Закон отражения света формула, Закон отражения света • Джеймс Трефил, энциклопедия «Двести законов мироздания»
Геометрическая оптика изучает распространение световых лучей. Хиггсовский механизм. Отражение наблюдается на поверхностных волнах в водоёмах. Из рис.
Свет распространяется прямолинейно только в однородной среде. Если свет подходит к границе раздела двух сред, он изменяет направление распространения.
Кроме того, часть света возвращается в первую среду. Это явление называется отражением света. Луч света, идущий к границе раздела сред в первой среде рис.
Еще в III в. В современных условиях проверку этого закона можно провести с помощью оптической шайбы рис. В центре диска закрепляют отражающую поверхность плоское зеркало. Направляя свет на отражающую поверхность, измеряют углы падения и углы отражения. Лучи падающий, отраженный и перпендикуляр, восставленный к границе двух сред в точке падения луча, лежат в одной плоскости.
Пусть на зеркальную поверхность падает свет из точки А. В точке А 1 собираются лучи, отраженные от зеркала рис. Кратчайшее расстояние от точки А до зеркальной поверхности обозначим через l, а от точки А 1 — через i 1. Для того чтобы время t было минимально, производная должна быть равна нулю. Мы получили соотношение, выражающее второй закон отражения.
Из принципа Ферма вытекает и первый закон отражения: отраженный луч лежит в плоскости, проходящей через падающий луч и нормаль к отражающей поверхности, так как если бы эти лучи лежали в разных плоскостях, то путь AOA 1 не был бы минимальным. Падающий и отраженный лучи обратимы, то есть если падающий луч направить по пути отраженного луча, то отраженный луч пойдет по пути падающего — закон обратимости световых лучей.
В зависимости от свойств границы раздела сред отражение света может быть зеркальным и диффузным рассеянным.
Зеркальным называется отражение, при котором падающий на плоскую поверхность рис. Шероховатая поверхность отражает параллельный падающий на нее пучок света по всевозможным направлениям рис.
Такое отражение света называют диффузным. Следует отметить, что это относительные понятия. Поверхностей, отражающих только зеркально, не существует. В медицине отражение ультразвука на границах раздела тканей и органов используется при проведении УЗИ-диагностики. Впервые закон отражения упоминается в «Катоптрике» Евклида, датируемой примерно лет до н.
Закон отражения света — устанавливает изменение направления хода светового луча в результате встречи с отражающей зеркальной поверхностью: падающий и отражённый лучи лежат в одной плоскости с нормалью к отражающей поверхности в точке падения, и эта нормаль делит угол между лучами на две равные части.
Широко распространённая, но менее точная формулировка «угол падения равен углу отражения» не указывает точное направление отражения луча. Тем не менее, выглядит это следующим образом:. Этот закон является следствием применения принципа Ферма к отражающей поверхности и, как и все законы геометрической оптики, выводится из волновой оптики.
Закон справедлив не только для идеально отражающих поверхностей, но и для границы двух сред, частично отражающей свет. В этом случае, равно как и закон преломления света, он ничего не утверждает об интенсивности отражённого света. Сдвиг Фёдорова — явление малого меньше длины волны бокового смещения луча света с круговой или эллиптической поляризацией при полном внутреннем отражении.
В результате смещения отражённый луч не лежит в одной плоскости с падающим лучом, как это декларирует закон отражения света геометрической оптики. В классической электродинамике, свет рассматривается как электромагнитная волна, которая описывается уравнениями Максвелла.
Световые волны, падающие на диэлектрик вызывают малые колебания диэлектрической поляризации в отдельных атомах, в результате чего каждая частица излучает вторичные волны во всех направлениях как антенна-диполь. Все эти волны складываются и в соответствии с принципом Гюйгенса — Френеля дают зеркальное отражение и преломление. При попадании электромагнитной волны на проводящую поверхность возникают колебания электронов электрический ток , электромагнитное поле которого стремится компенсировать это воздействие, что приводит к практически полному отражению света.
В зависимости от резонансной частоты колебательных контуров в молекулярной структуре вещества при отражении излучается волна определённой частоты определённого цвета.
Так предметы приобретают цвет. Хотя цвет объекта определяется не только свойствами отражённого света см. Цветовое зрение и Физиология восприятия цвета. Отражение света может быть зеркальным то есть таким, как наблюдается при использовании зеркал или диффузным в этом случае при отражении не сохраняется путь лучей от объекта, а только энергетическая составляющая светового потока в зависимости от природы поверхности.
Зеркальное отражение света отличает определённая связь положений падающего и отражённого лучей: 1 отражённый луч лежит в плоскости, проходящей через падающий луч и нормаль к отражающей поверхности, восстановленную в точке падения; 2 угол отражения равен углу падения. Интенсивность отражённого света характеризуемая коэффициентом отражения зависит от угла падения и поляризации падающего пучка лучей, а также от соотношения показателей преломления n2 и n1 2-й и 1-й сред.
Количественно эту зависимость для отражающей среды — диэлектрика выражают формулы Френеля. Из них, в частности, следует, что при падении света по нормали к поверхности коэффициент отражения не зависит от поляризации падающего пучка и равен.
С увеличением угла падения , угол преломления также возрастает, при этом интенсивность отражённого луча растет, а преломленного — падает их сумма равна интенсивности падающего луча. При некотором критическом значении интенсивность преломленного луча становится равной нулю и происходит полное отражение света.
При отражении света от неровной поверхности отраженные лучи расходятся в разные стороны. По этой причине нельзя увидеть свое отражение, глядя на шероховатую матовую поверхность. Диффузным отражение становится при неровностях поверхности порядка длины волны и более. Таким образом, одна и та же поверхность может быть матовой, диффузно-отражающей для видимого или ультрафиолетового излучения, но гладкой и зеркально-отражающей для инфракрасного излучения.
Источник: ru. Этот универсальный конвертер позволяет перевести различные величины такие, как: длина, масса, температура, объем, площадь, скорость, время, давление и энергия из одной системы единиц в другую.
Он прост в использовании и работает на различных языках: русском, английском, испанском. Энциклопедия измерений.
