Oggi parleremo della legge della riflessione della luce. Evidenzieremo anche la parte dell'ottica lineare a cui si applica questo fenomeno.
Scuola e luce
I bambini vanno in prima elementare con impazienza. Sono interessati a cosa significa studiare, sono catturati dal clamore con libri di testo e quaderni. Ma la disciplina è una cosa severa. Sì, e le leggi psicologiche di un gruppo ristretto di bambini sono piuttosto crudeli. Pertanto, gli studenti più grandi associano alla scuola solo una riluttanza ad andarci. Tuttavia, con un approccio creativo alla conoscenza stessa, puoi cambiare il modo in cui guardi al mondo delle lezioni e dei diari. Oggi parleremo di un importante concetto di ottica. Il grado di fisica 8 indica questo fenomeno come leggi di rifrazione e riflessione della luce.
Onda e luce
Per quanto strano possa sembrare, la luce è un'onda. "Quali mari?" chiederanno gli studenti. E noi risponderemo: “In elettromagnetico”. Questo sistema complesso inizia con un oggetto carico in movimento. Nel senso letterale della parola. Se lo sperimentatore elettrizza un pezzo di ambra e corre rapidamente con esso, nel processo di movimento si verificherà un campo elettromagnetico molto debole e molto corto. Ci sono le sorgenti dei grandi campi che permeano l'intero universoper lo più stelle. Il Sole è anche un oggetto con una carica diversa da zero, quindi la Terra letteralmente “fa il bagno” nelle particelle e nei campi elettromagnetici da essa creati. E la luce è un quanto del campo elettromagnetico, il che significa che la legge della riflessione può essere applicata ad essa.
Riflessione, rifrazione, assorbimento
Allora, qual è l'essenza della legge? Di seguito:
- Se un raggio di luce cade su una superficie liscia, la normale alla superficie nel punto di incidenza e la luce riflessa giacciono sullo stesso piano.
- L'angolo di inclinazione del raggio incidente rispetto alla normale è uguale all'angolo di inclinazione della luce riflessa.
A volte gli scolari sono spaventati dalla parola incomprensibile "normale". Ma non è affatto terribile. È solo una perpendicolare a un dato punto della superficie. E il più delle volte la normalità è una linea immaginaria, deve essere pensata per risolvere il problema.
L'angolo di incidenza è uguale all'angolo di riflessione
Quanto è dannosa questa formulazione della legge di riflessione della luce? L'ottavo anno spesso riduce il numero di parole nelle regole della scuola per ricordarle meglio. Ma anche l'ottica lineare è un argomento in cui il vettore dell'azione e della propagazione conta. Cioè, non solo gli angoli reciproci dei fasci di luce sono importanti, ma anche la direzione della loro propagazione. In questo caso, è importante non dimenticare che per l'incidente, l'immagine riflessa e la normale alla superficie, c'è un solo piano nel punto di incidenza.
Tipi di riflessione
Sembrerebbe che questa regola non possa essere più semplice. Ma qui ci sono alcune particolarità:
- Incontrando un dielettrico, la luce provoca oscillazioni nei suoi atomipolarizzazione dielettrica. Ciò porta al fatto che ogni punto del mezzo diventa una sorgente secondaria di onde. Quando combinati, generano luce riflessa, rifratta e diffusa.
- Quando la radiazione elettromagnetica colpisce un materiale conduttivo, fa oscillare gli elettroni. Il materiale tende a compensare la corrente risultante, che si traduce in una riflessione quasi totale. Ecco perché il metallo è così brillante.
- La riflessione diffusa si verifica quando una superficie presenta rugosità. La loro dimensione deve superare la lunghezza d'onda della radiazione incidente. Tuttavia, può verificarsi una situazione in cui la radiazione viola a lunghezza d'onda corta viene diffusa, mentre la radiazione rossa a lunghezza d'onda lunga viene riflessa perfettamente.
- Riflessione interna. Se la luce cade da un mezzo più denso a uno più rarefatto (ad esempio, dall'acqua all'aria), ad un certo angolo l'intero raggio viene riflesso indietro. La legge della riflessione totale è correlata alla differenza degli indici di rifrazione della luce in un mezzo. La sua formula è espressa come segue:
- peccato j=n2 / n1
dove j è l'angolo al quale si verifica la riflessione interna totale, e n2 e n1 sono gli indici di rifrazione dei due media.
Cosa e quando si riflette?
Oltre alle lezioni scolastiche e ai compiti noiosi, la legge della riflessione, la cui formula abbiamo dato un po' più in alto, può essere osservata in altri casi:
- Quando le onde sonore rimbalzano su superfici solide, rimbalzano come un'eco. È a causa di questo effetto che le voci dei bambini suonano più forte in un cortile chiuso che all'esterno. Riva del fiume. Risuona anche una stanza vuota subito dopo la ristrutturazione e i mobili che vi vengono riposti in seguito assorbono le vibrazioni dell'aria.
- Le navi da ricognizione lanciano onde ultrasoniche davanti a loro, la cui velocità di riflessione può essere utilizzata per giudicare la topografia del fondale.
- Le onde radio vengono riflesse dagli aerei, il che ti consente di determinare la loro posizione nell'aria.
- In una visita medica, l'ecografia viene riflessa dal bordo degli organi e offre agli specialisti l'opportunità di giudicare i processi che si verificano all'interno di una persona senza tagliare i tessuti.
Specchio e Cina
Tuttavia, non pensare che la riflessione sia l'ultima invenzione. Non appena le persone hanno imparato a ottenere il metallo puro (bronzo), le donne hanno subito voluto sapere che aspetto avevano.
Per far riflettere meglio il materiale, la sua superficie è stata lucidata a mano a lungo. E poiché era possibile guardare solo in una direzione del disco di bronzo, l' altra era decorata con una sorta di motivo.
Nell'antica Cina, alcuni maestri erano in grado di realizzare specchi, il cui mistero non è stato ancora risolto. Se un raggio di sole dal lato liscio di un tale oggetto è diretto verso un muro bianco o un foglio di carta, allora nel cerchio di luce … apparirà l'immagine incisa sul retro. L'essenza di questo fenomeno non può essere spiegata nemmeno dai moderni metodi di ricerca. Indovinare come questo accade è:
- Il motivo viene pressato, quindi un lato viene rettificato e la differenza nella struttura del metallo rimane.
- Il rame fuso viene versato in una sagoma preparata in anticipo euno strato più spesso di metallo (dove il motivo ha un rigonfiamento) si solidifica in una forma leggermente diversa rispetto a un elemento sottile. Questa differenza rimane anche dopo la lucidatura.
- Il lato liscio dello specchio è inciso con l'acido. Dopo l'elaborazione, la differenza di colore non è evidente, ma l'intensità dell'immagine riflessa è diversa alla luce del sole.
- Il motivo viene applicato alla parte speculare dell'oggetto con un diverso grado di rame.
- L'immagine viene ritagliata sul retro dello specchio quando la parte anteriore è già stata levigata in una certa misura. La pressione agisce su entrambe le parti dell'oggetto. Il lato a specchio è ricoperto, per così dire, da una serie di micro rigonfiamenti che corrispondono al motivo. Un' altra levigatura completa il lavoro, conferendo ai dossi e alle valli creati un aspetto più liscio.
È difficile credere che nell'era della spettroscopia atomica e della ricerca sulla materia a raggi X, ci siano ancora misteri legati alla riflessione, ma i fatti sono cose ostinate.
