Refleksija i lom svjetlosti: od čega se sastoje i primjeri

Refleksija i lom svjetlosti dva su fizička fenomena koja zraka svjetlosti može doživjeti. U refleksiji se svjetlosna zraka odbija od površine, dok u refrakciji zraka svjetlosti koja prelazi iz jednog medija u drugi mijenja svoj kut širenja.

Odraz svjetlosti	Prelamanje svjetlosti
Definicija	Optički fenomen gdje se svjetlosna zraka odbija kad naiđe na materijal.	Optički fenomen gdje snop svjetlosti mijenja smjer prolazeći kroz medij različite gustoće.
Komponente (uredi)	Incidentna munja Reflektirana zraka Reflektirajuća površina Normalna linija Kut upada Refleksni kut	Incidentna munja Prelomljena zraka Površina između medija Normalna linija Kut upada Kut loma
Pola	Javlja se u istom mediju	Javlja se na granici između dva medija različite gustoće
Zakoni	Normalan i upadne i odbijene zrake nalaze se u istoj ravnini Kut upada = kut refleksije	Normalan i upadna i lomljena zraka nalaze se u istoj ravnini Indeks loma medija 1 puta veći od sinusa upadnog kuta jednak je indeksu loma medija 2 puta sinusa sinusnog kuta loma: n1. grijeh (α2) = n2. grijeh (α2)
Karakteristike	Brzina širenja svjetlosti se ne mijenja Frekvencija svjetlosnog vala se ne mijenja Intenzitet reflektirane zrake je manji	Brzina širenja svjetlosti se mijenja. Ovisi o indeksu loma medija.
Primjeri	Kaleidoskop Solarna peć Ogledala Sjaj dragulja Sunčeva aureola	Dvostruka slika u akvarijima Prekinuta slama Refraktometrija

Što je refleksija svjetlosti?

Refleksija svjetlosti je pojava koja se javlja kada imamo osjećaj da se zraka svjetlosti odbija od površine.
Ono što se zapravo događa jest da se svjetlosna zraka vraća kad se sudari s medijem koji nije pokretni, kao što bi se dogodilo kada se lopta udari u zid.

U odrazu svjetlosti možete razlikovati izvornu zraku odn incidentna munja i zraka koja se vraća o odbijena zraka. Na mjestu susreta incidentne i reflektirane zrake povlači se imaginarna crta okomito na površinu, poznatu kao normalan.

Između upadne zrake i normale stvara se upadni kut, a između normale i odbijene zrake stvara se odbojni kut. Dakle, smjer u kojem se reflektira svjetlost ovisi o obliku reflektirajuće površine i smjeru upadne zrake.

Svjetlost ima frekvenciju vala i brzinu koja je jednaka i u upadnoj i u reflektiranoj zraci. Međutim, intenzitet reflektirane svjetlosti niži je od upadne svjetlosti.

Zakoni odbijanja svjetlosti

Zakoni refleksije svjetlosti objašnjavaju širenje zrake svjetlosti kad se vrati. Postoje dva zakona:

• Prvi zakon: upadna zraka, normala na upadnu površinu i odbijena zraka nalaze se u istoj ravnini.

• Drugi zakon: upadni kut α i odbojni kut su jednaki. Ako je upadni kut jednak 30 ° C, odbojni kut je jednak 30 ° C. Ako svjetlost pada okomito, upadni kut i odbojni kut jednaki su 0 ° C, pa će se svjetlost reflektirati okrećući smjer širenja.

Primjeri refleksije svjetlosti

Refleksija svjetlosti javlja se u prirodi u mnogim situacijama i s raznim primjenama.

Solarna peć

Na mnogim se mjestima sunčeva svjetlost koristi za kuhanje kroz solarne peći, dizajnirane s poliranim zakrivljenim površinama koje reflektiraju i koncentriraju zrake na malom području.
Francuski nacionalni centar za znanstvena istraživanja sagradio je solarnu peć u Odeillu kako bi proučio svojstva materijala u okruženjima s visokom sunčevom temperaturom. Ova se peć temelji na koncentraciji sunčevih zraka refleksijom, postižući 1000 kilovata po četvornom metru.

