Відображення та заломлення світла: з чого вони складаються та приклади

Відображення і заломлення світла - це два фізичні явища, які може відчувати промінь світла. При відбиванні світловий промінь відскакує від поверхні, тоді як при заломленні промінь світла, який переходить від одного середовища до іншого, змінює свій кут поширення.

Відображення світла	Заломлення світла
Визначення	Оптичне явище, коли промінь світла відскакує при зіткненні з матеріалом.	Оптичне явище, коли промінь світла змінює напрямок при проходженні через середовище різної щільності.
Компоненти (редагувати)	Інцидентна блискавка Відображений промінь Відбивна поверхня Звичайна лінія Кут падіння Рефлекторний кут	Інцидентна блискавка Заломлений промінь Поверхня між носіями Звичайна лінія Кут падіння Кут заломлення
Половину	Це відбувається в одному середовищі	Це відбувається на межі між двома середовищами різної щільності
Закони	Нормал і падаючі та відбиті промені знаходяться в одній площині Кут падіння = кут відбиття	Нормал, падаючий і заломлений промені знаходяться в одній площині Показник заломлення середовища, що в 1 раз перевищує синус кута падіння, дорівнює показнику заломлення середовища, що в 2 рази перевищує синус кута заломлення: instagram story viewer п1. гріх (α2) = n2. гріх (α2)
Характеристика	Швидкість поширення світла не змінюється Частота світлової хвилі не змінюється Інтенсивність відбитого пучка нижча	Швидкість поширення світла змінюється. Це залежить від показника заломлення середовища.
Приклади	Калейдоскоп Сонячна піч Дзеркала Самоцвіт блиск Сонячний ореол	Подвійне зображення в акваріумах Переривчаста солома Рефрактометрія

Що таке відбиття світла?

Відбиття світла - це явище, яке виникає, коли ми відчуваємо, що промінь світла відскакує від поверхні.
Насправді відбувається те, що світловий промінь повертається, коли він стикається із середовищем, відмінним від того, що рухається, як це сталося б, коли м'яч вдарився ногою об стіну.

У відбитті світла можна розрізнити вихідний промінь або падаюча блискавка і промінь, який повертається o відбитий промінь. У точці з’єднання падаючого та відбитого променів проводиться уявна лінія, перпендикулярна поверхні, відома як нормальний.

Між падаючим променем і нормаллю утворюється кут падіння, а між нормальним і відбитим променем - кут відбиття. Таким чином, напрямок, в якому відбивається світло, залежить від форми відображає поверхні та напрямку падаючого пучка.

Світло має частоту хвилі і швидкість, однакові як в падаючому, так і в відбитому промені. Однак інтенсивність відбитого світла нижча, ніж падаючого.

Закони відбиття світла

Закони відбиття світла пояснюють поширення світлового променя при його поверненні. Існує два закони:

• Перший закон: падаючий промінь, нормаль до падаючої поверхні та відбитий промінь знаходяться в одній площині.

• Другий закон: кут падіння α та кут відбиття β рівні. Якщо кут падіння дорівнює 30 ° С, кут відбиття дорівнює 30 ° С. Якщо світло падає перпендикулярно, кут падіння і кут відбиття дорівнюють 0 ° C, тому світло буде відбиватися, змінюючи напрямок поширення.

Приклади відбиття світла

Відображення світла відбувається в природі в багатьох ситуаціях і з різним застосуванням.

Сонячна піч

У багатьох місцях для приготування їжі використовують сонячне світло через сонячні печі, розроблені з полірованими криволінійними поверхнями, які відбивають і концентрують промені на невеликій ділянці.
Французький національний центр наукових досліджень побудував сонячну піч в Одеййо для вивчення властивостей матеріалів в середовищах із високою сонячною температурою. Ця піч базується на концентрації сонячних променів шляхом відбиття, досягаючи 1000 кіловат на квадратний метр.

