Avui parlarem de la llei de reflexió de la llum. També destacarem la part de l'òptica lineal a la qual s'aplica aquest fenomen.
Escola i llum
Els nens van a primer de primària impacients. Els interessa què vol dir estudiar, els capta l'enrenou amb els llibres de text i les llibretes. Però la disciplina és una cosa estricta. Sí, i les lleis psicològiques d'un grup tancat de nens són força cruels. Per tant, els alumnes més grans associen a l'escola només una reticència a anar-hi. Tanmateix, amb un enfocament creatiu del propi coneixement, podeu canviar la vostra manera de mirar el món de les lliçons i els diaris. Avui parlarem d'un concepte important d'òptica. El grau 8 de Física dóna aquest fenomen com a lleis de refracció i reflexió de la llum.
Ona i llum
Per estrany que sembli, la llum és una ona. "Quin mar?" preguntaran els alumnes. I respondrem: “En electromagnètic”. Aquest sistema complex comença amb un objecte carregat en moviment. En el sentit literal de la paraula. Si l'experimentador electrifica un tros d'ambre i corre ràpidament amb ell, en el procés de moviment es generarà un camp electromagnètic molt feble i molt curt. La font dels grans camps que impregnen tot l'univers es trobenmajoritàriament estrelles. El Sol també és un objecte amb una càrrega diferent de zero, de manera que la Terra literalment "es banya" en les partícules i camps electromagnètics creats per ella. I la llum és un quàntic del camp electromagnètic, el que significa que se li pot aplicar la llei de la reflexió.
Reflexió, refracció, absorció
Llavors, quina és l'essència de la llei? A continuació:
- Si un feix de llum cau sobre una superfície llisa, aleshores, la normal a la superfície en el punt d'incidència i la llum reflectida es troben en el mateix pla.
- L'angle d'inclinació del feix incident respecte a la normal és igual a l'angle d'inclinació de la llum reflectida.
De vegades els escolars s'espanten amb la paraula incomprensible "normal". Però no és gens terrible. És només una perpendicular a un punt determinat de la superfície. I el normal és més sovint una línia imaginària, s'ha de pensar per resoldre el problema.
L'angle d'incidència és igual a l'angle de reflexió
Com de perjudicial és aquesta formulació de la llei de reflexió de la llum? 8è sovint redueix el nombre de paraules a les normes de l'escola per recordar-les millor. Però fins i tot l'òptica lineal és un tema en el qual el vector d'acció i propagació és important. És a dir, no només són importants els angles mutus dels feixos de llum, sinó també la direcció de la seva propagació. En aquest cas, és important no oblidar que per a l'incident, la imatge reflectida i la normal a la superfície, només hi ha un pla en el punt d'incidència.
Tipus de reflexió
Sembla que aquesta regla no pot ser més senzilla. Però aquí hi ha algunes peculiaritats:
- En trobar-se amb un dielèctric, la llum provoca oscil·lacions en els seus àtomspolarització dielèctrica. Això porta al fet que cada punt del medi esdevé una font secundària d'ones. Quan es combinen, generen llum reflectida, refractada i difusa.
- Quan la radiació electromagnètica colpeja un material conductor, fa que els electrons oscil·lin. El material tendeix a compensar el corrent resultant, el que resulta en una reflexió gairebé total. Per això el metall és tan brillant.
- La reflexió difusa es produeix quan una superfície té rugositat. La seva mida ha de superar la longitud d'ona de la radiació incident. Tanmateix, pot sorgir una situació en què la radiació violeta de longitud d'ona curta es dispersa, mentre que la radiació vermella de longitud d'ona llarga es reflecteixi perfectament.
- Reflexió interna. Si la llum cau d'un medi més dens a un de més enrarit (per exemple, de l'aigua a l'aire), llavors tot el feix es reflecteix en un cert angle. La llei de la reflexió total està relacionada amb la diferència en els índexs de refracció de la llum en un medi. La seva fórmula s'expressa de la següent manera:
- sin j=n2 / n1
on j és l'angle en què es produeix la reflexió interna total, i n2 i n1 són els índexs de refracció dels dos multimèdia.
Què i quan es reflecteix?
A més de les classes escolars i les tasques avorrides, la llei de la reflexió, la fórmula de la qual hem donat una mica més alt, es pot observar en altres casos:
- Quan les ones sonores reboten en superfícies sòlides, reboten com un eco. És per aquest efecte que les veus dels nens sonen més forts en un pati tancat que fora.ribera del riu. Una habitació buida immediatament després de la renovació també fa ressò, i els mobles que s'hi posen després absorbeixen les vibracions de l'aire.
- Els vaixells de reconeixement llancen ones ultrasòniques davant seu, la velocitat de reflexió de les quals es pot utilitzar per jutjar la topografia inferior.
- Les ones de ràdio es reflecteixen des dels avions, cosa que us permet determinar la seva ubicació a l'aire.
- En un examen mèdic, l'ecografia es reflecteix des de la vora dels òrgans i ofereix als especialistes l'oportunitat de jutjar els processos que ocorren a l'interior d'una persona sense tallar teixit.
Mirror i Xina
No obstant això, no us penseu que la reflexió és l'últim invent. Tan bon punt la gent va aprendre a obtenir metall pur (bronze), les dones de seguida van voler saber com tenien.
Per fer que el material reflecteixi millor, la seva superfície es va polir a mà durant molt de temps. I com que només era possible mirar en una direcció del disc de bronze, l' altra estava decorada amb algun tipus de dibuix.
A l'antiga Xina, alguns mestres eren capaços de fer miralls, el misteri dels quals no s'ha resolt fins ara. Si un raig de sol del costat llis d'aquest objecte es dirigeix a una paret blanca o a un full de paper, aleshores al cercle de llum apareixerà la imatge gravada al revers. L'essència d'aquest fenomen no es podia explicar ni tan sols amb els mètodes d'investigació moderns. Endevinar com passa això és:
- El patró es pressiona, després es rectifica un costat i es manté la diferència en l'estructura del metall.
- El coure fos s'aboca en una plantilla preparada amb antelació iuna capa més gruixuda de metall (on el patró té una protuberància) es solidifica en una forma lleugerament diferent a la d'un element prim. Aquesta diferència es manté fins i tot després de polir.
- El costat llis del mirall està gravat amb àcid. Després del processament, la diferència de color no es nota, però la intensitat de la imatge reflectida és diferent a la llum del sol.
- El patró s'aplica a la part del mirall de l'objecte amb un grau de coure diferent.
- La imatge es retalla a la part posterior del mirall quan la part frontal ja s'ha polit fins a cert punt. La pressió actua sobre les dues parts de l'objecte. El costat del mirall està cobert, per dir-ho, d'una sèrie de microbombes que corresponen al patró. Un altre polit acaba la feina, donant un aspecte més suau als cops i valls creats.
És difícil de creure que a l'era de l'espectroscòpia atòmica i la investigació de la matèria amb raigs X encara hi hagi misteris relacionats amb la reflexió, però els fets són coses tossudes.
