Danes bomo govorili o zakonu odboja svetlobe. Izpostavili bomo tudi del linearne optike, na katerega se ta pojav nanaša.
Šola in svetloba
Otroci hodijo nestrpno v prvi razred. Zanima jih, kaj pomeni študirati, ujame jih vrvež z učbeniki in zvezki. Toda disciplina je stroga stvar. Da, in psihološki zakoni zaprte skupine otrok so precej kruti. Zato starejši učenci s šolo povezujejo le odpor, da bi šli tja. Lahko pa s kreativnim pristopom do samega znanja spremenite pogled na svet pouka in dnevnikov. Danes bomo govorili o enem pomembnem konceptu optike. Fizika 8. razred poda ta pojav kot zakone loma in odboja svetlobe.
Val in svetloba
Kakor čudno se sliši, je svetloba val. "Kakšna morja?" bodo vprašali študenti. In odgovorili bomo: "V elektromagnetnem". Ta zapleten sistem se začne s premikajočim se nabitim predmetom. V dobesednem pomenu besede. Če eksperimentator naelektri kos jantarja in hitro teče z njim, se bo v procesu gibanja pojavilo zelo šibko in zelo kratko elektromagnetno polje. Vir velikih polj, ki prežemajo celotno vesolje, so tamvečinoma zvezde. Sonce je tudi objekt z ničelnim nabojem, zato se Zemlja dobesedno "kopa" v delcih in elektromagnetnih poljih, ki jih ustvarja. In svetloba je kvant elektromagnetnega polja, kar pomeni, da se nanjo lahko uporabi zakon odboja.
odboj, lom, absorpcija
Torej, kaj je bistvo zakona? V naslednjem:
- Če žarek svetlobe pade na gladko površino, potem ležita normala na površino na vpadni točki in odbita svetloba v isti ravnini.
- Kot naklona vpadnega snopa proti normali je enak kotu naklona odbite svetlobe.
Včasih se šolarji prestrašijo nerazumljive besede "normalno". Ampak to sploh ni grozno. Je samo pravokotnica na dano točko na površini. In normalno je največkrat namišljena črta, o njej je treba premisliti, da bi rešili problem.
Vpadni kot je enak kotu odboja
Kako škodljiva je ta formulacija zakona odboja svetlobe? 8. razred pogosto zmanjša število besed v šolskih pravilih, da si jih bolje zapomni. Toda tudi linearna optika je predmet, pri katerem sta pomembna vektor delovanja in širjenja. To pomeni, da niso pomembni le medsebojni koti svetlobnih žarkov, temveč tudi smer njihovega širjenja. V tem primeru je pomembno, da ne pozabite, da je za vpadno, odbito sliko in normalo na površino samo ena ravnina na točki vpada.
Vrste refleksije
Zdi se, da to pravilo ne more biti preprostejše. Ampak tukaj je nekaj posebnosti:
- Srečanje z dielektrikom, svetloba povzroči nihanja v njegovih atomihdielektrična polarizacija. To vodi v dejstvo, da vsaka točka medija postane sekundarni vir valov. V kombinaciji ustvarjajo odbito, lomljeno in razpršeno svetlobo.
- Ko elektromagnetno sevanje zadene prevodni material, povzroči nihanje elektronov. Material teži k kompenziranju nastalega toka, kar povzroči skoraj popoln odboj. Zato je kovina tako sijoča.
- Difuzni odsev se pojavi, ko ima površina hrapavost. Njihova velikost mora presegati valovno dolžino vpadnega sevanja. Lahko pa nastane situacija, v kateri se kratkovalovno vijolično sevanje razprši, medtem ko se dolgovalovno rdeče sevanje odlično odbije.
- Notranji odsev. Če svetloba pade iz gostejšega medija v bolj redkega (na primer iz vode v zrak), se pod določenim kotom celoten žarek odbija nazaj. Zakon popolne refleksije je povezan z razliko v lomnih količnikih svetlobe v mediju. Njegova formula je izražena na naslednji način:
- sin j=n2 / n1
kjer je j kot, pri katerem pride do popolnega notranjega odboja, in n2 in n1 sta lomna količnika obeh mediji.
Kaj in kdaj se odraža?
Poleg šolskega pouka in dolgočasnih nalog lahko zakon refleksije, katerega formulo smo navedli nekoliko višje, opazimo tudi v drugih primerih:
- Ko se zvočni valovi odbijajo od trdnih površin, se odbijajo kot odmev. Prav zaradi tega učinka otroški glasovi na zaprtem dvorišču zvenijo glasneje kot zunaj.rečni breg. Odmeva tudi prazna soba takoj po prenovi, pohištvo, ki je tam postavljeno, pa absorbira zračne tresljaje.
- Izvidniške ladje izstrelijo ultrazvočne valove pred seboj, katerih hitrost odboja se lahko uporabi za presojo topografije dna.
- Radijski valovi se odbijajo od letal, kar vam omogoča, da določite njihovo lokacijo v zraku.
- Pri zdravniškem pregledu se ultrazvok odbije od meja organov in daje specialistom možnost, da presodijo procese, ki se dogajajo v človeku, brez rezanja tkiva.
Ogledalo in Kitajska
Vendar ne mislite, da je refleksija najnovejši izum. Takoj ko so se ljudje naučili dobiti čisto kovino (bron), so ženske takoj želele vedeti, kako izgledajo.
Da bi material bolje odseval, je bila njegova površina dolgo časa ročno polirana. In ker je bilo mogoče gledati le v eno smer bronastega diska, je bila druga okrašena z nekakšnim vzorcem.
V starodavni Kitajski so nekateri mojstri znali izdelati ogledala, katerih skrivnost do danes ni bila razkrita. Če je sončni žarek z gladke strani takega predmeta usmerjen na belo steno ali list papirja, se bo v krogu svetlobe … pojavila slika, vgravirana na hrbtni strani. Bistva tega pojava ni bilo mogoče razložiti niti s sodobnimi raziskovalnimi metodami. Ugibati, kako se to zgodi, je:
- Vzorec se vtisne skozi, nato se ena stran obrusi in razlika v strukturi kovine ostane.
- Talina bakra se vlije v vnaprej pripravljeno šablono indebelejša plast kovine (kjer ima vzorec izboklino) se strdi v nekoliko drugačni obliki kot tanek element. Ta razlika ostane tudi po poliranju.
- Gladka stran ogledala je jedkana s kislino. Po obdelavi razlika v barvi ni opazna, vendar je intenzivnost odsevane slike drugačna pri močni sončni svetlobi.
- Vzorec je nanesen na zrcalni del predmeta z drugačno kakovostjo bakra.
- Slika je izrezana na zadnji strani ogledala, ko je sprednja stran že do določene mere brušena. Pritisk deluje na oba dela predmeta. Zrcalna stran je tako rekoč prekrita z vrsto mikro izboklin, ki ustrezajo vzorcu. Z drugim brušenjem je delo končano, kar daje ustvarjenim izboklinam in dolinam bolj gladek videz.
Težko je verjeti, da v dobi atomske spektroskopije in rentgenskih raziskav snovi še vedno obstajajo skrivnosti, povezane z refleksijo, toda dejstva so trmaste stvari.
