빛의 반사 및 굴절: 구성 요소 및 예
빛의 반사와 굴절은 광선이 경험할 수 있는 두 가지 물리적 현상입니다. 반사에서 광선은 표면에서 반사되고 굴절에서는 한 매질에서 다른 매질로 통과하는 광선이 전파 각도를 변경합니다.
| 빛의 반사 | 빛의 굴절 | |
|---|---|---|
| 정의 | 광선이 물질을 만났을 때 반사되는 광학 현상. | 밀도가 다른 매질을 통과할 때 광선이 방향을 바꾸는 광학 현상. |
| 구성 요소(편집) | 사고 번개 |
사고 번개 |
| 절반 | 같은 매체에서 발생 | 밀도가 다른 두 매체의 경계에서 발생 |
| 법률 |
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엔1. 죄(α2) = n2. 죄(α2) |
| 형질 |
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| 예 | 만화경 |
수족관의 이중 이미지 |
빛 반사란?
빛의 반사는 빛의 광선이 표면에서 반사되는 느낌을 받을 때 발생하는 현상입니다.
실제로 일어나는 일은 공이 벽에 부딪힐 때와 같이 움직이는 것과 다른 매체와 충돌할 때 광선이 되돌아오는 것입니다.
빛의 반사에서 당신은 원래 광선을 구별할 수 있습니다 사고 번개 그리고 반환되는 광선 o 반사광선. 입사광선과 반사광선이 만나는 지점에서 가상선이 표면에 수직으로 그려집니다. 표준.
입사광선과 법선 사이에는 입사각이 형성되고 법선과 반사광선 사이에는 반사각이 형성된다. 따라서 빛이 반사되는 방향은 반사면의 모양과 입사빔의 방향에 따라 달라집니다.
빛은 입사광선과 반사광선 모두에서 파동의 주파수와 속도가 동일합니다. 그러나 반사광의 강도는 입사광보다 낮습니다.
빛 반사의 법칙
빛 반사의 법칙은 빛이 되돌아올 때의 전파를 설명합니다. 두 가지 법률이 있습니다.
- 제1법칙: 입사광선, 입사면에 대한 법선 및 반사광선이 같은 평면에 있음.
제2법칙: 입사각 α와 반사각 β가 같습니다. 입사각이 30 ° C이면 반사각은 30 ° C와 같습니다. 빛이 수직으로 입사하면 입사각과 반사각이 0 ° C이므로 빛은 전파 방향을 반대로 반사됩니다.
빛 반사의 예
빛의 반사는 많은 상황과 다양한 응용 분야에서 자연에서 발생합니다.
태양열로
많은 곳에서 햇빛은 작은 영역에서 광선을 반사하고 집중시키는 광택이 나는 곡면으로 설계된 태양열 오븐을 통해 요리에 사용됩니다.
프랑스 국립 과학 연구 센터는 높은 태양열 환경에서 재료의 특성을 연구하기 위해 Odeillo에 태양열로를 건설했습니다. 이 오븐은 반사에 의한 태양 광선의 농도를 기반으로 하여 평방 미터당 1000킬로와트를 달성합니다.
미러 이미징
거울은 광선이 반사되고 빛의 반사에 의해 이미지가 형성되는 매끄러운 표면입니다. 가장 일반적인 거울은 은 또는 질산알루미늄으로 한쪽 면을 덮은 유리 조각으로 만든 평면 거울입니다.
만화경
만화경은 내부 거울이 있는 튜브와 유색 유리 조각으로 구성된 광학 기기입니다. 만화경이 회전함에 따라 장난감 내부의 빛이 반사되어 다양한 색상 패턴의 도형이 형성됩니다.
내부 전반사
내부 전반사는 다이아몬드와 같은 보석에서 관찰할 수 있는 특별한 반사입니다. 이 경우 빛은 광선이 수정 내부에서 반사되어 광선이 내부 면에 반사되는 기울기로 다이아몬드에 들어갑니다.
태양 후광
때때로 우리는 태양을 둘러싸고 있는 확산 원을 볼 수 있습니다. 이것은 대기 중에 떠 있는 물방울의 표면에 햇빛이 반사되어 생성됩니다.
빛의 굴절은 무엇입니까?
빛의 굴절은 빛이 한 매질에서 다른 매질로 통과할 때 발생합니다. 곧은 물체를 물에 넣으면 휘어 보이는 이유를 설명하는 현상입니다. 빛의 광선은 그것이 온 매체와 다른 매체를 통과할 때 편향됩니다.
빛의 굴절은 서로 다른 매체의 분리면에서 발생합니다. 전파 속도에 영향을 미치는 공기와 물, 또는 공기와 유리와 같은 밀도 빛. 전파 방향으로부터의 편차는 두 매체에서 전파 속도의 차이가 클수록 더 커질 것입니다.
빛의 굴절에서는 입사광선과 굴절광선을 구별한다. 입사각은 입사광선과 법선 사이에 형성됩니다. 굴절된 광선과 법선 사이에 굴절각이 형성됩니다.
각 매체에는 굴절률 (엔) 이것은 진공에서 빛의 전파 속도(c)와 그 매질에서 빛의 전파 속도(v) 사이의 관계입니다.
엔 = c / v
굴절률은 매질에서 빛의 속도에 반비례합니다. 즉, 굴절률이 높을수록 전파 속도가 낮아지고 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 따라서 유리, 물 및 플라스틱의 경우 1보다 큽니다. 속도 간의 관계이기 때문에 단위가 없습니다.
빛의 굴절은 반사와 동시에 발생할 수 있습니다. 예를 들어, 빛이 유리 블록의 한 면에 떨어지면 유리-공기 경계에서 반사 및 굴절됩니다.
굴절 법칙(스넬-데카르트 법칙)
굴절 법칙은 이러한 현상이 어떻게 발생하는지 설명합니다. 이러한 법칙을 추론한 사람은 물리학자이자 수학자인 Christiaan Huygens였습니다.
- 제1법칙: 두 매질의 분리면에 입사하는 광선, 입사점에서 표면에 수직인 광선과 굴절된 광선은 같은 평면에 있습니다.
- 제2법칙: 굴절률 n1 그리고 n2, 입사각 α1 굴절각 α2 다음 식과 관련이 있습니다.
엔1. 죄(α2 ) = n2. 죄(α2)
빛이 수직으로 입사할 때(입사각이 0임) 빛의 편향이 없습니다. 즉, 입사 광선은 선형 경로를 따릅니다.
빛의 굴절의 예
빛의 굴절은 우리가 일상 생활에서 접하는 많은 현상을 설명합니다. 몇 가지 예를 살펴보겠습니다.
불연속 빨대
연필이나 빨대와 같은 직선 물체를 물이나 다른 액체가 든 컵에 넣으면 부서지는 것처럼 보입니다.
물 탱크의 이중 이미지
물은 공기와 굴절률이 다릅니다. 따라서 수족관 안에 있는 물체나 존재를 볼 때 하나 이상의 이미지를 볼 수 있습니다.
굴절계
물질의 굴절률은 일부 화합물의 농도를 나타내는 데 사용됩니다. 이를 위해 굴절계라는 도구가 사용되는데, 여기서 용액 몇 방울을 프리즘 표면에 놓고 굴절각을 측정합니다.
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