Phản ánh ánh sáng. Luật phản xạ ánh sáng. Phản chiếu hoàn toàn ánh sáng

Một số luật vật lý khó có thể tưởng tượng được nếu không có sự trợ giúp của thị giác. Điều này không áp dụng cho ánh sáng quen thuộc với tất cả mọi người, rơi vào các vật khác nhau. Vì vậy, trên ranh giới tách hai môi trường, có một sự thay đổi theo hướng của tia sáng trong trường hợp ranh giới này dài hơn nhiều so với bước sóng. Đồng thời, phản xạ ánh sáng xảy ra khi một phần năng lượng của nó được đưa trở lại môi trường đầu tiên. Nếu một phần của tia xâm nhập vào môi trường khác, thì khúc xạ của chúng xảy ra. Trong vật lý, tia sáng năng lượng rơi xuống trên ranh giới của hai môi trường khác nhau được gọi là ngã, và một trong đó quay trở lại từ nó đến môi trường đầu tiên được phản ánh. Đó là sự sắp xếp lẫn nhau của những tia này xác định luật phản xạ và khúc xạ ánh sáng.

Các thuật ngữ

Góc giữa chùm tia tới và đường vuông góc với giao diện giữa hai phương tiện được khôi phục đến mức điểm của luồng năng lượng ánh sáng được gọi là góc độ xuất hiện. Có một chỉ số quan trọng khác. Đây là góc phản xạ. Nó xuất hiện giữa tia phản xạ và đường vuông góc, được phục hồi đến độ rơi của nó. Ánh sáng chỉ có thể lan truyền trực tiếp trong môi trường đồng nhất. Các phương tiện truyền thông khác nhau hấp thụ và phản xạ bức xạ ánh sáng khác nhau. Hệ số phản xạ là một lượng xác định độ phản xạ của một chất. Nó cho thấy bao nhiêu năng lượng được tạo ra bởi bức xạ ánh sáng trên bề mặt của môi trường là một năng lượng sẽ được lấy ra khỏi nó bằng bức xạ phản xạ. Hệ số này phụ thuộc vào nhiều yếu tố, một trong những yếu tố quan trọng nhất là góc độ xuất hiện và thành phần của bức xạ. Sự phản xạ hoàn toàn của ánh sáng xuất hiện khi rơi vào vật hoặc chất có bề mặt phản chiếu. Ví dụ, điều này xảy ra khi các tia trúng một màng mỏng bạc và thuỷ ngân lỏng đặt trên kính. Sự phản chiếu toàn bộ ánh sáng trong thực tế xảy ra khá thường xuyên.

Luật pháp

Luật phản xạ và khúc xạ ánh sáng được Euclid xây dựng vào thế kỷ thứ ba. BC. E. Tất cả chúng đã được thiết lập thử nghiệm và có thể dễ dàng xác nhận bằng nguyên lý hoàn toàn hình học của Huygens. Theo nó, bất kỳ điểm nào của môi trường mà sự nhiễu loạn đạt được là một nguồn sóng thứ cấp.

Luật phản chiếu ánh sáng đầu tiên: sự cố và chùm phản xạ, cũng như đường thẳng vuông góc với giao diện truyền thông, được tái tạo tại điểm xuất phát của tia sáng, nằm trong cùng một mặt phẳng. Một làn sóng phẳng đang xảy ra trên bề mặt phản chiếu, bề mặt của sóng là các dải.

Một luật khác nói rằng góc phản xạ ánh sáng bằng góc nghiêng. Đó là bởi vì chúng có các cạnh vuông góc với nhau. Theo nguyên tắc bình đẳng của hình tam giác, góc độ của góc phải bằng góc phản xạ. Thật dễ dàng để chứng minh rằng chúng nằm cùng một mặt phẳng với một đường vuông góc, được khôi phục lại với giao diện vật lý tại điểm xuất phát của chùm. Những luật quan trọng nhất này cũng có hiệu lực đối với quá trình đảo ngược của ánh sáng. Do khả năng đảo ngược năng lượng, một chùm lan truyền dọc theo đường của chùm phản xạ sẽ được phản xạ dọc theo con đường của chùm sáng.

Tính chất của thân phản xạ

Phần lớn các đối tượng chỉ phản ánh bức xạ ánh sáng xảy ra với chúng. Chúng không phải là nguồn sáng. Các vật thể được chiếu sáng hoàn toàn có thể nhìn thấy từ mọi hướng, vì bức xạ từ bề mặt của chúng được phản xạ và phân tán theo các hướng khác nhau. Hiện tượng này được gọi là phản xạ khuếch tán. Nó xảy ra khi ánh sáng chạm vào bất kỳ bề mặt thô. Để xác định đường đi của tia phản xạ từ cơ thể tại điểm rơi của nó, một mặt phẳng được tạo ra để chạm vào bề mặt. Sau đó, đối với nó, góc độ của tia và phản xạ được vẽ.

