Optica: fizică, clasa 8. Legea de reflecție: formula

Astăzi vom vorbi despre lege reflectarea luminii.

Școala și Lumina

În prima clasă, copiii merg cu nerăbdare. Ei sunt interesați de ceea ce înseamnă să studieze, sunt prinși în agitație cu manuale și notebook-uri. Dar disciplina este un lucru strict. Iar legile psihologice ale unui grup închis de copii sunt destul de crude. Prin urmare, cu școala mai mulți elevi adulți asociază doar reticența de a merge acolo. Cu toate acestea, printr-o abordare creativă a cunoașterii în sine, se poate schimba viziunea lumii lecțiilor și a jurnalelor. Astăzi vom vorbi despre un concept important de optică. Fizica clasei a 8-a dă acestui fenomen legile refracției și reflexiei luminii.

Val și lumină

Ciudat cum sună, dar lumina este un val. "În ce mări?" - a întrebat studenții. Și vom răspunde: "În electromagnetice". Începutul acestui sistem complex este dat de un obiect încărcat în mișcare. În sensul literal al cuvântului. Dacă experimenterul electrifică o bucată de chihlimbar și rulează rapid cu el, atunci în timpul mișcării va apărea un câmp electromagnetic foarte slab și foarte scurt. Sursa câmpurilor mari care pătrund în întregul univers sunt în mare parte stele. Soarele este, de asemenea, un obiect cu încărcătură nonzero, astfel încât Pământul literalmente "se înmoaie" în particulele și câmpurile electromagnetice create de el. Și lumina este o cuantă a câmpului electromagnetic, ceea ce înseamnă că putem aplica legea reflexiei.

Reflecție, refracție, absorbție

Deci, care este esența legii? În următoarele:

1. Dacă un fascicul de lumină cade pe o suprafață netedă, atunci, normalul la suprafață în punctul de incidență și lumina reflectată se află în același plan.
2. Unghiul de înclinare al fasciculului incident la normal este egal cu unghiul de înclinare al luminii reflectate.

Uneori elevii școlii sunt înspăimântați de cuvântul incomprehensibil "normal". Dar nu este deloc teribil. Acesta este doar un perpendicular pe un anumit punct de pe suprafață. Iar normalul este de obicei o linie imaginară, trebuie să fie gândită pentru a rezolva problema.

Unghiul de incidență este egal cu unghiul de reflexie

De ce este dăunătoare această formulare a legii reflexiei luminii? Gradul 8 reduce adesea numărul de cuvinte din regulile școlare pentru a le aminti mai bine. Dar chiar și optica liniară este un obiect în care vectorul acțiunii și propagării contează. Asta este, nu numai unghiurile reciproce ale fasciculelor de lumină sunt importante, dar și direcția propagării lor. În acest caz, este important să nu uităm că pentru incident, imaginea reflectată și cea normală la suprafață la punctul de incidență există doar un singur avion.

Tipuri de reflecție

Se pare că această regulă nu poate fi mai simplă. Dar aici sunt câteva particularități:

1. Într-o întâlnire cu un dielectric, lumina cauzează oscilațiile polarizării dielectrice în atomii săi. Aceasta conduce la faptul că fiecare punct al mediului devine o sursă secundară de valuri. Îndoite, ele generează lumină reflectată, refractată și difuză.
2. Folosind un material conductiv, radiația electromagnetică provoacă oscilații ale electronilor. Materialul tinde să compenseze curentul care rezultă, ceea ce provoacă o reflectare aproape completă. Prin urmare, metalul este atât de strălucitor.
3. Reflexia difuza are loc atunci cand suprafata are muchii aspre. Dimensiunea lor ar trebui să depășească lungimea de undă a radiației incidentate. Totuși, poate exista o situație în care radiația violet de scurtă durată este împrăștiată, iar lumina roșie cu lungime de undă lungă este reflectată perfect.
4. Reflecție internă. Dacă lumina cade dintr-un mediu mai dens într-un mediu mai restrâns (de exemplu, de la apă la aer), atunci la un anumit unghi întregul fascicul este reflectat înapoi. Legea reflexiei totale este legată de diferența dintre indicii de refracție ai luminii în mediu. Formula sa este exprimată astfel:

• sin j = n₂ / n₁

unde j este unghiul la care vine reflecția internă totală și n₂ și n₁ - indicii de refracție ai două medii.

Ce și când se reflectă?

În plus față de lecțiile școlare și sarcinile plictisitoare, legea de reflecție, formula pe care am dat-o chiar mai sus, poate fi observată și în alte cazuri:

1. Atunci când undele de sunet se reflectă de pe suprafețe solide, se întorc înapoi sub forma unui ecou. Din acest motiv, vocile copiilor sună mai tare într-o curte închisă decât pe malul râului. O cameră goală imediat după reparație dă un ecou, ​​iar mobilierul, care este plasat acolo mai târziu, absoarbe fluctuațiile de aer.
2. Navele de recunoaștere lansează valuri de ultrasunete înainte de ei înșiși, în funcție de viteza de reflecție în care se poate judeca relieful de jos.
3. Undele radio sunt reflectate din aeronavă, ceea ce face posibilă determinarea amplasării lor în aer.
4. În cercetarea medicală, ultrasunetele se reflectă de la granița organelor și oferă specialiștilor ocazia de a judeca procesele care apar în interiorul persoanei fără a tăia țesutul.

Oglindă și China

Totuși, nu gândiți că reflecția este o nouă invenție. De îndată ce oamenii au învățat să primească metal pur (bronz), femeile voiau imediat să știe cum arătau.

Pentru a reflecta mai bine materialul, suprafața sa a fost măcinată de mână pentru o lungă perioadă de timp. Și din moment ce era posibil să privim doar într-o direcție a discului de bronz, celălalt era decorat cu un desen.

În China antică, unii maeștri au reușit să facă oglinzi, misterul cărora nu a fost rezolvat până acum. Dacă un iepure însorit de pe partea netedă a unui astfel de obiect este îndreptat către un perete alb sau o foaie de hârtie, atunci un cerc gravat pe partea inversă va apărea în cercul luminii. Esența acestui fenomen nu a putut explica chiar și metodele moderne de investigare. Ipotezele despre cum se întâmplă acest lucru sunt:

1. Modelul este presat, apoi o parte este măcinată, iar diferența în structura metalului rămâne.
2. Topitura de cupru se toarnă în șablonul pre-pregătit, iar un strat mai gros de metal (în cazul în care cifra are o bulgăreală) se întărește într-o formă ușor diferită de elementul subțire. Această diferență rămâne după măcinare.
3. Partea netedă a oglinzii este gravată cu acid. După procesare, diferența de culoare nu este vizibilă, dar intensitatea imaginii reflectate este diferită în lumina puternică a soarelui.
4. Pe o parte oglindă a unui obiect desenul este pus de cupru de altă clasă.
5. Imaginea este decupată pe partea din spate a oglinzii când partea frontală este deja măcinată într-o anumită măsură. Presiunea afectează ambele părți ale obiectului. Partea oglinzii este acoperită cu o serie de micro-bulgi care corespund modelului. O altă măcinare completează lucrarea, dând umflăturilor și golurilor create un aspect mai fin.

Este greu de crezut că în epoca spectroscopiei atomice și a studiului de raze X al materiei există încă ghicitori legate de reflecție, dar faptele sunt un lucru încăpățânat.