Прибор для определения законов отражения света

Содержание:

  • История закона отражения
  • Формулировка закона отражения света
  • Применение закона отражения света
  • Закон отражения света, видео
  • История закона отражения

    То, что свет имеет свойство отражаться от определенных поверхностей (зеркал) люди заметили уже очень давно. И не просто заметили, но порой и использовали это свойство света в практических целях. Так еще выдающийся ученый и изобретатель античности Архимед с помощью системы зеркал, умело отражая в них солнечные лучи, смог поджечь римский флот, осаждавший его родной город Сиракузы (собственно на картинке выше как раз изображены боевые зеркала Архимеда). В основе этого гениального изобретения Архимеда стоял физический закон отражения света.

    Несмотря на это, теоретическое обоснование закона отражения света было сделано уже гораздо позже, в 17-м веке благодаря трудам французского ученого Пьера Ферма (того самого автора известной математической теоремы, которую никто не может доказать). Появление этого физического закона было следствием одного из принципов Ферма, гласящего, что луч света между двумя точками всегда распространяется по самому короткому пути.

    Формулировка закона отражения света

    Итак, давайте сформулируем закон отражения света, он гласит, что угол падения света равен углу его отражения.

    Вот так выглядит наглядная иллюстрация этого закона.

    Если же попробовать записать закон отражения света формулой, то она будет выглядеть следующим образом:

    <α = <β

    Где α – угол падения, а β – угол отражения.

    Как видите все просто, а доказательством закона отражения света, может быть простой опыт с зеркалом и фонариком, просто направьте луч света на зеркало и увидите работу нашего закона в действии.

    Применение закона отражения света

    Разумеется, гениальная выдумка Архимеда, описанная в начале статьи, была далеко не единственным практическим применением этого закона. Благодаря работе со светом, его усилению и отражению были получены такие полезные изобретения как бинокль, незаменимый в астрономии телескоп, и не менее незаменимый в биологии микроскоп и многие другие оптические приборы, в том числе такие привычные для многих современных людей очки.

    Закон отражения света, видео

    И в завершение образовательное видео по теме нашей статьи.


    Подошло

    Не подошло

    • Прибор для определения коэффициента отражения света

    Основные оптические законы были установлены очень давно. Уже в первые периоды оптических исследований экспериментально были открыты четыре основных закона относящихся к оптическим явлениям:

    1. закон прямолинейного распространения света;
    2. закон независимости пучков света;
    3. закон отражения света от зеркальной поверхности;
    4. закон преломление света на границе двух прозрачных веществ.

    Закон отражения упоминается в сочинениях Евклида.

    Открытие закона отражения связывают с применением полированных металлических поверхностей (зеркал), которые были известны в древние времена.

    Формулировка закона отражения света

    Падающий луч света, преломленный луч и перпендикуляр к границе раздела двух прозрачных сред лежат в одной плоскости (рис.1). При этом угол падения () и угол отражения () равны:

       

    Явление полного отражения света

    В том случае, если световая волна распространяется из вещества с большим показателем преломления в среде с меньшим показателем преломления, то угол преломления () будет больше, чем угол падения.

    При увеличении угла падения увеличивается и угол преломления. Это происходит до тех пор, пока при некотором угле падения, который называют предельным (), угол преломления не станет равен 900. Если угол падения больше предельного угла (), то весь падающий свет отражается от границы раздела, явления преломления не происходит. Такое явление называют полным отражением. Угол падения, при котором происходит полное отражение, определено условием:

       

    где — предельный угол полного отражения, — относительный показатель преломления вещества, в котором распространяется преломленный свет, относительно среды, в которой распространялась падающая волна света:

       

    где — абсолютный показатель преломления второй среды, — абсолютный показатель преломления первого вещества; — фазовая скорость распространения света в первой среде; — фазовая скорость распространения света вовтором веществе.

    Границы применения закона отражения

    Если поверхность границы раздела веществ является не плоской, то ее можно разбить на маленькие площадки, которые в отдельности можно считать плоскими. Тогда ход лучей можно искать по законам преломления и отражения. Однако, кривизна поверхности не должна превышать некоторого предела, после которого наступает дифракция.

    Шероховатые поверхности приводят к рассеянному (диффузному) отражению света. Абсолютно зеркальная поверхность становится невидимой. Видны только отраженные от нее лучи.

    Примеры решения задач

    Введем несколько определений. Углом падения луча назовем угол между падающим лучом и перпендикуляром к отражающей поверхности в точке излома луча (угол a ). Углом отражения луча назовем угол между отраженным лучом и перпендикуляром к отражающей поверхности в точке излома луча (угол b ).

    При отражении света всегда выполняются две закономерности: Первая. Луч падающий, луч отраженный и перпендикуляр к отражающей поверхности в точке излома луча всегда лежат в одной плоскости. Вторая. Угол падения равен углу отражения. Эти два утверждения выражают суть закона отражения света.

    На левом рисунке лучи и перпендикуляр к зеркалу не лежат в одной плоскости. На правом рисунке угол отражения не равен углу падения. Поэтому такое отражение лучей нельзя получить на опыте.

    Закон отражения является справедливым как для случая зеркального, так и для случая рассеянного отражения света. Обратимся еще раз к чертежам на предыдущей странице. Несмотря на кажущуюся беспорядочность в отражении лучей на правом чертеже, все они расположены так, что углы отражения равны углам падения. Взгляните, шероховатую поверхность правого чертежа мы «разрезали» на отдельные элементы и провели перпендикуляры в точках излома лучей.

    tinyton.ru
    Прибор для определения законов отражения света
    Прибор для определения законов отражения света

    Понравилась статья? Поделиться с друзьями: