قانون انعكاس أنواع الضوء. ما تحتاج لمعرفته حول قوانين انعكاس الضوء

تم ذكر قانون الانعكاس لأول مرة في كتابات إقليدس Catoptric ، الذي يرجع تاريخه إلى حوالي 300 قبل الميلاد. ه.

قوانين التأمل. صيغ فرينل

قانون انعكاس الضوء - يحدد تغييراً في اتجاه شعاع الضوء نتيجة اجتماع مع سطح عاكس (مرآة): تقع الأشعة الساقطة والمنعكسة في نفس المستوى مع المستوى الطبيعي للسطح العاكس عند النقطة من الحدوث ، وهذا الوضع الطبيعي يقسم الزاوية بين الأشعة إلى جزأين متساويين. لا تشير الصيغة المستخدمة على نطاق واسع ولكنها أقل دقة "زاوية السقوط تساوي زاوية الانعكاس" إلى الاتجاه الدقيق لانعكاس الحزمة. ومع ذلك ، يبدو الأمر كما يلي:

هذا القانون هو نتيجة لتطبيق مبدأ فيرما على سطح عاكس ، ومثل جميع قوانين البصريات الهندسية ، مشتق من بصريات الموجة. القانون صالح ليس فقط للأسطح العاكسة تمامًا ، ولكن أيضًا لحدود وسيطين ، يعكسان الضوء جزئيًا. في هذه الحالة ، وكذلك قانون انكسار الضوء ، لا يذكر أي شيء عن شدة الضوء المنعكس.

آلية انعكاس

عندما تصطدم موجة كهرومغناطيسية بسطح موصل ، ينشأ تيار يميل مجاله الكهرومغناطيسي إلى تعويض هذا التأثير ، مما يؤدي إلى انعكاس الضوء بشكل شبه كامل.

أنواع الانعكاس

يمكن أن يكون انعكاس الضوء مرآة(أي كما لوحظ عند استخدام المرايا) أو منتشر(في هذه الحالة ، أثناء الانعكاس ، لا يتم الحفاظ على مسار الأشعة من الجسم ، ولكن فقط مكون الطاقة لتدفق الضوء) اعتمادًا على طبيعة السطح.

مرآة O. s. هناك علاقة معينة بين مواضع الحادث والأشعة المنعكسة: 1) يقع الشعاع المنعكس في مستوٍ يمر عبر الشعاع الساقط والعادي على السطح العاكس ؛ 2) زاوية الانعكاس تساوي زاوية السقوط j. تعتمد شدة الضوء المنعكس (الذي يتميز بمعامل الانعكاس) على j واستقطاب شعاع الأشعة الساقط (انظر استقطاب الضوء) ، وكذلك على نسبة مؤشرات الانكسار n2 و n1 من 2 و 1 وسائل الإعلام. من الناحية الكمية ، يتم التعبير عن هذا الاعتماد (لوسط عاكس - عازل) بواسطة صيغ فرينل. من بينها ، على وجه الخصوص ، يترتب على ذلك أنه عندما يسقط الضوء على طول الخط الطبيعي للسطح ، فإن معامل الانعكاس لا يعتمد على استقطاب الحزمة الساقطة ويساوي

(n2 - n1) ² / (n2 + n1) ²

في حالة خاصة مهمة للغاية من السقوط الطبيعي من الهواء أو الزجاج على واجهتهما (nair "1.0 ؛ nst = 1.5) ، يكون" 4٪.

