Šodien mēs runāsim par gaismas atstarošanas likumu. Mēs arī izcelsim to lineārās optikas daļu, uz kuru attiecas šī parādība.
Skola un gaisma
Bērni nepacietīgi dodas uz pirmo klasi. Viņus interesē, ko nozīmē mācīties, viņus sagrābj satraukums ar mācību grāmatām un kladēm. Bet disciplīna ir stingra lieta. Jā, un slēgtas bērnu grupas psiholoģiskie likumi ir diezgan nežēlīgi. Tāpēc vecākiem skolēniem ar skolu asociējas tikai nevēlēšanās tur iet. Tomēr, radoši pieejot pašām zināšanām, jūs varat mainīt savu skatījumu uz stundu un dienasgrāmatu pasauli. Šodien mēs runāsim par vienu svarīgu optikas jēdzienu. Fizikas 8. klasē šī parādība ir noteikta kā gaismas laušanas un atstarošanas likumi.
Viļnis un gaisma
Lai cik dīvaini tas izklausītos, gaisma ir vilnis. - Kādas jūras? skolēni jautās. Un mēs atbildēsim: “Elektromagnētiski”. Šī sarežģītā sistēma sākas ar kustīgu lādētu objektu. Vārda tiešajā nozīmē. Ja eksperimentētājs elektrizē dzintara gabalu un ātri skrien ar to, tad kustības procesā radīsies ļoti vājš un ļoti īss elektromagnētiskais lauks. Šeit atrodas lielu lauku avots, kas caurstrāvo visu Visumupārsvarā zvaigznes. Arī Saule ir objekts ar nulles lādiņu, tāpēc Zeme burtiski “vannojas” tās radītajās daļiņās un elektromagnētiskajos laukos. Un gaisma ir elektromagnētiskā lauka kvants, kas nozīmē, ka tai var piemērot atstarošanas likumu.
Atspīdums, refrakcija, absorbcija
Tātad, kāda ir likuma būtība? Šajā:
- Ja gaismas stars krīt uz gludas virsmas, tad tas, virsmas normāls krišanas punktā un atstarotā gaisma atrodas vienā plaknē.
- Krītošā stara slīpuma leņķis pret normālu ir vienāds ar atstarotās gaismas slīpuma leņķi.
Dažkārt skolēnus biedē nesaprotams vārds "normāls". Bet tas nemaz nav briesmīgi. Tas ir tikai perpendikulārs noteiktam virsmas punktam. Un parastais visbiežāk ir iedomāta līnija, tā ir jāpārdomā, lai problēmu atrisinātu.
Krišanas leņķis ir vienāds ar atstarošanas leņķi
Cik kaitīgs ir šis gaismas atstarošanas likuma formulējums? 8. klase bieži samazina vārdu skaitu skolas noteikumos, lai tos labāk atcerētos. Bet pat lineārā optika ir priekšmets, kurā darbības un izplatīšanās vektoram ir nozīme. Tas ir, svarīgi ir ne tikai gaismas staru savstarpējie leņķi, bet arī to izplatīšanās virziens. Šajā gadījumā ir svarīgi neaizmirst, ka incidentam, atstarotajam attēlam un virsmas normālajam notikuma punktā ir tikai viena plakne.
Atspoguļošanas veidi
Šķiet, ka šis noteikums nevar būt vienkāršāks. Bet šeit ir dažas īpatnības:
- Satiekoties ar dielektriķi, gaisma izraisa svārstības tā atomosdielektriskā polarizācija. Tas noved pie tā, ka katrs barotnes punkts kļūst par sekundāru viļņu avotu. Apvienojot, tie rada atstarotu, lauztu un izkliedētu gaismu.
- Kad elektromagnētiskais starojums skar vadošu materiālu, tas izraisa elektronu svārstības. Materiālam ir tendence kompensēt iegūto strāvu, kas rada gandrīz pilnīgu atspulgu. Tāpēc metāls ir tik spīdīgs.
- Izkliedēta atstarošana rodas, ja virsmai ir raupjums. To lielumam jāpārsniedz krītošā starojuma viļņa garums. Tomēr var rasties situācija, kad īsviļņu garuma violetais starojums tiek izkliedēts, bet gara viļņa sarkanais starojums ir lieliski atstarots.
