Nekatere zakone fizike si je težko predstavljati brez uporabe vizualnih pripomočkov. To ne velja za običajno svetlobo, ki pada na različne predmete. Torej, na meji, ki ločuje dva medija, pride do spremembe smeri svetlobnih žarkov, če je ta meja veliko večja od valovne dolžine. V tem primeru pride do odboja svetlobe, ko se del njene energije vrne v prvi medij. Če del žarkov prodre v drug medij, se lomijo. V fiziki se tok svetlobne energije, ki zadene na mejo dveh različnih medijev, imenuje vpadni, tisti, ki se iz njega vrne v prvi medij, pa se imenuje odboj. Vzajemna razporeditev teh žarkov določa zakone odboja in loma svetlobe.
Pogoji
Kot med vpadnim žarkom in pravokotno črto na vmesnik med dvema medijema, obnovljen na točko vpada svetlobnega energijskega toka, se imenuje vpadni kot. Obstaja še en pomemben kazalnik. To je odbojni kot. Pojavi se med odbitim žarkom in pravokotno črto, obnovljeno na točko njegovega vpada. svetlobna pločevinkarazmnožujejo se v ravni črti le v homogenem mediju. Različni mediji absorbirajo in odbijajo svetlobno sevanje na različne načine. Odbojni koeficient je vrednost, ki označuje odbojnost snovi. Kaže, koliko energije, ki jo svetlobno sevanje prinese na površino medija, bo energije, ki jo od njega odnese odbito sevanje. Ta koeficient je odvisen od številnih dejavnikov, eden najpomembnejših sta vpadni kot in sestava sevanja. Do popolnega odboja svetlobe pride, ko pade na predmete ali snovi z odbojno površino. Tako se na primer to zgodi, ko žarki zadenejo tanek film srebra in tekočega živega srebra, odloženega na steklo. Popolni odboj svetlobe je v praksi precej pogost.
zakoni
Zakone odboja in loma svetlobe je oblikoval Evklid v 3. stoletju pred našim štetjem. pr e. Vsi so bili ugotovljeni eksperimentalno in jih zlahka potrdi čisto geometrijsko načelo Huygensa. Po njegovem je vsaka točka medija, do katere sega motnja, vir sekundarnih valov.
Prvi zakon odboja svetlobe: vpadni in odbojni žarki ter pravokotna črta na vmesnik med medijem, obnovljena na točki vpada svetlobnega žarka, se nahajajo v isti ravnini. Ravni val pade na odsevno površino, katere valovne površine so črte.
Druga zakon pravi, da je kot odboja svetlobe enak vpadnemu kotu. To je zato, ker sta medsebojno pravokotnastrani. Na podlagi načel enakosti trikotnikov sledi, da je vpadni kot enak kotu odboja. Z lahkoto je mogoče dokazati, da ležijo v isti ravnini s pravokotno črto, ki je obnovljena na vmesnik med mediji na točki vpada žarka. Ti najpomembnejši zakoni veljajo tudi za obratni potek svetlobe. Zaradi reverzibilnosti energije se žarek, ki se širi vzdolž poti odboja, odbija vzdolž poti incidenta.
Lastnosti odsevnih teles
Velika večina predmetov odraža le svetlobno sevanje, ki pada nanje. Vendar pa niso vir svetlobe. Dobro osvetljena telesa so dobro vidna z vseh strani, saj se sevanje z njihove površine odbija in razprši v različne smeri. Ta pojav se imenuje razpršen (razpršen) odboj. Pojavi se, ko svetloba zadene katero koli grobo površino. Za določitev poti žarka, ki se odbija od telesa na točki njegovega vpada, se nariše ravnina, ki se dotika površine. Nato se v zvezi z njim zgradijo vpadni koti žarkov in odboja.