تتغير طبيعة استقطاب الضوء المنعكس مع j وتختلف عن مكونات الضوء الساقط المستقطب المتوازي (المكون p) والعمودي (المكون s) على مستوى السقوط. يُفهم تحت مستوى الاستقطاب ، كالعادة ، مستوى اهتزاز المتجه الكهربائي لموجة الضوء. عند زوايا j تساوي ما يسمى بزاوية بروستر (انظر قانون بروستر) ، يصبح الضوء المنعكس مستقطبًا تمامًا بشكل عمودي على مستوى السقوط (ينكسر المكون p للضوء الساقط تمامًا في الوسط العاكس ؛ إذا كان هذا الوسط بقوة يمتص الضوء ، ثم يمر المكون p المنكسر إلى الوسط بطريقة صغيرة جدًا). هذه الميزة من مرآة O. مع. المستخدمة في عدد من أجهزة الاستقطاب. بالنسبة إلى زاوية j أكبر من زاوية Brewster ، يزداد معامل الانعكاس الناتج عن العوازل الكهربية بزيادة j ، ويميل إلى 1 في الحد ، بغض النظر عن استقطاب الضوء الساقط. في حالة الانعكاس المرآوي ، كما يتضح من صيغ فرينل ، يتغير طور الضوء المنعكس بشكل مفاجئ. إذا كانت j = 0 (يسقط الضوء عادةً على الواجهة) ، فعندئذٍ بالنسبة إلى n2> n1 ، يتم إزاحة طور الموجة المنعكسة بمقدار p ، لـ n2< n1 - остаётся неизменной. Сдвиг фазы при О. с. в случае j ¹ 0 может быть различен для р- и s-составляющих падающего света в зависимости от того, больше или меньше j угла Брюстера, а также от соотношения n2 и n1. О. с. от поверхности оптически менее плотной среды (n2 < n1) при sin j ³ n2 / n1 является полным внутренним отражением, при котором вся энергия падающего пучка лучей возвращается в 1-ю среду. Зеркальное О. с. от поверхностей сильно отражающих сред (например, металлов) описывается формулами, подобными формулам Френеля, с тем (правда, весьма существенным) изменением, что n2 становится комплексной величиной, мнимая часть которой характеризует поглощение падающего света.

يؤدي الامتصاص في وسط عاكس إلى عدم وجود زاوية بروستر وقيم أعلى (مقارنة بالعوازل الكهربائية) لمعامل الانعكاس - حتى في الوقوع الطبيعي يمكن أن يتجاوز 90٪ (وهذا هو سبب انتشار استخدام المعدن الأملس والأسطح الممعدنة في المرايا) تختلف خصائص الاستقطاب أيضًا ، حيث تنعكس الموجات الضوئية من وسط الامتصاص (بسبب تحولات الطور الأخرى للمكونات p و s للموجات الساقطة). إن طبيعة استقطاب الضوء المنعكس حساسة جدًا لمعلمات الوسط العاكس لدرجة أن العديد من الطرق الضوئية لدراسة المعادن تعتمد على هذه الظاهرة.

منتشر O. مع. - نثرها على السطح غير المستوي للوسيط الثاني في جميع الاتجاهات الممكنة. يختلف التوزيع المكاني لتدفق الإشعاع المنعكس وشدته في حالات محددة مختلفة ويتم تحديدها من خلال النسبة بين l وحجم المخالفات ، وتوزيع المخالفات على السطح ، وظروف الإضاءة ، وخصائص الوسيط العاكس. يصف قانون لامبرت الحالة المحدودة للتوزيع المكاني للضوء المنعكس بشكل منتشر ، والتي لا تتحقق بدقة في الطبيعة. منتشر O. مع. لوحظ أيضًا من الوسائط التي يكون هيكلها الداخلي غير متجانس ، مما يؤدي إلى تشتت الضوء في حجم الوسط وعودة جزء منه إلى الوسط الأول. أنماط منتشر O. مع. من هذه الوسائط يتم تحديدها من خلال طبيعة عمليات تشتت الضوء الفردي والمتعدد فيها. يمكن أن يظهر كل من امتصاص وتشتت الضوء اعتمادًا قويًا على l. والنتيجة هي تغيير في التركيب الطيفي للضوء المنعكس بشكل منتشر ، والذي (عند إضاءته بالضوء الأبيض) يُنظر إليه بصريًا على أنه لون الأجسام.

