ŠVIESOS ATSPINDYS: ELEMENTAI, ĮSTATYMAI IR TAIKYMAS - FIZINIS - 2025

Šviesos atspindys yra optinis reiškinys, kuriuo šviesos spindulių keičia kryptį ir atsispindi, kai jis hitai atskyrimo paviršius dviejų žiniasklaidos, be galimybės kirsti sakė paviršių.

Tai yra pagrindinis gamtos reiškinys, kuris jau buvo išnagrinėtas klasikinėje Graikijoje. Tačiau įstatymai, reglamentuojantys šviesos atspindėjimą, nebuvo paskelbti dar XVII amžiuje. Tai buvo olandų mokslininkas W. Snellas, kuris apibrėžė refleksijos ir refrakcijos dėsnius. Tokiu būdu šie įstatymai buvo vadinami Snelio įstatymais.

Šviesos atspindys vandenyje. „Pixabay“

Pats atspindys yra bendras reiškinys, paveikiantis visas bangas, nors šviesos atvejis yra pats tipiškiausias. Kiekvieną kartą, kai ant kūno krinta šviesa, atsiranda atspindys. Priklausomai nuo to, kokias spektro spalvas kūnas sugeria, o kurias jis atspindi, matome vienos ar kitos spalvos kūną.

Apmąstymai taip pat yra mūsų kasdieniniame gyvenime, tiek kasdieniškais klausimais, kiek vaizdų formavimas veidrodžiuose. Šie vaizdai gali būti paaiškinti pagal apmąstymų dėsnius. Tai galima pastebėti ir vaizduose, atspindinčiuose vandens paviršių, nors tokiu atveju atsiranda ir refrakcijos reiškinys.

Elementai

Tiriant šviesos atspindį, reikia atsižvelgti į šiuos elementus: šviesą, dvi terpes, terpės skiriamąjį paviršių, kritimo spindulį, atspindėtą spindulį ir normalųjį į atskyrimo paviršių. .

Fizikoje terminas „šviesa“ apima visą spinduliuotės lauką, įeinantį į elektromagnetinį spektrą, o matomosios šviesos terminas yra skirtas spektro daliai, kurią suvokia žmogaus akis.

Apmąstant reikia atskirti dvi priemones. Pirmasis yra terpė, per kurią banga keliauja. Antrasis arba jo neperžengia, arba jei įvyksta, įvyksta bangos refrakcija. Tarp dviejų žiniasklaidos priemonių vadinama žiniasklaidos atskyrimu.

Normalioji yra linija, statmena terpės atskyrimo plokštumai. Krintantis spindulys vadinamas šviesos pluoštu, kuris per pirmąją terpę pasiekia atskyrimo paviršių. Savo ruožtu atspindėtas spindulys yra tas, kuris atsispindi po to, kai įvykstantis spindulys susiduria su šiuo paviršiumi.

Apmąstymo įstatymai

Nors Euklidas pirmasis paskelbė apmąstymų įstatymus III a. Pr. Kr., Tiesa ta, kad 1621 m. Kartu su olandų astronomu ir matematiku Willebrordu Snellu van Royenu buvo sukurti dabartiniai refleksijos ir refrakcijos įstatymai. .

Du refleksijos dėsniai aptariami žemiau.

Pirmasis įstatymas

Pirmasis dėsnis apibendrintas tokiu teiginiu: krintantis spindulys, normalioji (arba statmena plokštumai) ir atspindėtasis spindulys yra toje pačioje erdvės plokštumoje.

Šviesos atspindžio kampai. Nepateiktas mašininio skaitymo autorius. Arvelius darė prielaidą (remdamasis pretenzijomis dėl autorių teisių).

Antrasis įstatymas

Antrasis atspindžio dėsnis teigia, kad atspindžio kampas yra visiškai toks pat kaip ir kritimo kampas.

Fermato principas

Tiek ankstesni du refleksijos dėsniai, tiek refrakcijos dėsniai gali būti išvesti iš Fermato principo. Šis principas teigia, kad kelias, kurį šviesos spindulys eina tarp dviejų vietų erdvėje, visada eina kuo trumpiau.

Bendras vidinis šviesos atspindys

Bendras vidinis šviesos atspindys atsiranda, kai šviesa tenkina terpę, kurios lūžio rodiklis yra n ₂ , mažesnis už terpės, kurioje ji randama, n ₁ . Šiuo atveju šviesa negali praeiti pro abiejų laikmenų atskyrimo paviršių ir yra visiškai atspindėta.

Be abejo, tai įvyksta tik esant didesniems nuolydžio kampams nei tie, kurie vadinami kritiniu kampu.

Visiškas vidinis atspindys yra kibirkščių, kurias galima įžvelgti supjaustytu deimantu, priežastis.

