre weerkaatsing van ligstrale verskil van ander tipes deurdat wanneer strale energie teen 'n sekere hoek op 'n gladde oppervlak val, hulle in een rigting weerkaats word. Hierdie verskynsel is bekend aan enigiemand wat al ooit 'n spieël onder die ligstrale gebruik het. In hierdie geval is dit 'n reflektiewe oppervlak. Ander liggame behoort ook tot hierdie kategorie. Alle opties gladde voorwerpe kan as spieël- (reflektiewe) oppervlaktes geklassifiseer word as die groottes van inhomogeniteite en onreëlmatighede daarop minder as 1 mikron is (nie die golflengte van lig oorskry nie). Vir al sulke oppervlaktes is die wette van ligweerkaatsing geldig.
Weerspieëling van lig vanaf verskillende spieëloppervlaktes
Spieëls met 'n geboë reflektiewe oppervlak (sferiese spieëls) word dikwels in tegnologie gebruik. Sulke voorwerpe is liggamegevorm soos 'n sferiese segment. Die parallelisme van die strale in die geval van weerkaatsing van lig vanaf sulke oppervlaktes word sterk geskend. Daar is twee tipes sulke spieëls:
• konkaaf - weerkaats lig vanaf die binneoppervlak van die segment van die sfeer, hulle word versameling genoem, aangesien parallelle ligstrale na refleksie van hulle op een punt versamel word;
• konveks - weerkaats lig vanaf die buitenste oppervlak, terwyl parallelle strale na die kante verstrooi word, en daarom word konvekse spieëls verstrooiing genoem.
Opsies vir weerkaatsing van ligstrale
'n Straal wat amper parallel met die oppervlak inval, raak dit net 'n bietjie, en word dan teen 'n baie stomp hoek weerkaats. Dit gaan dan voort op 'n baie lae trajek, so na as moontlik aan die oppervlak. 'n Straal wat amper vertikaal val, word teen 'n skerp hoek gereflekteer. In hierdie geval sal die rigting van die reeds gereflekteerde straal naby die pad van die invallende straal wees, wat ten volle ooreenstem met fisiese wette.
Refraksie van lig
Refleksie is nou verwant aan ander verskynsels van geometriese optika, soos breking en totale interne refleksie. Dikwels gaan lig deur die grens tussen twee media. Breking van lig is 'n verandering in die rigting van optiese straling. Dit vind plaas wanneer dit van een medium na 'n ander beweeg. Die breking van lig het twee patrone:
• die balk wat deur die grens tussen die media gaan, is geleë in 'n vlak wat deur die loodreg op die oppervlak en die invallende balk gaan;
•invalshoek en breking hou verband.
Refraksie gaan altyd gepaard met weerkaatsing van lig. Die som van die energieë van die gereflekteerde en gebreekte strale strale is gelyk aan die energie van die invallende straal. Hul relatiewe intensiteit hang af van die polarisasie van die lig in die invallende straal en die invalshoek. Die struktuur van baie optiese toestelle is gebaseer op die wette van ligbreking.