انعكاس داخلي كامل

كلما زادت زاوية السقوط أنا، تزداد زاوية الانكسار أيضًا ، بينما تزداد شدة الحزمة المنعكسة ، وتقل شدة الحزمة المنكسرة (مجموعها يساوي شدة الحزمة الساقطة). في بعض القيمة أنا = أنا ك حقنة ص\ u003d π / 2 ، ستصبح شدة الشعاع المنكسر مساوية للصفر ، سينعكس كل الضوء. مع زيادة أخرى في الزاوية أنا > أنا ك لن يكون هناك شعاع منكسر ، سيكون هناك انعكاس كامل للضوء.

قيمة زاوية السقوط الحرجة ، التي يبدأ عندها الانعكاس الكلي ، نجد ، نضعها في قانون الانكسار ص= π / 2 ثم الخطيئة ص= 1 تعني:

الخطيئة أنا ك = ن 2 / ن 1

تشتت الضوء

θ أنا = θ ص.
زاوية السقوط تساوي زاوية الانعكاس

مبدأ تشغيل عاكس الزاوية

مؤسسة ويكيميديا. 2010.

شاهد ما هو "قانون انعكاس الضوء" في القواميس الأخرى:

قانون انعكاس الضوء- ملفات تعريف الارتباط الحالة مثل T sritis fizika atitikmenys: engl. قانون انعكاس الضوء vok. Reflexionsgesetz des Lichtes، n rus. قانون انعكاس الضوء ، m pranc. Loi de reflexion de la lumière، f ... Fizikos terminų žodynas

قوانين انعكاس الضوء- قانونان ، بموجبهما تتم عملية العودة الجزئية أو الكاملة لأشعة الضوء ، التي تصل إلى السطح البيني بين وسيطين ، إلى الوسيط الذي تقترب منه أشعة الضوء من هذه الحدود. القانون الأول: الشعاع الساقط ، الشعاع المنعكس و ... ... موسوعة البوليتكنيك الكبرى

قانون سنيل- قانون الجيب القانون الذي يحدد نسبة زوايا الوقوع والانعكاس وانكسار الموجات عند السطح البيني بين الوسائط ، اعتمادًا على سرعات الطور للموجات في هذه الوسائط. [نظام الاختبار غير المتلف. أنواع (طرق) وتقنيات غير إتلافية ... ... دليل المترجم الفني

ميكانيكا الاستمرارية ... ويكيبيديا

رسم توضيحي لاستقطاب الضوء المنعكس على واجهة في زاوية بريوستر قانون بروستر هو قانون البصريات الذي يعبر عن العلاقة بين معامل الانكسار لعزل كهربائي مع مثل هذه الزاوية n ... ويكيبيديا

انعكاس انعكاس الجسر في القناة المركزية ، انعكاس إنديانابوليس في ثلاثة مجالات. ويكيبيديا

تغيير اتجاه انتشار الإشعاع الضوئي (الضوء) عند مروره عبر السطح البيني بين وسيطين. على واجهة مسطحة ممتدة من وسائط شفافة متجانسة الخواص (غير ماصة) مع مؤشرات انكسار ... ... موسوعة فيزيائية

1. الخصائص المميزة لشعاع الضوء. 2. الضوء ليس حركة جسم ميكانيكي جامد مرن. 3. الظواهر الكهرومغناطيسية كعمليات ميكانيكية في الأثير. 4. نظرية ماكسويل الأولى للضوء والكهرباء. 5. نظرية ماكسويل الثانية. 6. ... ... القاموس الموسوعي F.A. Brockhaus و I.A. إيفرون

الطبيعة الكهرومغناطيسية للضوء. سرعة الضوء. البصريات الهندسية

الضوء المرئي - الموجات الكهرومغناطيسية في المدى من 3.8 * 10 -7 م إلى 7.6 * 10 -7 م. سرعة الضوء ج \ u003d 3 * 10 8 م / ث. مبدأ Huygens. مقدمة الموجة - سطح يربط بين جميع نقاط الموجة الموجودة في نفس المرحلة (أي جميع نقاط الموجة التي تكون في نفس حالة التذبذب في نفس الوقت). كل نقطة وصل إليها الاضطراب ، تصبح نفسها مصدرًا لموجات كروية ثانوية. سطح الموجة هو غلاف الموجات الثانوية. بالنسبة للموجة الكروية ، فإن جبهة الموجة هي كرة نصف قطرها R = vt ، حيث v هي سرعة الموجة.

