Odsev in lom svetlobe: iz česa so in primeri

Odsev in lom svetlobe sta dva fizična pojava, ki ju lahko doživi svetlobni žarek. Pri odboju se svetlobni žarek odbije od površine, medtem ko pri lomu svetlobni žarek, ki prehaja iz enega medija v drugega, spremeni kot širjenja.

Odsev svetlobe	Lom svetlobe
Definicija	Optični pojav, pri katerem se svetlobni žarek odbije, ko naleti na material.	Optični pojav, pri katerem svetlobni žarek spreminja smer, ko prehaja skozi medij z različno gostoto.
Komponente (uredi)	Incidentna strela Odsevani žarek Odsevna površina Običajna črta Vpadni kot Refleksni kot	Incidentna strela Lomni žarek Površina med mediji Običajna črta Vpadni kot Lomni kot
Pol	Pojavi se v istem mediju	Pojavi se na meji med dvema različno gostotama
Zakoni	Norma in padajoči in odbiti žarki so v isti ravnini Vpadni kot = odbojni kot	Norma in padajoči in lomljeni žarki so v isti ravnini Lomni količnik medija 1-kratnik sinusa vpadnega kota je enak lomnemu količniku medija 2-kratnega sinusa lomnega kota: n₁. greh (α₂) = n₂. greh (α₂)
Značilnosti	Hitrost širjenja svetlobe se ne spremeni instagram story viewer Frekvenca svetlobnega vala se ne spremeni Intenzivnost odbitega žarka je manjša	Hitrost širjenja svetlobe se spreminja. Odvisno je od lomnega količnika medija.
Primeri	Kalejdoskop Sončna peč Ogledala Gem sijaj Sončni halo	Dvojna slika v akvarijih Prekinjena slama Refraktometrija

Kaj je odboj svetlobe?

Odsev svetlobe je pojav, ki se pojavi, ko imamo občutek, da se svetlobni žarek odbija od površine.
Dejansko se zgodi, da se svetlobni žarek vrne, ko trči z drugim medijem, kot je tisti, ki se premika, kot bi se zgodilo, ko bi žogico brcnili ob steno.

V odsevu svetlobe lahko ločite prvotni žarek oz vpadna strela in žarek, ki se vrne o odbitega žarka. Na mestu, kjer se srečajo padajoči in odbiti žarki, je pravokotno na površino narisana namišljena črta, znana kot normalno.

Med vpadnim žarkom in normalno se tvori vpadni kot, med normalnim in odbojnim žarkom pa odbojni kot. Tako je smer, v kateri se odbija svetloba, odvisna od oblike odbojne površine in smeri padajočega žarka.

Svetloba ima frekvenco valovanja in hitrost, ki sta enaki tako v padajočem žaru kot v odsevnem žarku. Vendar je jakost odbite svetlobe nižja od vpadne svetlobe.

Zakoni odboja svetlobe

Zakoni odboja svetlobe pojasnjujejo širjenje svetlobnega žarka, ko se vrne. Obstajata dva zakona:

Prvi zakon: vpadni žarek, normala na vpadno površino in odbiti žar sta v isti ravnini.
Drugi zakon: vpadni kot α in odbojni kot β sta enaka. Če je vpadni kot enak 30 ° C, je odbojni kot 30 ° C. Če svetloba pada pravokotno, sta vpadni kot in odbojni kot enaka 0 ° C, zato se bo svetloba odbijala v smeri širjenja.

Primeri odboja svetlobe

Odsev svetlobe se v naravi pojavlja v številnih situacijah in z različnimi aplikacijami.

Sončna peč

Marsikje se sončna svetloba uporablja za kuhanje s pomočjo sončnih pečic, zasnovanih s poliranimi ukrivljenimi površinami, ki odbijajo in koncentrirajo žarke na majhnem območju.
Francoski nacionalni center za znanstvene raziskave je v Odeillu zgradil sončno peč za preučevanje lastnosti materialov v okoljih z visoko sončno temperaturo. Ta peč temelji na koncentraciji sončnih žarkov z odbojem in doseže 1000 kilovatov na kvadratni meter.

Zrcalno slikanje

Zrcalne hišice odbijajo zunanjo svetlobo in se zlijejo z okoljem — Zdi se, da se zrcalne hiše zrcalijo v okolje tako, da odsevajo slike od zunaj.

Ogledalo je gladka površina, kjer se svetlobni žarki odbijajo, slika pa nastane z odsevom svetlobe. Najpogostejša ogledala so ravna ogledala iz kosa stekla, prekrita na eni strani s srebrom ali aluminijevim nitratom.