- Iekšējais atspulgs. Ja gaisma no blīvākas vides nokrīt retākā vidē (piemēram, no ūdens uz gaisu), tad noteiktā leņķī viss stars tiek atstarots atpakaļ. Pilnās atstarošanas likums ir saistīts ar gaismas laušanas koeficientu atšķirību vidē. Tās formula ir izteikta šādi:
- sin j=n2 / n1
kur j ir leņķis, kurā notiek kopējā iekšējā atstarošanās, un n2 un n1 ir abu refrakcijas rādītāji mediji.
Kas un kad tiek atspoguļots?
Papildus skolas stundām un garlaicīgiem uzdevumiem refleksijas likumu, kura formulu esam devuši nedaudz augstāku, var ievērot arī citos gadījumos:
- Kad skaņas viļņi atlec no cietām virsmām, tie atlec kā atbalss. Tieši šī efekta dēļ slēgtā pagalmā bērnu balsis skan skaļāk nekā ārā.upes krastu. Atbalsojas arī tukša telpa uzreiz pēc remonta, un mēbeles, kas tur pēc tam tiek saliktas, absorbē gaisa vibrācijas.
- Izlūkošanas kuģi palaiž sev priekšā ultraskaņas viļņus, pēc kuru atstarošanas ātruma var spriest par dibena topogrāfiju.
- Radio viļņi tiek atstaroti no lidaparātiem, kas ļauj noteikt to atrašanās vietu gaisā.
- Medicīniskajā pārbaudē ultraskaņa atstarojas no orgānu robežas un sniedz speciālistiem iespēju spriest par cilvēka iekšienē notiekošajiem procesiem, negriežot audus.
Spogulis un Ķīna
Tomēr nedomājiet, ka refleksija ir jaunākais izgudrojums. Tiklīdz cilvēki uzzināja, kā iegūt tīru metālu (bronzu), sievietes nekavējoties gribēja uzzināt, kā viņas izskatās.
Lai materiāls labāk atspīdētu, tā virsma ilgu laiku tika pulēta ar rokām. Un tā kā bronzas diskā varēja skatīties tikai vienā virzienā, tad otru rotāja kaut kāds raksts.
Senajā Ķīnā daži meistari spēja izgatavot spoguļus, kuru noslēpums līdz šim nav atrisināts. Ja saules stars no šāda objekta gludās puses tiek vērsts uz b altu sienu vai papīra loksni, tad gaismas lokā … parādīsies otrā pusē iegravētais attēls. Šīs parādības būtību nevarēja izskaidrot pat ar mūsdienu pētījumu metodēm. Uzminēt, kā tas notiek:
- Rakstu izspiež cauri, tad vienu pusi noslīpē, un paliek metāla struktūras atšķirība.
- Vara kausējumu ielej iepriekš sagatavotā veidnē, unbiezāks metāla slānis (kur rakstam ir izliekums) sacietē nedaudz savādākā formā nekā plāns elements. Šī atšķirība saglabājas pat pēc pulēšanas.
- Spoguļa gludā puse ir iegravēta ar skābi. Pēc apstrādes krāsu atšķirība nav manāma, bet spilgtā saules gaismā atstarotā attēla intensitāte ir atšķirīga.
- Raksts tiek uzklāts uz objekta spoguļa daļu ar cita veida vara.
- Attēls tiek izgriezts spoguļa aizmugurē, kad priekšpuse jau ir zināmā mērā noslīpēta. Spiediens iedarbojas uz abām objekta daļām. Spoguļa puse ir it kā pārklāta ar virkni mikro izliekumu, kas atbilst rakstam. Vēl viena slīpēšana pabeidz darbu, piešķirot izveidotajiem nelīdzenumiem un ielejām gludāku izskatu.
Grūti noticēt, ka atomu spektroskopijas un matērijas rentgena izpētes laikmetā joprojām pastāv noslēpumi, kas saistīti ar refleksiju, bet fakti ir spītīgas lietas.