البصريات الهندسية هي فرع من فروع البصريات التي تدرس قوانين انتشار الضوء في الوسائط الشفافة وانعكاس الضوء من الأسطح المرآة أو شبه الشفافة.

قوانين انعكاس الضوء. 1. استعادة شعاع الحادث ، الشعاع المنعكس والعمودي على السطح البيني بين وسيطين عند نقطة وقوع الحزمة تقع في نفس المستوى.

زاوية الانعكاس تساوي زاوية السقوط.

انعكاس الضوء - تغيير في اتجاه انتشار الموجة الضوئية (شعاع الضوء) عند المرور عبر الواجهة بين وسيطين شفافين مختلفين. 1. تقع الأشعة الساقطة والأشعة المنكسرة والعمودية المرسومة على السطح البيني بين وسيطين عند نقطة وقوع الحزمة في نفس المستوى. 2. نسبة جيب الزاوية إلى جيب الزاوية لزاوية الانكسار هي قيمة ثابتة لوسائط اثنين:،أين α - زاوية السقوط،β - زاوية الانكسارن - قيمة ثابتة مستقلة عن زاوية السقوط.

هو معامل الانكسار النسبي للضوء في الوسط الثاني بالنسبة إلى الأول. يوضح عدد المرات التي تختلف فيها سرعة الضوء في الوسيط الأول عن سرعة الضوء في الثانية

ن - كمية فيزيائية تساوي نسبة سرعة الضوء في الفراغ إلى سرعة الضوء في وسط معين:

معامل الانكسار المطلق للوسطيوضح عدد المرات التي تكون فيها سرعة انتشار الضوء في وسط معين أقل من سرعة الضوء في الفراغ. يتم ملاحظة الانعكاس الداخلي الكلي عندما تمر الحزمة من وسط كثيف بصريًا إلى وسيط أقل كثافة بصريًا (من الماء إلى الهواء). α0 هي زاوية الحد من الانعكاس الكلي ، وهي زاوية السقوط التي تكون فيها الزاوية الانكسار هو 90 0. يستخدم الانعكاس الداخلي الكلي في الألياف الضوئية.

يعود تاريخه إلى حوالي 300 قبل الميلاد. ه.

قوانين التأمل. صيغ فرينل

آلية انعكاس

أنواع الانعكاس

(n2 - n1) ² / (n2 + n1) ²

في حالة خاصة مهمة للغاية من السقوط الطبيعي من الهواء أو الزجاج على واجهتهما (nair "1.0 ؛ nst = 1.5) ، يكون" 4٪.

انعكاس داخلي كامل

الخطيئة أنا ك = ن 2 / ن 1

تشتت الضوء

θ أنا = θ ص.
زاوية السقوط تساوي زاوية الانعكاس

مبدأ تشغيل عاكس الزاوية

مؤسسة ويكيميديا. 2010.

شاهد ما هو "انعكاس الضوء" في القواميس الأخرى:

تتمثل الظاهرة في حقيقة أنه عندما يسقط الضوء (الإشعاع البصري) من الوسيط الأول على الواجهة مع الوسيط الثاني ، يؤدي عمل الضوء مع الوسيط الأخير إلى ظهور موجة ضوئية تنتشر من الواجهة مرة أخرى إلى الأولى. .. ... موسوعة فيزيائية

عودة الموجة الضوئية ، عندما تسقط على السطح البيني بين وسيطين بمؤشرات انكسار مختلفة ، إلى الوسط الأول. يوجد انعكاس مرآوي للضوء (أبعاد l من المخالفات على الواجهة أقل من طول الضوء ... ... قاموس موسوعي كبير