Zrcalna slika

Zrcalo je glatka površina gdje se zrake svjetlosti odbijaju, a slika nastaje refleksijom svjetlosti. Najčešća su ogledala ravna ogledala izrađena od komada stakla prekrivenog s jedne strane srebrom ili aluminijskim nitratom.

Kaleidoskopi

Kaleidoskop je optički instrument koji se sastoji od cijevi s unutarnjim zrcalima i dijelova obojenog stakla. Kako se kaleidoskop rotira, nastaju likovi različitih raznobojnih uzoraka kao rezultat refleksije svjetlosti unutar igračke.

Totalna unutarnja refleksija

Ukupna unutarnja refleksija posebna je refleksija koja se može primijetiti u draguljima, poput dijamanata. U ovom slučaju, svjetlost ulazi u dijamant pod takvom nagibom da se zrake reflektiraju unutar kristala, odbijajući zrake o unutarnja lica.

Sunčeva aureola

Ponekad možemo vidjeti difuzni krug koji okružuje sunce. To nastaje refleksijom sunčeve svjetlosti na površini kapljica vode koje plutaju u atmosferi.

Što je lom svjetlosti?

Prelamanje svjetlosti nastaje kada svjetlost prelazi iz jednog medija u drugi. Fenomen je taj koji objašnjava zašto ravni objekt izgleda savijen kad ga stavimo u vodu. Zraka svjetlosti skreće se kad prelazi u drugi medij od onog iz kojeg je došla.

Prelamanje svjetlosti događa se na razdvajajućoj površini medija različitih gustoće poput zraka i vode ili zraka i stakla, što utječe na brzinu širenja Svjetlo. Odstupanje od smjera širenja bit će veće što je veća razlika u brzini širenja u dva medija.

U lomu svjetlosti razlikuju se upadna i prelomljena zraka. Upadni kut nastaje između upadne zrake i normalne crte. Dok se nalazi između lomljene zrake i normale, stvara se kut loma.

Svaki medij ima indeks loma (n) koji je odnos između brzine širenja svjetlosti u vakuumu (c) i brzine širenja svjetlosti u tom mediju (v):

n = c / v

Indeks loma je obrnuto proporcionalan brzini svjetlosti u mediju; to jest, što je veći indeks loma, to je niža brzina širenja i obrnuto. Dakle, za staklo, vodu i plastiku veći je od 1; nema jedinica, jer je to odnos između brzina.

Refrakcija svjetlosti može se dogoditi istovremeno s refleksijom. Na primjer, ako svjetlost padne na jednu površinu staklenog bloka, ona se odbija i lomi na granici staklo-zrak.

Zakoni loma (Snell-Descartesov zakon)

Zakoni loma objašnjavaju kako se javlja ova pojava. Fizičar i matematičar Christiaan Huygens izveo je ove zakone koji su sažeti u:

• Prvi zakon: upadna zraka na razdvajajućoj površini dvaju medija, normala na površinu na mjestu pada i prelomljena zraka nalaze se u istoj ravnini.
• Drugi zakon: indeksi loma n₁ i n₂, upadni kut α₁ a kut loma α₂ povezani su sljedećim izrazom:

n₁. grijeh (α₂ ) = n₂. grijeh (α₂)

Kad svjetlost upada okomito (upadni kut jednak 0), ne dolazi do otklona svjetlosti, odnosno upadna zraka slijedi svoj linearni put.

Primjeri loma svjetlosti

Prelamanje svjetlosti objašnjava mnoge pojave s kojima se susrećemo u svakodnevnom životu. Pogledajmo neke primjere.

Prekinuta slama

Kad se ravni predmet, poput olovke ili slame, stavi u čašu vode ili druge tekućine, čini se da se slomio.

Dvostruka slika u spremnicima za vodu

Voda ima drugačiji indeks loma od zraka. Dakle, kada vidimo predmete ili bića u akvariju, možemo vidjeti više slika.

Refraktometrija

Indeks loma tvari koristi se za označavanje koncentracije nekih spojeva. Za to se koristi instrument koji se naziva refraktometar, gdje se nekoliko kapi otopine stavi na prizmatičnu površinu i izmjeri kut loma.

To bi vas također moglo zanimati prirodni fenomen.