Riflessione della luce. La legge della riflessione della luce. Riflessione completa della luce

Alcune leggi della fisica sono difficili da immaginare senza l'uso di strumenti visivi. Questo non si applica alla luce familiare a tutti, che cade su vari oggetti. Quindi, sul confine che separa i due supporti, c'è una modifica della direzione dei raggi luminosi nel caso in cui questo limite sia molto più lungo della lunghezza d'onda. Allo stesso tempo, la riflessione della luce si verifica quando una parte della sua energia viene restituita al primo mezzo. Se una parte dei raggi penetra in un altro mezzo, allora si verifica la loro rifrazione. Nella fisica, il flusso di energia luminosa che cade sul confine di due diversi media è chiamato cadere e quello che torna da esso al primo mezzo è riflesso. È la disposizione reciproca di questi raggi che determina le leggi della riflessione e della rifrazione della luce.

I termini

L'angolo tra il fascio incidente e la linea perpendicolare all'interfaccia tra i due mezzi ripristinati al punto di incidenza del flusso di energia luminosa è chiamato l'angolo di incidenza. C'è un altro indicatore importante. Questo è l'angolo di riflessione. Nasce tra il raggio riflesso e la linea perpendicolare, ripristinato al punto della sua caduta. La luce può propagarsi rettilinearmente solo in un mezzo omogeneo. Diversi supporti assorbono e riflettono in modo diverso la radiazione della luce. Il coefficiente di riflessione è una quantità che caratterizza la riflessività di una sostanza. Mostra quanto energia prodotta dalla radiazione luminosa sulla superficie del mezzo è quella che verrà portata via da radiazioni riflesse. Questo coefficiente dipende da una varietà di fattori, uno dei più importanti è l'angolo di incidenza e la composizione della radiazione. Riflessione completa della luce si verifica quando cade su oggetti o sostanze con superficie riflettente. Ad esempio, questo accade quando i raggi hanno colpito un film sottile di mercurio d'argento e liquido depositato sul vetro. La riflessione completa della luce nella pratica si verifica piuttosto spesso.

legislazione

Le leggi della riflessione e della rifrazione della luce furono formulate da Euclide nel terzo secolo. AC. e. Tutti sono stati stabiliti sperimentalmente e sono facilmente confermati dal principio puramente geometrico di Huygens. Secondo esso, qualsiasi punto del mezzo a cui la perturbazione raggiunge è una fonte di onde secondarie.

La prima legge della riflessione della luce: l'incidente e il raggio riflettente, nonché la linea perpendicolare all'interfaccia dei media, ricostruiti al punto di incidenza del fascio luminoso, si trovano nello stesso piano. Un'onda aerea è incidente sulla superficie riflettente, le cui superfici d'onda sono strisce.

Un'altra legge dice che l'angolo della riflessione della luce è uguale all'angolo di incidenza. Ciò è dovuto al fatto che hanno lati reciprocamente perpendicolari. A partire dai principi di uguaglianza dei triangoli, risulta che l'angolo di incidenza è uguale all'angolo di riflessione. È facile dimostrare che si trovano nello stesso piano con una linea perpendicolare, ripristinata all'interfaccia dei supporti al punto di incidenza del fascio. Queste leggi più importanti sono valide anche per il contrario corso della luce. A causa della reversibilità dell'energia, un fascio che propaga lungo il percorso del fascio riflesso si riflette lungo il percorso del fascio incidente.

Proprietà dei corpi riflettenti

La stragrande maggioranza degli oggetti riflette solo l'incidenza di radiazioni luminose su di essi. Non sono una fonte di luce. I corpi ben illuminati sono perfettamente visibili da tutte le direzioni, in quanto le radiazioni dalla loro superficie sono riflesse e disperse in direzioni diverse. Questo fenomeno si chiama riflesso diffuso (sparso). Si verifica quando la luce colpisce le superfici ruvide. Per determinare il percorso del raggio riflesso dal corpo al punto della sua caduta, viene fatto un piano per toccare la superficie. Quindi, rispetto a esso, vengono visualizzati gli angoli di incidenza dei raggi e della riflessione.