انعكاس الضوء ، عودة جزء من شعاع الضوء الساقط على السطح البيني بين وسيطين إلى الوسيط الأول. يوجد انعكاس مرآوي للضوء (أبعاد L من المخالفات على الواجهة أقل من الطول الموجي للضوء l) ومنتشر (L؟ ... ... الموسوعة الحديثة

انعكاس الضوء- انعكاس الضوء ، عودة جزء من شعاع الضوء الساقط على السطح البيني بين وسيطين "للخلف" إلى الوسيط الأول. يوجد انعكاس مرآوي للضوء (أبعاد L من المخالفات على الواجهة أقل من الطول الموجي للضوء l) ومنتشر (L ... قاموس موسوعي مصور

انعكاس الضوء- ظاهرة أن الضوء الساقط على السطح البيني بين وسيطين بمؤشرات انكسار مختلفة يعود جزئياً أو كلياً إلى الوسط الذي يسقط منه. [مجموعة من الشروط الموصى بها. العدد 79. المادية ... ... دليل المترجم الفني

تتمثل الظاهرة في حقيقة أنه عندما يسقط الضوء (الإشعاع البصري (انظر الإشعاع البصري)) من وسيط واحد على واجهته مع الوسيط الثاني ، يؤدي تفاعل الضوء مع المادة إلى ظهور موجة ضوئية ، ... .. . الموسوعة السوفيتية العظمى

عودة الموجة الضوئية عندما تسقط على وسيطتين بمؤشرات انكسار مختلفة إلى الوسط الأول. هناك انعكاسات مرآوية للضوء (أبعاد l من المخالفات على الواجهة أقل من طول الضوء ... ... قاموس موسوعي

انعكاس الضوء- šviesos atspindys status as T sritis fizika atitikmenys: engl. vok انعكاس الضوء. انعكاس Lichtes ، و روس. انعكاس الضوء ، n pranc. reflexion de la lumière، f ... Fizikos terminų žodynas

انعكاس الضوء- ▲ انعكاس (منه) انعكاس الضوء. يلمع. البياض. عداد الخطى. ↓ عاكس. مقياس الانعكاس. البصريات المعدنية ... قاموس إيديوغرافي للغة الروسية

عودة الموجة الضوئية عند سقوطها على الواجهة بين وسيطين مع فك. مؤشرات الانكسار تعود إلى الوسيط الأول. إذا كانت خشونة الواجهة صغيرة مقارنة بالطول الموجي X للضوء الساقط ، فسيتم ملاحظة صورة معكوسة مع ... قاموس موسوعي كبير للفنون التطبيقية

كتب

الانعكاس الداخلي الكلي للضوء. البحث التربوي ، Mayer Valery Vilgelmovich ، يحتوي الكتاب على أوصاف للدراسات التجريبية التربوية لظاهرة الانعكاس الداخلي الكلي من حدود الوسائط المتجانسة بصريًا وغير المتجانسة. جسدية بسيطة ... التصنيف: كتب مدرسية لأطفال المدارس السلسلة: مكتبة المعلم والطالب الناشر: FIZMATLIT، الصانع:

يصعب تخيل بعض قوانين الفيزياء دون استخدام الوسائل البصرية. هذا لا ينطبق على الضوء المعتاد الذي يسقط على أجسام مختلفة. لذلك ، عند الحد الفاصل بين وسيطين ، يحدث تغيير في اتجاه أشعة الضوء إذا كانت هذه الحدود أكبر بكثير مما يحدث عندما يعود جزء من طاقته إلى الوسيط الأول. إذا تغلغل جزء من الأشعة في وسط آخر ، فإنها تنكسر. في الفيزياء ، تسمى الطاقة التي تصل إلى حدود وسيطين مختلفين حادث ، وتسمى الطاقة التي تعود منها إلى الوسيط الأول منعكسة. إن الترتيب المتبادل لهذه الأشعة هو الذي يحدد قوانين انعكاس وانكسار الضوء.