Difuzni odsev
Samo zaradi obstoja razpršenega (difuznega) odboja svetlobne energije ločimo predmete, ki niso sposobni oddajati svetlobe. Vsako telo nam bo popolnoma nevidno, če je razpršitev žarkov enaka nič.
Difuzni odsev svetlobne energije ne povzroča nelagodja v očeh osebe. To je posledica dejstva, da se vsa svetloba ne vrne v prvotno okolje. Torej od snegapribližno 85% sevanja se odbije, od belega papirja - 75%, od črnega velurja - le 0,5%. Ko se svetloba odbija od različnih hrapavih površin, so žarki usmerjeni naključno drug glede na drugega. Glede na to, v kolikšni meri površine odbijajo svetlobne žarke, jih imenujemo mat ali zrcalne. Vendar so ti izrazi relativni. Iste površine so lahko zrcalne in mat pri različnih valovnih dolžinah vpadne svetlobe. Površina, ki enakomerno razprši žarke v različnih smereh, velja za popolnoma mat. Čeprav takih predmetov v naravi praktično ni, so jim neglazirani porcelan, sneg, risalni papir zelo blizu.
Zrcalni odsev
Spekularni odboj svetlobnih žarkov se od drugih vrst razlikuje po tem, da se žarki energije, ko padejo na gladko površino pod določenim kotom, odbijejo v eni smeri. Ta pojav pozna vsak, ki je kdaj uporabljal ogledalo pod žarki svetlobe. V tem primeru gre za odsevno površino. V to kategorijo spadajo tudi druga telesa. Vse optično gladke predmete lahko uvrstimo med zrcalne (odbojne) površine, če so velikosti nehomogenosti in nepravilnosti na njih manjše od 1 mikrona (ne presegajo valovne dolžine svetlobe). Za vse takšne površine veljajo zakoni odboja svetlobe.
Odsev svetlobe od različnih zrcalnih površin
Ogledala z ukrivljeno odsevno površino (sferična ogledala) se pogosto uporabljajo v tehnologiji. Takšni predmeti so telesaoblikovan kot sferični segment. Vzporednost žarkov v primeru odboja svetlobe od takšnih površin je močno kršena. Obstajata dve vrsti takšnih ogledal:
• konkavni - odbijajo svetlobo z notranje površine segmenta krogle, imenujemo jih zbiranje, saj se vzporedni žarki svetlobe po odboju od njih zbirajo na eni točki;
• konveksno - odbija svetlobo od zunanje površine, medtem ko so vzporedni žarki razpršeni na straneh, zato se konveksna zrcala imenujejo razpršena.
Možnosti za odboj svetlobnih žarkov
Žarek, ki vpade skoraj vzporedno s površino, se ga le malo dotakne, nato pa se odbije pod zelo topim kotom. Nato se nadaljuje po zelo nizki poti, čim bližje površini. Žarek, ki pada skoraj navpično, se odbije pod ostrim kotom. V tem primeru bo smer že odbitega žarka blizu poti vpadnega žarka, kar je v celoti skladno s fizikalnimi zakoni.
lom svetlobe
Odboj je tesno povezan z drugimi pojavi geometrijske optike, kot sta lom in popolni notranji odboj. Pogosto svetloba prehaja skozi mejo med dvema medijema. Lom svetlobe je sprememba smeri optičnega sevanja. Pojavi se, ko prehaja iz enega medija v drugega. Lom svetlobe ima dva vzorca:
• žarek, ki poteka skozi mejo med medijem, se nahaja v ravnini, ki poteka skozi pravokotno na površino in vpadni žarek;
•vpadni in lomni kot sta povezana.
Lom vedno spremlja odboj svetlobe. Vsota energij odbitega in lomljenega snopa žarkov je enaka energiji vpadnega žarka. Njihova relativna intenzivnost je odvisna od polarizacije svetlobe v vpadnem žarku in vpadnega kota. Struktura številnih optičnih naprav temelji na zakonih loma svetlobe.
