ODBOJNOST SVJETLOSTI: ELEMENTI, ZAKONI I APLIKACIJE - FIZIČKA - 2024

Refleksija svjetlosti je optički fenomen kojim zraka svjetlosti mijenja smjer i odražava se kad ga pogodi površine razdvajanja dva medija, bez mogućnosti da prelaze navedenu površinu.

To je osnovni fenomen koji se javlja u prirodi i koji je već proučavan u klasičnoj Grčkoj. Međutim, zakoni koji upravljaju refleksijom svjetla nisu nagoviješteni tek u sedamnaestom stoljeću. Nizozemski znanstvenik W. Snell odredio je zakone i refleksije i refrakcije. Na taj su se način ti zakoni nazivali Snellovim zakonima.

Odbojnost svjetlosti u vodi. Pixabay

Sama refleksija je općeniti fenomen koji utječe na sve valove, iako je slučaj svjetlosti najreprezentativniji. Svaki put kada svjetlost padne na tijelo, dolazi do refleksije. Ovisno o tome koje boje spektra tijelo apsorbira i koje ono reflektira, vidimo tijelo jedne ili druge boje.

Refleksija je također prisutna u našem svakodnevnom životu u stvarima koje su svakodnevne kao i formiranje slika u ogledalima. Te se slike mogu objasniti zakonima refleksije. Može se vidjeti i na slikama reflektiranim na površini vode, mada se u ovom slučaju pojavljuje i pojava refrakcije.

Elementi

Prilikom proučavanja refleksije svjetlosti moraju se uzeti u obzir sljedeći elementi: svjetlost, dva medija, površina razdvajanja medija, upadna zraka, odbijena zraka i normalno od površine za odvajanje,

U fizici pojam svjetlost uključuje cijelo polje zračenja uključeno u elektromagnetski spektar, pri čemu je izraz vidljiva svjetlost rezerviran za dio spektra koji ljudsko oko opaža.

U razmišljanju se moraju razlikovati dva sredstva. Prvi je medij kroz koji val prolazi. Drugi ili ga ne prelazi ili ako se dogodi, dolazi do loma vala. Između dva medija nalazi se ono što se naziva razdvajanje medija.

Normalna je linija okomita na ravninu odvajanja medija. Padajuća zraka naziva se snop svjetlosti koji kroz prvi medij dospijeva do površine razdvajanja. Sa svoje strane, reflektirana zraka je ona koja se reflektira nakon što se incidentna zraka sudara s ovom površinom.

Zakoni promišljanja

Iako je Euclid bio prvi koji je objavio zakone razmišljanja u trećem stoljeću prije Krista, istina je da je to bilo 1621. godine, s nizozemskim astronomom i matematičarem Willebrordom Snellom van Royenom, kada su uspostavljeni trenutni zakoni refleksije i loma., U nastavku su razmotrena dva zakona razmišljanja.

Prvi zakon

Prvi zakon sažeo je u sljedeću tvrdnju: upadajuća zraka, normalna (ili okomita na ravninu) i reflektirana zraka nalaze se u istoj ravnini prostora.

Kutovi refleksije svjetlosti. Nije dostupan autor čitljiv autor. Arvelius pretpostavlja (na temelju tvrdnji o autorskim pravima).

Drugi zakon

Drugi zakon refleksije kaže da je kut refleksije točno isti kao i kut upada.

Fermatov princip

Iz prethodna dva zakona refleksije, kao i iz zakona refrakcije, može se zaključiti iz Fermatovog principa. Ovo načelo kaže da je put koji svjetlosna zraka slijedi između dva mjesta u prostoru uvijek onaj koji traje u najkraćem mogućem vremenu.

Totalni unutarnji odraz svjetla

Potpuni unutarnji odraz svjetla nastaje kada svjetlost naiđe na medij s indeksom loma, n ₂, manjim od onoga u mediju u kojem se nalazi, n ₁. U ovom slučaju svjetlost ne može proći kroz površinu razdvajanja oba medija i potpuno se reflektira.

To se, naravno, događa samo za kut upada koji su veći od onih koji se nazivaju kritični kut.

Potpuni unutarnji odraz su uzrok iskra koji se mogu vidjeti u izrezanom dijamantu.

Vrste refleksije

Refleksija može biti više vrsta: spekularna, difuzna ili mješovita. Hoće li se dogoditi jedna ili druga vrsta refleksije, ovisit će uglavnom o vrsti površine na njenom putu.