شروط

تسمى الزاوية بين الحزمة الساقطة والخط العمودي على الواجهة بين وسيطين ، والتي تمت استعادتها إلى نقطة حدوث تدفق الطاقة الضوئية ، هناك مؤشر مهم آخر. هذه هي زاوية الانعكاس. يحدث بين الحزمة المنعكسة والخط العمودي المستعاد إلى نقطة وقوعه. يمكن للضوء أن ينتشر في خط مستقيم فقط في وسط متجانس. تمتص الوسائط المختلفة وتعكس إشعاع الضوء بطرق مختلفة. معامل الانعكاس هو القيمة التي تميز انعكاس المادة. إنه يوضح مقدار الطاقة التي يجلبها الإشعاع الضوئي إلى سطح الوسط والتي ستكون تلك التي يتم نقلها بعيدًا عن طريق الإشعاع المنعكس. يعتمد هذا المعامل على عدد من العوامل ، من أهمها زاوية السقوط وتكوين الإشعاع. يحدث الانعكاس الكلي للضوء عندما يسقط على أشياء أو مواد ذات سطح عاكس. لذلك ، على سبيل المثال ، يحدث هذا عندما تصطدم الأشعة بغشاء رقيق من الفضة ويترسب الزئبق السائل على الزجاج. الانعكاس الكلي للضوء شائع جدًا في الممارسة.

القوانين

صاغ إقليدس قوانين انعكاس الضوء وانكساره في أوائل القرن الثالث. قبل الميلاد ه. تم إنشاء كل منهم بشكل تجريبي ويمكن تأكيده بسهولة من خلال مبدأ Huygens الهندسي البحت. ووفقًا له ، فإن أي نقطة في الوسط يصل إليها الاضطراب هي مصدر لموجات ثانوية.

الضوء الأول: تقع الحزم الساقطة والعاكسة ، وكذلك الخط العمودي على الواجهة ، المستعادة عند نقطة وقوع الحزمة الضوئية ، في نفس المستوى. تحدث موجة مستوية على سطح عاكس ، تكون سطوح الموجة عبارة عن خطوط.

ينص قانون آخر على أن زاوية انعكاس الضوء تساوي زاوية السقوط. هذا لأن لديهم جوانب متعامدة بشكل متبادل. بناءً على مبادئ المساواة بين المثلثات ، يترتب على ذلك أن زاوية السقوط تساوي زاوية الانعكاس. يمكن إثبات أنها تقع في نفس المستوى مع استعادة الخط العمودي للواجهة بين الوسائط عند نقطة حدوث الحزمة. هذه القوانين الأكثر أهمية صالحة أيضًا لعكس مسار الضوء. نظرًا لقابلية انعكاس الطاقة ، ستنعكس الحزمة التي تنتشر على طول مسار الانعكاس على طول مسار الحادث.

خصائص الأجسام العاكسة

الغالبية العظمى من الكائنات تعكس فقط إشعاع الضوء الساقط عليها. ومع ذلك ، فهي ليست مصدرًا للضوء. الأجسام المضاءة جيدًا مرئية تمامًا من جميع الجوانب ، حيث ينعكس الإشعاع الصادر من سطحها ويتناثر في اتجاهات مختلفة. هذه الظاهرة تسمى انعكاس منتشر (مبعثر). يحدث عندما يضرب الضوء أي سطح خشن. لتحديد مسار الشعاع المنعكس من الجسم عند نقطة وقوعه ، يتم رسم مستوى يلامس السطح. ثم ، فيما يتعلق به ، يتم بناء زوايا وقوع الأشعة والانعكاس.

انعكاس منتشر

فقط بسبب وجود انعكاس منتشر (منتشر) للطاقة الضوئية ، يمكننا التمييز بين الأشياء غير القادرة على إصدار الضوء. سيكون أي جسم غير مرئي تمامًا بالنسبة لنا إذا كان تشتت الأشعة صفرًا.

