GAISMAS ATSPOGUĻOJUMS: ELEMENTI, LIKUMI UN LIETOJUMI - FIZISKĀ - 2025

Gaismas atstarojums ir optiska parādība, ar kuras palīdzību gaismas stari maina virzienu un tiek atstarots, kad tas sasniedz divu mediju atdalīšanas virsmu, nespējot šķērsot minēto virsmu.

Tā ir pamata parādība, kas rodas dabā, un to jau pētīja klasiskajā Grieķijā. Tomēr likumi, kas regulē gaismas atstarošanu, netika izsludināti līdz septiņpadsmitajam gadsimtam. Tieši holandiešu zinātnieks W. Snells definēja gan refleksijas, gan refrakcijas likumus. Tādā veidā šos likumus sauca par Snella likumiem.

Gaismas atspoguļojums ūdenī. Piksija

Pati refleksija ir vispārēja parādība, kas ietekmē visus viļņus, kaut arī gaismas gadījums ir visprecīzākais. Katru reizi, kad gaisma nokrīt uz ķermeņa, notiek pārdomas. Atkarībā no tā, kuras spektra krāsas ķermenis absorbē un kuras tās atspoguļo, mēs redzam vienas vai otras krāsas ķermeni.

Pārdomas ir sastopamas arī mūsu ikdienas dzīvē tādos ikdienišķos jautājumos kā attēlu veidošanās spoguļos. Šos attēlus var izskaidrot no pārdomu likumiem. To var redzēt arī attēlos, kas atspoguļojas uz ūdens virsmas, lai arī šajā gadījumā notiek arī refrakcijas parādība.

Elementi

Pētot gaismas atstarošanos, jāņem vērā šādi elementi: gaisma, divi barotnes, barotnes atdalīšanas virsma, krītošais stars, atstarotais stars un normāls atdalīšanas virsmai .

Fizikā termins gaisma ietver visu radiācijas lauku, kas iekļauts elektromagnētiskajā spektrā, ar terminu redzamā gaisma tiek rezervēta tai spektra daļai, kuru uztver cilvēka acs.

Pārdomās jānošķir divi līdzekļi. Pirmais ir līdzeklis, caur kuru vilnis pārvietojas. Otrais vai nu to nešķērso, vai, ja tas notiek, notiek viļņa refrakcija. Starp diviem plašsaziņas līdzekļiem ir tā sauktā plašsaziņas līdzekļu atdalīšana.

Norma ir līnija, kas ir perpendikulāra barotnes atdalīšanas plaknei. Par krītošo staru sauc gaismas staru, kas caur pirmo barotni sasniedz atdalīšanas virsmu. No savas puses atstarotais stars ir tas, kas tiek atstarots pēc tam, kad krītošais stars saskrien ar šo virsmu.

Pārdomu likumi

Lai arī Eiklida bija pirmā, kas 3. gadsimtā pirms mūsu ēras publicēja pārdomu likumus, patiesība ir tāda, ka tas notika 1621. gadā kopā ar holandiešu astronomu un matemātiķi Villebrords Snellu van Rojenu, kad tika izveidoti pašreizējie pārdomu un refrakcijas likumi. .

Abi pārdomu likumi ir apskatīti zemāk.

Pirmais likums

Pirmais likums ir apkopots šādā paziņojumā: krītošais stars, normālais (vai perpendikulāri plaknei) un atstarotais stars atrodas vienā un tajā pašā telpas plaknē.

Gaismas atstarošanas leņķi. Nav sniegts neviens mašīnlasāms autors. Arvelius pieņēma (pamatojoties uz autortiesību pretenzijām).

Otrais likums

Otrais pārdomu likums nosaka, ka atstarošanas leņķis ir tieši tāds pats kā pakāpiena leņķis.

Fermāta princips

No Fermata principa var secināt gan iepriekšējos divus pārdomu likumus, gan refrakcijas likumus. Šis princips nosaka, ka ceļš, pa kuru gaismas stars iet starp divām vietām telpā, vienmēr ir tas, kas prasa pēc iespējas īsāku laiku.

Gaismas kopējais iekšējais atstarojums

Gaismas kopējais iekšējais atstarojums rodas, ja gaisma sastopas ar barotni ar refrakcijas indeksu n ₂ , kas ir mazāka par barotni, kurā tā atrodas, n ₁ . Šajā gadījumā gaisma nespēj iziet cauri abu mediju atdalīšanas virsmai un ir pilnībā atspoguļota.

Protams, tas notiek tikai tad, ja slīpuma leņķi ir lielāki nekā tie, kurus sauc par kritisko leņķi.

Kopējais iekšējais atstarojums ir dzirksteļu cēlonis, ko var redzēt sagrieztā briljantā.

Pārdomu veidi

Refleksija var būt vairāku veidu: spekulāra, izkliedēta vai jaukta. Tas, vai notiek viens vai cits refleksijas veids, galvenokārt būs atkarīgs no tā ceļa veida.