Дзеркальне зображення

Дзеркало - це гладка поверхня, де промені світла відскакують, а зображення відображається відбиттям світла. Найпоширеніші дзеркала - це плоскі дзеркала, виготовлені зі шматка скла, покритого з одного боку нітратом срібла або алюмінію.

Калейдоскопи

Калейдоскоп - це оптичний прилад, який складається з трубки з внутрішніми дзеркалами та шматків кольорового скла. Під час обертання калейдоскопа в результаті відбиття світла всередині іграшки утворюються фігури різноманітних різнокольорових візерунків.

Повна внутрішня рефлексія

Повне внутрішнє відображення - це особливе відображення, яке можна спостерігати у самоцвітах, таких як діаманти. У цьому випадку світло потрапляє в алмаз з таким нахилом, що промені відбиваються всередині кристала, відбиваючи промені проти внутрішніх граней.

Сонячний ореол

Іноді ми можемо побачити дифузне коло, яке оточує сонце. Це створюється відбиттям сонячного світла на поверхні крапель води, що плавають в атмосфері.

Що таке заломлення світла?

Заломлення світла відбувається, коли світло переходить від одного середовища до іншого. Саме це явище пояснює, чому прямий предмет виглядає зігнутим, коли ми поміщаємо його у воду. Промінь світла відхиляється при переході на інше середовище, ніж те, звідки воно вийшло.

Заломлення світла відбувається на розділовій поверхні носіїв різних така щільність, як повітря і вода, або повітря і скло, що впливає на швидкість поширення світло. Відхилення від напрямку поширення буде тим більшим, чим більша різниця в швидкості поширення у двох середовищах.

У заломленні світла розрізняють падаючий промінь і заломлений промінь. Кут падіння формується між падаючим променем і нормальною лінією. Перебуваючи між заломленим променем і нормаллю, формується кут заломлення.

Кожне середовище має показник заломлення (п), яка є залежністю між швидкістю поширення світла у вакуумі (c) та швидкістю поширення світла в цьому середовищі (v):

п = c / v

Показник заломлення обернено пропорційний швидкості світла в середовищі; тобто, чим вищий показник заломлення, тим менша швидкість поширення, і навпаки. Так, для скла, води та пластику він більше 1; він не має одиниць вимірювання, оскільки це залежність між швидкостями.

Заломлення світла може відбуватися одночасно з відбиттям. Наприклад, якщо світло падає на одну грань скляного блоку, воно відбивається і заломлюється на межі скло-повітря.

Закони заломлення (закон Снелла-Декарта)

Закони заломлення пояснюють, як відбувається це явище. Це був фізик і математик Крістіан Гюйгенс, який вивів ці закони, які узагальнені в:

• Перший закон: падаючий промінь на поверхню розділення двох середовищ, нормаль до поверхні в точці падіння і заломлений промінь знаходяться в одній площині.
• Другий закон: показники заломлення n₁ та н₂, кут падіння α₁ і кут заломлення α₂ пов'язані наступним виразом:

п₁. гріх (α₂ ) = n₂. гріх (α₂)

Коли світло падає перпендикулярно (кут падіння дорівнює 0), відхилення світла не відбувається, тобто падаючий промінь йде за своїм лінійним шляхом.

Приклади заломлення світла

Заломлення світла пояснює багато явищ, з якими ми стикаємось у повсякденному житті. Давайте розглянемо кілька прикладів.

Переривчаста солома

Коли прямий предмет, такий як олівець або соломинка, кладуть у склянку з водою або іншою рідиною, він здається зламаним.

Подвійне зображення у резервуарах для води

Вода має інший показник заломлення, ніж повітря. Отже, коли ми бачимо предмети або істоти всередині акваріума, ми можемо побачити більше одного зображення.

Рефрактометрія

Показник заломлення речовини використовується для позначення концентрації деяких сполук. Для цього використовується прилад, який називається рефрактометром, де кілька крапель розчину кладуть на призматичну поверхню і вимірюють кут заломлення.

Це також може вас зацікавити явища природи.