Spekularni odraz

Kad svjetlost padne na glatku, poliranu površinu, dolazi do zrcalnog odraza.

Difuzni odraz

Umjesto toga, kada svjetlost padne na nepoliranu površinu, refleksija se događa u svim smjerovima u prostoru. Rečeno je, tada, da je došlo do difuzne refleksije.

Mariacasandra

Mješoviti odraz

Kao što mu ime govori, mješovita refleksija nastaje kada se dogodi kombinacija prethodna dva.

Prijave

Odbojnost svjetlosti ima različite primjene. Tako se, na primjer, fenomen potpunog odraza koristi u onoj koja je poznata kao Porro prizma, a koja se koristi u proizvodnji dvoglera.

Totalni odraz koristi se i za širenje svjetlosti u optičkim kablovima. Dakle, ako imate optičku internetsku vezu u svom domu, trebali biste znati da je dio odgovornosti za uživanje u njoj povezan s ukupnim odrazom svjetlosti.

Retroreflection

Retrorefleksija je primjena refleksije svjetlosti koja se sastoji od reflektiranja svjetlosti prema izvoru ili izvoru, bez obzira na njegov kut upada. Da bi se to postiglo koriste se ravne reflektirajuće površine.

Specifična primjena retrorefleksije je u prometnim znakovima. To omogućava da se svjetlost s prednjih svjetala reflektira izravno u smjeru nastanka. Tako se čini da je signal pojačan, tako da vozač prima upozorenje o opasnosti.

Eksperiment

Fenomen refleksije svjetlosti može se provjeriti nekim jednostavnim kućnim eksperimentima poput onog koji predlažemo u nastavku. Možete to učiniti bez ikakvog rizika i vidjeti kako vam je fizika pri ruci.

Ukupni unutarnji odraz svjetlosnog eksperimenta

Da biste izveli ovaj eksperiment, potrebna vam je samo čaša, voda, mlijeko i laserski pokazivač.

Prvo čašu napunite vodom, a zatim dodajte nekoliko kapi mlijeka. Kad to učinite, laserski pokazivač usmjeren je na čašu ispod razine vode. Na taj će način svjetlosni snop iz pokazivača proći kroz vodu i reflektirat će se na površinu vode zrakom.

Nadalje, zahvaljujući mliječnim kapljicama otopljenim u vodi, moguće je pratiti potpuni put svjetlosnog vala i savršeno promatrati i upadnu i reflektiranu zraku. U svakom slučaju, ideal je eksperiment provesti u sobi s malo svjetla kako bi se bolje procijenio uzorak reflektiranog vala.

uzroci

Kao što smo prethodno objasnili, ovaj se fenomen događa samo kada svjetlost pređe iz medija s višim indeksom loma u jedan s nižim indeksom. Na isti način, da bi se to dogodilo, svjetlost mora utjecati na odvajanje medija kutom većim od takozvanog kritičnog kuta.

zaključak

Odbijanje svjetlosti prirodni je fenomen koji nas svakodnevno prati u životu. To je tako, u tolikoj mjeri, da boje percipiramo zahvaljujući njemu. Postoje dokazi o njegovom proučavanju već u klasičnoj Grčkoj, premda su se pravila koja ga upravljaju tek u sedamnaestom stoljeću započela definirati.

Trenutno su njegove primjene brojne i raznolike. Neki, zasigurno ih ne biste zamislili, i oni su uključeni u takve neočekivane procese kao što je prijenos informacija putem optičkih kabela.

Ne samo da je fizika u svemu kad nas okružuje, svjetlost nas i nerazdvojno prati u našem otkrivanju stvarnosti. Nije uzalud, upravo zahvaljujući njoj opažamo svijet oko nas.

Reference

1. Svjetlo (drugo). U Wikipediji. Preuzeto 27. veljače 2019. s en.wikipedia.org.
2. Burke, John Robert (1999). Fizika: priroda stvari. Meksički DF: Međunarodni Thomson Editores.
3. Ukupni unutarnji odraz (drugi). Na Wikipediji. Preuzeto 28. veljače 2019. s en.wikipedia.org.
4. Svjetlo (drugo). Na Wikipediji. Preuzeto 1. ožujka 2019. s en.wikipedia.org.
5. Lekner, John (1987). Teorija refleksije, elektromagnetski i valovi čestica. Springer.