Specular refleksija

Kad gaisma nokrīt uz gludas, pulētas virsmas, rodas spoguļattēls.

Izkliedēta refleksija

Tā vietā, kad gaisma nokrīt uz nepolētas virsmas, atstarošana notiek visos kosmosa virzienos. Tad tiek teikts, ka ir notikušas izkliedētas pārdomas.

Mariacasandra

Jauktas pārdomas

Kā norāda nosaukums, jaukts atspoguļojums notiek, ja notiek iepriekšējo divu apvienojums.

Lietojumprogrammas

Gaismas atstarošanai ir dažādi pielietojumi. Tā, piemēram, totālās refleksijas fenomens tiek izmantots tā dēvētajā Porro prizmā, ko izmanto binokļu ražošanā.

Kopējo atstarojumu izmanto arī gaismas izplatīšanai optisko šķiedru kabeļos. Tādējādi, ja jūsu mājās ir optiskā šķiedras interneta savienojums, jums jāzina, ka daļa atbildības par tā baudīšanu ir saistīta ar pilnīgu gaismas atstarošanu.

Atstarošana

Atkārtota atstarošana ir gaismas atstarošanas pielietojums, kas sastāv no gaismas atstarošanas atpakaļ pret izcelsmi vai avotu, neatkarīgi no tā krišanas leņķa. Lai to panāktu, tiek izmantotas plakanas atstarojošās virsmas.

Īpašs atstarošanas pielietojums ir ceļa zīmēs. Tas ļauj lukturu gaismu atstarot tieši izcelsmes virzienā. Tādējādi signāls tiek pastiprināts tā, ka vadītājs saņem brīdinājumu par briesmām.

Eksperiments

Gaismas atstarošanas fenomenu var pārbaudīt ar dažiem vienkāršiem mājas eksperimentiem, piemēram, tas, ko mēs ierosinām zemāk. To var izdarīt mājās bez jebkāda riska un redzēt, kā fizika ir pa rokai.

Gaismas eksperimenta kopējais iekšējais atstarojums

Lai veiktu šo eksperimentu, nepieciešams tikai glāze, ūdens, piens un lāzera rādītājs.

Vispirms piepildiet glāzi ar ūdeni, pēc tam pievienojiet dažus pilienus piena. Kad tas ir izdarīts, lāzera rādītājs ir norādīts uz glāzi zem ūdens līmeņa. Tādā veidā gaismas rādītājs no rādītāja izies cauri ūdenim un ar gaisu tiks atspoguļots ūdens virsmā.

Turklāt, pateicoties ūdenī izšķīdinātām piena pilieniņām, ir iespējams sekot pilnīgam gaismas viļņa ceļam un lieliski novērot gan krītošo, gan atstaroto staru. Jebkurā gadījumā ideāls ir eksperimentu veikt telpā ar nelielu apgaismojumu, lai labāk novērtētu atstarotā viļņa modeli.

Cēloņi

Kā mēs jau iepriekš paskaidrojām, šī parādība notiek tikai tad, kad gaisma pāriet no barotnes ar augstāku refrakcijas indeksu uz tādu, kurai ir zemāks indekss. Tādā pašā veidā, lai tas notiktu, gaismai ir jāietekmē materiāla atdalīšana ar leņķi, kas ir lielāks par tā saukto kritisko leņķi.

secinājums

Gaismas atspoguļojums ir dabiska parādība, kas mūs pavada ikdienā. Tas ir tik lielā mērā, ka mēs uztveram krāsas, pateicoties tam. Ir pierādījumi par tā pētījumu jau klasiskajā Grieķijā, lai gan tikai septiņpadsmitajā gadsimtā ar Snellu sāka definēt noteikumus, kas to pārvalda.

Šobrīd tā pielietojumi ir daudz un dažādi. Daži, protams, jūs tos nebūtu iedomājušies, un viņi ir iesaistīti tādos negaidītos procesos kā informācijas pārraidīšana, izmantojot optiskos kabeļus.

Ne tikai fizika ir visā, kad tā mūs ieskauj, bet arī gaisma nedalāmi mūs pavada, atklājot realitāti. Ne velti tieši pateicoties viņai mēs uztveram apkārtējo pasauli.

Atsauces

1. Gaisma (nd). Vikipēdijā. Iegūts 2019. gada 27. februārī no en.wikipedia.org.
2. Burke, John Robert (1999). Fizika: lietu būtība. Meksika DF: Starptautiskais Thomson Editores.
3. Kopējais iekšējais atspoguļojums (nd). Vietnē Wikipedia. Iegūts 2019. gada 28. februārī no en.wikipedia.org.
4. Gaisma (nd). Vietnē Wikipedia. Iegūts 2019. gada 1. martā no en.wikipedia.org.
5. Lekners, Džons (1987). Elektromagnētisko un daļiņu viļņu atspoguļojuma teorija. Springers.