لا يسبب الانعكاس المنتشر للطاقة الضوئية إزعاجًا في عيون الشخص. هذا يرجع إلى حقيقة أنه لا يعود كل الضوء إلى بيئته الأصلية. لذلك ينعكس حوالي 85٪ من الإشعاع من الثلج ، و 75٪ من الورق الأبيض ، و 0.5٪ فقط من القطيفة السوداء. عندما ينعكس الضوء من أسطح خشنة مختلفة ، يتم توجيه الأشعة بشكل عشوائي فيما يتعلق ببعضها البعض. اعتمادًا على مدى انعكاس الأسطح لأشعة الضوء ، يطلق عليها اسم غير لامع أو مرآة. ومع ذلك ، فإن هذه الشروط نسبية. يمكن أن تكون نفس الأسطح مرآوية وغير لامعة بأطوال موجية مختلفة من الضوء الساقط. يعتبر السطح الذي ينثر الأشعة بالتساوي في اتجاهات مختلفة غير لامع تمامًا. على الرغم من عدم وجود مثل هذه الأشياء عمليًا في الطبيعة ، إلا أن الخزف غير المطلي والثلج وورق الرسم قريب جدًا منها.

انعكاس المرآة

يختلف الانعكاس المرآوي لأشعة الضوء عن الأنواع الأخرى في أنه عندما تسقط حزم الطاقة على سطح أملس بزاوية معينة ، فإنها تنعكس في اتجاه واحد. هذه الظاهرة مألوفة لأي شخص استخدم مرآة تحت أشعة الضوء. في هذه الحالة ، هو سطح عاكس. تنتمي الهيئات الأخرى أيضًا إلى هذه الفئة. يمكن تصنيف جميع الأجسام الملساء بصريًا على أنها أسطح مرآة (عاكسة) إذا كانت أحجام عدم التجانس والمخالفات عليها أقل من 1 ميكرون (لا تتجاوز الطول الموجي للضوء). لجميع هذه الأسطح ، فإن قوانين انعكاس الضوء صالحة.

انعكاس الضوء من أسطح المرايا المختلفة

في التكنولوجيا ، غالبًا ما تستخدم المرايا ذات السطح العاكس المنحني (المرايا الكروية). هذه الأجسام هي أجسام لها شكل مقطع كروي. يتم انتهاك التوازي بين الأشعة في حالة انعكاس الضوء من هذه الأسطح بشدة. هناك نوعان من هذه المرايا:

مقعر - يعكس الضوء من السطح الداخلي لجزء من الكرة ، ويطلق عليه تجميع ، حيث يتم جمع أشعة الضوء المتوازية بعد الانعكاس منها عند نقطة واحدة ؛

محدب - يعكس الضوء من السطح الخارجي ، بينما تنتشر الأشعة المتوازية على الجانبين ، وهذا هو سبب تسمية المرايا المحدبة بالانتثار.

خيارات تعكس أشعة الضوء

حادث شعاع موازي تقريبًا للسطح يلامسه قليلاً ، ثم ينعكس بزاوية منفرجة للغاية. ثم يستمر في مسار منخفض جدًا ، أقرب ما يكون إلى السطح. الشعاع الساقط عموديًا تقريبًا ينعكس بزاوية حادة. في هذه الحالة ، سيكون اتجاه الحزمة المنعكسة بالفعل قريبًا من مسار الحزمة الساقطة ، وهو ما يتوافق تمامًا مع القوانين الفيزيائية.

انكسار الضوء

يرتبط الانعكاس ارتباطًا وثيقًا بظواهر البصريات الهندسية الأخرى ، مثل الانكسار والانعكاس الداخلي الكلي. في كثير من الأحيان ، يمر الضوء عبر الحدود بين وسيطين. انكسار الضوء هو تغيير في اتجاه الإشعاع الضوئي. يحدث عندما ينتقل من وسيط إلى آخر. انكسار الضوء نمطين:

تقع الحزمة التي تمر عبر الحدود بين الوسائط في مستوى يمر عبر العمود العمودي على السطح والحزمة الساقطة ؛

زاوية السقوط والانكسار مرتبطة ببعضها البعض.

