Vandag sal ons praat oor die wet van weerkaatsing van lig. Ons sal ook die deel van lineêre optika uitlig waarop hierdie verskynsel van toepassing is.
Skool en lig
Kinders gaan ongeduldig na die eerste graad. Hulle stel belang in wat dit beteken om te studeer, hulle word vasgevang deur ophef met handboeke en notaboeke. Maar dissipline is 'n streng ding. Ja, en die sielkundige wette van 'n geslote groep kinders is nogal wreed. Daarom assosieer ouer studente met skool slegs 'n onwilligheid om daarheen te gaan. Met 'n kreatiewe benadering tot die kennis self kan jy egter die manier waarop jy na die wêreld van lesse en dagboeke kyk, verander. Vandag sal ons praat oor 'n belangrike konsep van optika. Fisika graad 8 gee hierdie verskynsel as die wette van breking en refleksie van lig.
Golf en lig
So vreemd soos dit klink, lig is 'n golf. "Watter see?" sal die studente vra. En ons sal antwoord: "In elektromagnetiese". Hierdie komplekse stelsel begin met 'n bewegende gelaaide voorwerp. In die letterlike sin van die woord. As die eksperimenteerder 'n stuk amber elektrifiseer en vinnig daarmee hardloop, sal 'n baie swak en baie kort elektromagnetiese veld in die proses van beweging ontstaan. Die bron van groot velde wat die hele heelal deurdring, is inmeestal sterre. Die Son is ook 'n voorwerp met 'n nie-nul lading, so die Aarde "bad" letterlik in die deeltjies en elektromagnetiese velde wat daardeur geskep word. En lig is 'n kwantum van die elektromagnetiese veld, wat beteken dat die wet van refleksie daarop toegepas kan word.
Refleksie, breking, absorpsie
So, wat is die essensie van die wet? In die volgende:
- As 'n ligstraal op 'n gladde oppervlak val, dan lê dit, die normaal tot die oppervlak by die punt van inval en die weerkaatste lig in dieselfde vlak.
- Die hellingshoek van die invallende straal na die normaal is gelyk aan die hellingshoek van die gereflekteerde lig.
Soms word skoolkinders bang vir die onverstaanbare woord "normaal". Maar dit is glad nie vreeslik nie. Dit is net 'n loodreg op 'n gegewe punt op die oppervlak. En die normaal is meestal 'n denkbeeldige lyn, dit moet uitgedink word om die probleem op te los.
Die invalshoek is gelyk aan die refleksiehoek
Hoe skadelik is hierdie formulering van die wet van weerkaatsing van lig? 8ste graad verminder dikwels die aantal woorde in skoolreëls om dit beter te onthou. Maar selfs lineêre optika is 'n onderwerp waarin die vektor van aksie en voortplanting saak maak. Dit wil sê, nie net die onderlinge hoeke van die ligstrale is belangrik nie, maar ook die rigting van hul voortplanting. In hierdie geval is dit belangrik om nie te vergeet dat vir die voorval, gereflekteerde beeld en die normaal tot die oppervlak, daar net een vlak by die punt van inval is nie.
tipes refleksie
Dit wil voorkom asof hierdie reël nie eenvoudiger kan wees nie. Maar hier is 'n paar eienaardighede:
- Ontmoeting met 'n diëlektrikum, lig veroorsaak ossillasies in sy atomediëlektriese polarisasie. Dit lei tot die feit dat elke punt van die medium 'n sekondêre bron van golwe word. Wanneer dit gekombineer word, genereer hulle gereflekteerde, gebreekte en diffuse lig.
- Wanneer elektromagnetiese straling 'n geleidende materiaal tref, laat dit elektrone ossilleer. Die materiaal is geneig om te kompenseer vir die resulterende stroom, wat 'n byna totale refleksie tot gevolg het. Dis hoekom die metaal so blink is.