Phóng xạ phản xạ

Chỉ vì sự tồn tại của sự phản chiếu rải rác (tán xạ) của năng lượng ánh sáng, chúng ta phân biệt các vật thể không thể phát ra ánh sáng. Bất kỳ cơ thể sẽ hoàn toàn vô hình đối với chúng ta nếu tán xạ của tia bằng không.

Sự phản xạ khuyếch tán ánh sáng không gây cảm giác khó chịu trong mắt của một người. Điều này là do thực tế là không phải tất cả ánh sáng đều được trả về môi trường ban đầu. Vì vậy, từ tuyết phản xạ khoảng 85% bức xạ, từ giấy trắng - 75%, tốt, từ màng nhung màu đen - chỉ 0,5%. Khi ánh sáng phản xạ từ các bề mặt thô ráp khác nhau, tia sáng được hướng ngẫu nhiên hướng về nhau. Tùy thuộc vào mức độ mà bề mặt được phản xạ bởi các tia sáng, chúng được gọi là đục hoặc mờ. Nhưng vẫn còn những khái niệm này là tương đối. Các bề mặt tương tự có thể là bóng mờ và không rõ ràng ở các bước sóng khác nhau của ánh sáng tới. Các bề mặt, phân tán đều các tia theo các hướng khác nhau, được coi là hoàn toàn mờ. Mặc dù hầu như không có vật thể nào trong tự nhiên, đồ sứ không tráng men, tuyết, giấy vẽ rất gần với chúng.

Phản chiếu gương

Phản ánh gương của tia sáng khác với các loại khác khi mà chùm năng lượng rơi trên một bề mặt nhẵn ở một góc nhất định chúng được phản xạ theo một hướng. Hiện tượng này là quen thuộc với tất cả những người từng sử dụng một tấm gương dưới tia sáng. Trong trường hợp này, nó là một bề mặt phản chiếu. Các cơ quan khác thuộc loại này. Tất cả các đối tượng mịn quang học có thể được dẫn đến gương (phản chiếu) bề mặt nếu kích thước của tính không đồng nhất và các bất thường trên chúng ít hơn 1 μm (không vượt quá bước sóng của ánh sáng). Đối với tất cả các bề mặt như vậy, luật phản xạ ánh sáng có giá trị.

Phản ánh ánh sáng từ các bề mặt gương khác nhau

Trong công nghệ, gương với bề mặt phản xạ cong (gương cầu) thường được sử dụng. Các vật thể như vậy là các vật thể dưới dạng một đoạn hình cầu. Sự song song của các tia trong trường hợp sự phản xạ của ánh sáng từ các bề mặt như vậy bị vi phạm nghiêm trọng. Có hai loại gương:

• lõm - phản xạ ánh sáng từ bề mặt bên trong của một đoạn của quả cầu, chúng được gọi là các bộ thu, bởi vì các tia sáng song song sau khi phản xạ từ chúng thu được tại một điểm;

• lồi - phản ánh ánh sáng từ bề mặt ngoài, trong khi các tia song song được phân tán sang hai bên, đó là lý do tại sao gương lồi được gọi là tán xạ.

Các biến thể của sự phản xạ của tia sáng

Chùm tia gần như song song với bề mặt, chỉ chạm vào nó một chút, và sau đó phản xạ ở góc độ rất đồi. Sau đó, ông tiếp tục cuộc hành trình của mình theo một quỹ đạo rất thấp, tối đa nằm trên bề mặt. Các chùm, mà rơi gần như theo chiều dọc, được phản ánh ở một góc độ cấp tính. Trong trường hợp này, hướng của tia phản xạ đã được phản hồi sẽ gần với con đường của tia tới, hoàn toàn tương ứng với các luật vật lý.

Sự khúc xạ ánh sáng

Phản ánh liên quan chặt chẽ đến các hiện tượng khác của quang học hình học, chẳng hạn như khúc xạ và tổng số phản xạ nội bộ. Thường ánh sáng đi qua ranh giới giữa hai môi trường. Sự khúc xạ ánh sáng là sự thay đổi theo hướng bức xạ quang học. Nó xảy ra khi nó đi từ môi trường này sang môi trường khác. Sự khúc xạ ánh sáng có hai trạng thái chính:

• Tia đi qua ranh giới giữa các vật liệu truyền được đặt trong một mặt phẳng đi qua một đường vuông góc với bề mặt và một chùm tia rơi xuống;

• góc nghiêng và khúc xạ có liên quan.

Sự khúc xạ luôn đi kèm với sự phản xạ của ánh sáng. Tổng năng lượng của chùm phản xạ và khúc xạ của tia bằng năng lượng của tia tới. Mức độ tương đối của chúng phụ thuộc vào sự phân cực của ánh sáng trong chùm sáng và góc ảnh hưởng. Luật khúc xạ ánh sáng dựa trên sự sắp xếp của nhiều dụng cụ quang học.