Обобщение Право на отражението на светлината

    въведение
  • 1 История
  • 2 Законите на размисъл. Френеловите формули
    • 2.1 Shift Fedorova
  • Отражение механизъм 3
  • 4 Видове отражение
    • 4.1 Mirroring
    • 4.2 пълно вътрешно отражение
    • 4.3 дифузно отражение на светлината

Reflection - физически процес или вълна взаимодействие с повърхността на частиците, промяната в посоката на фронта на вълната на границата на две среди с различни оптични свойства, при което предната част на вълната се връща на околната среда, от която идва. Едновременно с отражението на вълни в интерфейса обикновено се пречупва вълни (с изключение на пълно вътрешно отражение).

В акустика, отражение е причина за ехото, и се използва в сонар. В геологията, той играе важна роля в изследването на сеизмичните вълни. Отражение се наблюдава с повърхностни вълни в органите на вода. Отражение се наблюдава при много видове електромагнитни вълни, а не само до видимата светлина. отражение VHF радио вълна и по-висока честота е важен за радиото и радарите. Дори твърда X-лъчи и гама лъчи може да бъде отразено в малки ъгли към повърхността, специално изработени огледала.

1. История

За първи път правото на размисъл е споменато в "катоптрика" Евклид, датираща от около 200 г. пр.н.е.. д.

2. Законите на размисъл. Френеловите формули

Законът на отражение на светлината - определя промяната в пътя на светлинния лъч по посока на среща с отражателен (огледало) повърхност: инцидента и отразени лъчи лежат в една равнина с нормалата към отразяващата повърхност в точката на падане, и която разделя нормален ъгъл между греди на две равни части. Широкото но по-малко точна формулировка "ъгъл на падане е равен на ъгъла на отражение" не посочи точната посока на размисъл лъч. Въпреки това, тя изглежда по следния начин:


Този закон е следствие от прилагането на принципа на Ферма за отразяващата повърхност и, подобно на всички закони на геометричната оптика, вълна оптика произлиза от. Право е валидно не само за идеален отразяващи повърхности, но и за границата между две медии, част от които отразяват светлината. В този случай, както и правото на пречупване на светлината, той не казва нищо за интензитета на отразената светлина.

2.1. измести Федорова

Shift Fedorov - феномена на странично изместване на лъча светлина, отразена. Отразеният сноп не лежи в същата равнина като падналия лъч. Феномен теоретично прогнозира Ф. И. Fodorovym през 1954 г., а по-късно намерен експериментално.

3. Механизмът за размисъл

В класическата електродинамика, светлината се разглежда като електромагнитна вълна, която е описана от уравненията на Максуел. Светлинни вълни падат върху диелектрична малки вибрации причиняват диелектрик поляризация в отделните атоми, при което всяка частица излъчва вторични вълни във всички посоки (като диполна антена). Всички тези вълни се формират в съответствие с принципа на Хюйгенс - Френел осигури огледално отражение и пречупване. След контакт с електромагнитните вълни при провеждане на повърхност с електрон трептения (електрически ток), електромагнитно поле, което има тенденция да се компенсира този ефект, което води до почти пълно отражение на светлината.

В зависимост от резонансната честота на осцилаторни вериги в молекулната структура на веществото, при отражение, тя се отделя вълна на определена честота (специфичен цвят). Така че нещата стават цвят.

4. Видове размисъл

Отразяване на светлината може да бъде отразено (т.е., като се наблюдава при използване на огледала) или дифузен (в този случай, отражението не съхранява пътя на лъчите от обекта, и само на енергийния компонент на светлинния поток) в зависимост от естеството на повърхността.

4.1. огледално отражение

Specular отражение светлина се различава някои свързващи позиции на инцидента и отразени греди: 1) отразения лъч лежи в равнина, минаваща през инцидент лъч и нормалата към отразяващата повърхност, възстановени в точката на падане; 2) на ъгъла на отражение е равен на ъгъла на падане й. Интензитетът на отразената светлина (отражение характеризиращо) зависи й и поляризация на падащата светлина от лъчи (вж. Поляризация лъч), както и съотношението на коефициентите на пречупване N1 и N2 2-ро и 1 медии. Количествено, тази зависимост (за отразяване среда - диелектрик) експресират формули Fresnel. От тях по-специално, че за светлина, падаща перпендикулярно на повърхността на коефициента на отражение не зависи от поляризацията на падащата светлина, и е равна на

В важно специален случай на нормална честота на въздуха или в стъклото им интерфейс (индекс на пречупване на въздух = 1,0; стъкло = 1.5), е 4%.

4.2. Пълно вътрешно отражение

Получено за електромагнитни или звукови вълни в интерфейса на две среди, когато вълната е инцидент от среда с по-ниска скорост на разпространение (в случая на светлинните лъчи, това съответства на по-голям индекс на пречупване).

С увеличаване на ъгъла на падане аз. ъгълът на пречупване също увеличава интензивността на отразения лъч нараства и пречупена - попада (сумата им е равна на интензитета на падащата светлина). В някои критична стойност I = IK пречупена интензитет лъч става нула и общо светлина отражение на случи. Критичната ъгълът на падане може да се намери чрез въвеждане в законодателството на пречупване на пречупване ъгъл от 90 ° на:

4.3. Дифузен на светлината

Когато светлината се отразява от неравна повърхност на отразените лъчи в различни посоки. Поради тази причина, не можете да видите отражението си, гледайки към грубия (мат) повърхността. Дифузно отражение грапавост на повърхността става по реда на дължина на вълната или повече. Така същата повърхност може да бъде матова, дифузионно-отразява във видимата или ултравиолетова радиация, но гладка и огледално отразяващи за инфрачервено излъчване.