Apmąstymų tipai

Refleksija gali būti kelių tipų: veidrodinė, difuzinė arba mišri. Tai, ar vyksta vienas ar kitas atspindys, daugiausia priklausys nuo jo kelio tipo.

Spekuliarus atspindys

Kai šviesa patenka ant lygaus, šlifuoto paviršiaus, atsiranda žvilgsnis.

Difuzinis atspindys

Vietoj to, kai šviesa nukrenta ant nepoliruoto paviršiaus, atspindys atsiranda visomis erdvės kryptimis. Tada sakoma, kad įvyko difuzinis atspindys.

Mariacasandra

Mišrus atspindys

Kaip rodo jo pavadinimas, mišrus atspindys įvyksta, kai įvyksta dviejų ankstesnių variantų derinys.

Programos

Šviesos atspindys turi skirtingas taikymo galimybes. Taigi, pavyzdžiui, visiško atspindžio fenomenas yra naudojamas vadinamoje Porro prizme, kuri naudojama žiūronų gamyboje.

Bendras atspindys taip pat naudojamas šviesai skleisti optinio pluošto kabeliuose. Taigi, jei jūsų namuose yra šviesolaidinis interneto ryšys, turėtumėte žinoti, kad dalis atsakomybės už tai, kad juo mėgaujatės, kyla dėl visiško šviesos atspindžio.

Atšvaitas

Atšvaitas yra šviesos atspindžio taikymas, susidedantis iš šviesos atspindėjimo atgal į pradžią ar šaltinį, kad ir koks būtų jo kritimo kampas. Tam tikslui naudojami plokšti atspindintys paviršiai.

Konkretus atspindžio atspindžio pritaikymas yra kelio ženkluose. Tai leidžia šviesą iš priekinių žibintų atspindėti tiesiai jo atsiradimo kryptimi. Taigi signalas sustiprėja, kad vairuotojas gautų įspėjimą apie pavojų.

Eksperimentas

Šviesos atspindžio fenomeną galima patvirtinti atliekant keletą paprastų namų eksperimentų, tokių, kokius siūlome žemiau. Tai galite padaryti namuose nerizikuodami ir pamatę, kaip fizika yra po ranka.

Bendras šviesos eksperimento vidinis atspindys

Norint atlikti šį eksperimentą, jums reikia tik stiklinės, vandens, pieno ir lazerio žymeklio.

Pirmiausia stiklinę užpildykite vandeniu, tada įpilkite kelis lašus pieno. Kai tai bus padaryta, lazerinis žymiklis nukreiptas į stiklinę žemiau vandens lygio. Tokiu būdu šviesos rodiklis iš rodyklės praeis per vandenį ir su oru atsispindės vandens paviršiuje.

Be to, vandenyje ištirpusių pieno lašelių dėka galima sekti visą šviesos bangos kelią ir puikiai stebėti tiek krintančią, tiek atspindėtą spindulį. Bet kokiu atveju idealiausia yra eksperimentą atlikti kambaryje, kur mažai šviesos, kad būtų galima geriau įvertinti atspindimos bangos modelį.

Priežastys

Kaip jau paaiškinome anksčiau, šis reiškinys įvyksta tik tada, kai šviesa pereina iš terpės, kurios lūžio rodiklis yra didesnis, į tą, kurios rodiklis mažesnis. Tuo pačiu būdu, kad tai įvyktų, šviesa turi paveikti terpės atskyrimą didesniu nei vadinamasis kritinis kampas kampu.

išvada

Šviesos atspindys yra natūralus reiškinys, lydintis mus kasdien. Taip yra, kad jo dėka mes suvokiame spalvas. Yra įrodymų apie jo tyrimą jau klasikinėje Graikijoje, nors tik septynioliktame amžiuje su Snellu buvo pradėtos apibrėžti jį reglamentuojančios taisyklės.

Šiuo metu jo taikymo sritys yra labai įvairios. Kai kurie, be abejo, jų neįsivaizdavote, ir jie dalyvauja tokiuose netikėtuose procesuose, kaip informacijos perdavimas skaiduliniais optiniais kabeliais.

Ne tik fizika yra viskuo, kai mus supa, bet ir šviesa neatsiejamai lydi mus atradant tikrovę. Ne veltui jos dėka suvokiame mus supantį pasaulį.

Nuorodos

1. Šviesa (nd). Vikipedijoje. Gauta 2019 m. Vasario 27 d. Iš en.wikipedia.org.
2. Burke, John Robert (1999). Fizika: daiktų prigimtis. Meksikos DF: Tarptautinis Thomsono redaktorius.
3. Bendras vidinis atspindys (nd). Vikipedijoje. Gauta 2019 m. Vasario 28 d. Iš en.wikipedia.org.
4. Šviesa (nd). Vikipedijoje. Gauta 2019 m. Kovo 1 d. Iš en.wikipedia.org.
5. Lekner, John (1987). Elektromagnetinių ir dalelių bangų atspindžio teorija. Springeris.