- Diffuse refleksie vind plaas wanneer 'n oppervlak grof is. Hul grootte moet die golflengte van die invallende straling oorskry. Daar kan egter 'n situasie ontstaan waarin kortgolflengte violetstraling verstrooi word, terwyl langgolflengte rooi straling perfek weerkaats word.
- Interne refleksie. As lig van 'n digter medium in 'n meer yler een val (byvoorbeeld van water na lug), dan word die hele straal teen 'n sekere hoek teruggekaats. Die wet van totale refleksie hou verband met die verskil in die brekingsindekse van lig in 'n medium. Die formule word soos volg uitgedruk:
- sin j=n2 / n1
waar j die hoek is waarteen totale interne refleksie plaasvind, en n2 en n1 is die brekingsindekse van die twee media.
Wat en wanneer word weerspieël?
Benewens skoollesse en vervelige take, kan die wet van refleksie, waarvan die formule ons 'n bietjie hoër gegee het, in ander gevalle waargeneem word:
- Wanneer klankgolwe van soliede oppervlaktes weerkaats, bons hulle terug as 'n eggo. Dit is as gevolg van hierdie effek dat kinders se stemme harder klink in 'n omheinde erf as buite.rivier oewer.’n Leë vertrek onmiddellik ná opknapping weerklink ook, en die meubels wat daarna daar gesit word absorbeer lugvibrasies.
- Verkenningskepe lanseer ultrasoniese golwe voor hulle, waarvan die spoed van weerkaatsing gebruik kan word om die onderste topografie te beoordeel.
- Radiogolwe word deur vliegtuie weerkaats, wat jou in staat stel om hul ligging in die lug te bepaal.
- In 'n mediese ondersoek word ultraklank vanaf die rand van organe gereflekteer en gee spesialiste die geleentheid om die prosesse wat in 'n persoon plaasvind, te beoordeel sonder om weefsel te sny.
Mirror and China
Moenie egter dink dat refleksie die nuutste uitvinding is nie. Sodra mense geleer het hoe om suiwer metaal (brons) te kry, wou vroue dadelik weet hoe hulle lyk.
Om die materiaal beter te laat reflekteer, is sy oppervlak lank met die hand gepoleer. En aangesien dit moontlik was om net in een rigting van die bronsskyf te kyk, was die ander een met 'n soort patroon versier.
In antieke China was sommige meesters in staat om spieëls te maak, waarvan die raaisel tot nou toe nog nie opgelos is nie. As 'n sonstraal van die gladde kant van so 'n voorwerp na 'n wit muur of 'n vel papier gerig word, dan sal die prentjie wat op die agterkant gegraveer is in die ligkring … verskyn. Die essensie van hierdie verskynsel kon nie eers deur moderne navorsingsmetodes verklaar word nie. Om te raai hoe dit gebeur is:
- Die patroon word deurgedruk, dan word die een kant gemaal, en die verskil in die struktuur van die metaal bly.
- Kopersmelt word in 'n sjabloon gegooi wat vooraf voorberei is, en'n dikker laag metaal (waar die patroon 'n bult het) stol in 'n effens ander vorm as 'n dun element. Hierdie verskil bly selfs na polering.
- Die gladde kant van die spieël is met suur geëts. Na verwerking is die verskil in kleur nie opmerklik nie, maar die intensiteit van die gereflekteerde beeld verskil in helder sonlig.
- Die patroon word met 'n ander graad koper op die spieëldeel van die voorwerp toegepas.
- Die beeld word agter op die spieël uitgesny wanneer die voorkant reeds tot 'n sekere mate geskuur is. Druk werk op beide dele van die voorwerp in. Die spieëlkant is as 't ware bedek met 'n reeks mikro-bulte wat ooreenstem met die patroon. Nog 'n skuurwerk voltooi die werk, wat die bultjies en valleie wat geskep is 'n gladder voorkoms gee.
Dis moeilik om te glo dat daar in die era van atoomspektroskopie en X-stralenavorsing van materie steeds raaisels is wat met refleksie verband hou, maar feite is hardnekkige dinge.