Kalejdoskopi

Kalejdoskop je optični instrument, ki je sestavljen iz cevi z notranjimi ogledali in kosov barvnega stekla. Ko se kalejdoskop vrti, se kot odsev svetlobe znotraj igrače oblikujejo številni raznobarvni vzorci.

Popolna notranja refleksija

popolni notranji odsev diamanta — Notranji sijaj, ki ga opazimo pri diamantu, je posledica popolne notranje refleksije.

Popolni notranji odsev je poseben odsev, ki ga lahko opazimo pri draguljih, kot so diamanti. V tem primeru svetloba vstopi v diamant s takšnim naklonom, da se žarki odbijajo znotraj kristala in odbijajo žarke proti notranjim stranicam.

Sončni halo

učinek sončnega haloa zaradi loma svetlobe v kapljicah vode v ozračju — Halo, ki obdaja sonce, je posledica odboja svetlobe v vodnih kapljicah.

Včasih lahko vidimo razpršen krog, ki obdaja sonce. To nastane z odbojem sončne svetlobe na površini vodnih kapljic, ki plavajo v ozračju.

Kaj je lom svetlobe?

Lom svetlobe se pojavi, ko svetloba prehaja iz enega medija v drugega. Pojav pojasnjuje, zakaj je ravno telo videti upognjeno, ko ga damo v vodo. Pri prehodu v drug medij, kot je tisti, iz katerega je prišel, se svetlobni žarek odkloni.

Lom svetlobe se pojavi na ločevalni površini medijev različnih gostota, kot sta zrak in voda ali zrak in steklo, kar vpliva na hitrost širjenja svetloba. Odstopanje od smeri širjenja bo večje, večja ko bo razlika v hitrosti širjenja v obeh gojiščih.

Pri lomu svetlobe ločimo vpadni in lomljeni žarek. Vpadni kot se tvori med vpadnim žarkom in normalno črto. Med lomljenim žarkom in normalo se oblikuje lomni kot.

Vsak medij ima lomni količnik (n), ki je razmerje med hitrostjo širjenja svetlobe v vakuumu (c) in hitrostjo širjenja svetlobe v tem mediju (v):

n = c / v

Lomni količnik je obratno sorazmeren s svetlobno hitrostjo v mediju; to je večji je lomni količnik, manjša je hitrost širjenja in obratno. Tako je za steklo, vodo in plastiko več kot 1; nima enot, saj gre za razmerje med hitrostmi.

Lom svetlobe se lahko pojavi hkrati z odbojem. Na primer, če svetloba pade na eno stran steklenega bloka, se ta odbije in lomi na meji stekla in zraka.

Lomni zakoni (Snell-Descartesov zakon)

Lomni zakoni pojasnjujejo, kako se ta pojav pojavlja. Fizik in matematik Christiaan Huygens je izpeljal te zakone, ki so povzeti v:

Prvi zakon: padajoči žarek na ločevalni površini dveh medijev, normala na površino na vpadni točki in lomljeni žarek sta v isti ravnini.
Drugi zakon: lomni količniki n₁ in n₂, vpadni kot α₁ in lomni kot α₂ so povezani z naslednjim izrazom:

n₁. greh (α₂) = n₂. greh (α₂)

Ko svetloba pada pravokotno (vpadni kot je enak 0), svetloba ne odkloni, to pomeni, da vpadni žarek sledi svoji linearni poti.

Primeri loma svetlobe

Lomljenje svetlobe pojasnjuje številne pojave, s katerimi se srečujemo v vsakdanjem življenju. Oglejmo si nekaj primerov.

Neprekinjena slama

slama je zaradi lomnega učinka svetlobe v kozarcu vode videti neprekinjeno — Optična iluzija, ki jo zaznamo, ko je slamica v kozarcu vode, je posledica loma svetlobe.

Ko se v kozarec vode ali druge tekočine vstavi naravnost, na primer svinčnik ali slamica, se zdi, da se zlomi.

Dvojna slika v rezervoarjih za vodo

dvojna podoba ribe v akvariju — Dvojna slika ribe v akvariju, ki jo vidimo, je razložena z lomom svetlobe v vodi.

Voda ima drugačen lomni količnik kot zrak. Ko torej v akvariju vidimo predmete ali bitja, lahko vidimo več podob.

Refraktometrija

Z refraktometrom lahko določite lomni količnik snovi — Z refraktometrom lahko določimo koncentracijo raztopine.

Indeks loma snovi se uporablja za označevanje koncentracije nekaterih spojin. Za to se uporablja instrument, imenovan refraktometer, kjer nekaj kapljic raztopine položimo na prizmatično površino in izmerimo kot loma.

Morda vas bo tudi zanimalo naravni pojavi.