Riflessione diffusa

Solo a causa dell'esistenza di riflessi diffusi della luce, distinguiamo oggetti che non emettono luce. Ogni corpo sarà completamente invisibile se la dispersione dei raggi è zero.

Il riflesso diffuso dell'energia luminosa non provoca sensazioni sgradevoli agli occhi di una persona. Ciò è dovuto al fatto che non tutte le luci vengono restituite all'ambiente originale. Quindi dalla neve riflette circa l'85% della radiazione, dalla carta bianca – 75%, bene, dal velo di colore nero – solo dello 0,5%. Quando la luce si riflette da varie superfici ruvide, i raggi sono orientati in modo casuale l'uno verso l'altro. A seconda del grado in cui la superficie viene riflessa dai raggi luminosi, sono chiamati opaco o speculare. Ma ancora questi concetti sono relativi. Le stesse superfici possono essere speculari e opachi a diverse lunghezze d'onda di luce incidente. La superficie, che distribuisce uniformemente i raggi in direzioni diverse, è considerata assolutamente opaca. Anche se non esistono quasi nessuno di questi oggetti in natura, la porcellana non smaltata, la neve, la carta da disegno sono molto vicini a loro.

Riflessione dello specchio

La riflessione dello specchio dei raggi di luce differisce da altri tipi in quanto quando i fasci di energia cadono su una superficie liscia ad un certo angolo si riflettono in una direzione. Questo fenomeno è familiare a tutti coloro che hanno usato uno specchio sotto i raggi di luce. In questo caso, è una superficie riflettente. Altri organismi appartengono a questa categoria. Tutti gli oggetti otticamente lisci possono essere riferiti a superfici specchio (riflettenti) se le dimensioni delle inomogeneità e delle irregolarità su di esse sono inferiori a 1 μm (non superare la lunghezza d'onda della luce). Per tutte queste superfici, le leggi della riflessione della luce sono valide.

Riflessione della luce da diverse superfici a specchio

Nella tecnologia, spesso vengono utilizzati specchi con una superficie riflettente curva (specchi sferici). Tali oggetti sono corpi sotto forma di un segmento sferico. Il parallelismo dei raggi in caso di riflessione della luce da tali superfici è fortemente violato. Esistono due tipi di tali specchi:

• concavo – riflettono la luce dalla superficie interna di un segmento di una sfera, sono chiamati collettori, perché raggi di luce paralleli dopo la riflessione da loro raccolgono in un punto;

• convesso – riflette la luce dalla superficie esterna, mentre i raggi paralleli sono sparsi verso i lati, per cui gli specchi convessi sono chiamati spargimento.

Varianti di riflessione dei raggi di luce

Il fascio, che cade quasi parallelo alla superficie, solo tocca un po ', e poi riflette ad un angolo molto angusto. Poi prosegue il suo percorso lungo una traiettoria molto bassa, posizionata al massimo in superficie. Il fascio, che cade quasi verticalmente, si riflette ad un angolo acuto. In questo caso, la direzione del raggio già riflesso sarà prossimo al percorso del raggio incidente, che corrisponde pienamente alle leggi fisiche.

Rifrazione della luce

La riflessione è strettamente correlata ad altri fenomeni di ottica geometrica, come la rifrazione e la riflessione interna totale. Spesso la luce passa attraverso il confine tra due mezzi. La rifrazione della luce si riferisce alla variazione nella direzione della radiazione ottica. Si verifica quando passa da un ambiente all'altro. La rifrazione della luce ha due regole:

• un raggio che passa attraverso il confine tra i supporti si trova in un piano che passa attraverso una perpendicolare alla superficie e un fascio cadente;

• l'angolo di incidenza e di rifrazione sono correlati.

La rifrazione è sempre accompagnata da un riflesso della luce. La somma delle energie dei raggi riflessi e rifranti dei raggi è uguale all'energia del raggio incidente. La loro intensità relativa dipende dalla polarizzazione della luce nel fascio incidente e dall'angolo di incidenza. Le leggi della rifrazione della luce si basano sulla disposizione di molti strumenti ottici.