يكون الانكسار دائمًا مصحوبًا بانعكاس الضوء. مجموع طاقات الحزم المنعكسة والمنكسرة للأشعة يساوي طاقة الحزمة الساقطة. تعتمد شدتها النسبية على شعاع الحادث وزاوية السقوط. تعتمد بنية العديد من الأجهزة الضوئية على قوانين انكسار الضوء.

تقع الأشعة المنعكسة والواقعة في مستوى يحتوي على عمودي على السطح العاكس عند نقطة السقوط ، وزاوية السقوط تساوي زاوية الانعكاس.

تخيل أنك وجهت شعاعًا رفيعًا من الضوء إلى سطح عاكس ، مثل تسليط مؤشر ليزر على مرآة أو سطح معدني مصقول. سوف تنعكس الحزمة من هذا السطح وسوف تنتشر أكثر في اتجاه معين. الزاوية بين العمودي على السطح ( عادي) والشعاع الأولي يسمى زاوية السقوط، والزاوية بين الشعاع العمودي والشعاع المنعكس هي زاوية الانعكاس.ينص قانون الانعكاس على أن زاوية الوقوع تساوي زاوية الانعكاس. هذا يتوافق تمامًا مع ما يخبرنا به حدسنا. إن حادثة شعاع موازية تقريبًا للسطح ستلمسها بشكل طفيف فقط ، وبعد أن تنعكس بزاوية منفرجة ، ستواصل مسارها على طول مسار منخفض يقع بالقرب من السطح. من ناحية أخرى ، سينعكس حادث شعاع عموديًا تقريبًا بزاوية حادة ، وسيكون اتجاه الشعاع المنعكس قريبًا من اتجاه الشعاع الساقط ، وفقًا لما يقتضيه القانون.

تم الحصول على قانون الانعكاس ، مثل أي قانون من قوانين الطبيعة ، على أساس الملاحظات والتجارب. يمكن أيضًا اشتقاقها نظريًا - رسميًا ، إنها نتيجة لمبدأ فيرما (لكن هذا لا ينفي أهمية تبريرها التجريبي).

النقطة الأساسية في هذا القانون هي أن الزوايا تقاس من العمودي على السطح عند نقطة السقوطالحزم. بالنسبة للأسطح المستوية ، مثل المرآة المستوية ، فإن هذا ليس مهمًا جدًا ، حيث يتم توجيه العمود العمودي عليه بنفس الطريقة في جميع النقاط. يمكن اعتبار إشارة الضوء المتوازية المركزة ، مثل ضوء المصباح الأمامي للسيارة أو الكشاف ، شعاعًا كثيفًا من حزم الضوء المتوازية. إذا انعكست مثل هذه الحزمة من سطح مستو ، فسوف تنعكس جميع الأشعة المنعكسة في الحزمة بنفس الزاوية وتبقى متوازية. هذا هو السبب في أن المرآة المستقيمة لا تشوه صورتك المرئية.

ومع ذلك ، هناك أيضًا مرايا منحنية. تعمل التكوينات الهندسية المختلفة لأسطح المرآة على تغيير الصورة المنعكسة بطرق مختلفة وتجعل من الممكن تحقيق تأثيرات مفيدة متنوعة. تتيح المرآة المقعرة الرئيسية للتلسكوب العاكس تركيز الضوء من الأجسام الفضائية البعيدة في العدسة. تسمح لك مرآة الرؤية الخلفية المنحنية للسيارة بتوسيع زاوية الرؤية. وتتيح لك المرايا الملتوية في غرفة الضحك الاستمتاع من القلب ، والنظر إلى الانعكاسات المشوهة بشكل معقد عن نفسك.

ليس الضوء فقط هو الذي يخضع لقانون الانعكاس. أي موجات كهرومغناطيسية - راديو ، ميكروويف ، أشعة سينية ، إلخ - تتصرف بنفس الطريقة تمامًا. لهذا السبب ، على سبيل المثال ، كل من هوائيات الاستقبال الضخمة للتلسكوبات الراديوية وأطباق القنوات الفضائية تكون في شكل مرآة مقعرة - تستخدم نفس مبدأ تركيز الأشعة المتوازية الواردة إلى نقطة ما.