Закон отражения света

С явлением отражения света мы сталкиваемся каждый день. В блестящих металлических поверхностях (зеркалах), воде и стеклах витрин отражаются люди, дома и предметы. Разберемся под какими углами происходит отражение световых волн, каким правилам подчиняется это явление.

Примеры отражения света

Самым массовым оптическим предметом, который используют люди, является обычное, плоское зеркало. Им пользуются в домашних условиях, в автомобильной оптике (зеркала, фары), в парикмахерских и на других производствах. Зеркала с криволинейными поверхностями применяются в телескопах, лазерах и других оптических прибора.

Примеры отражения света в зеркалах, воде, витринах:

Рис. 1. Примеры отражения света в зеркалах, воде, витринах:.

Различают два вида отражений: зеркальное и диффузное. Если поверхность, на которую падает свет, гладкая — не имеет дефектов и шероховатостей, то отражение будет зеркальным. В противном случае отражение будет называться диффузным или рассеянным. Отражение света происходит от всех предметов с любым качеством поверхности. Благодаря этому мы видим все освещенные тела.

Зеркальное и диффузное отражения света:

Рис. 2. Зеркальное и диффузное отражения света:.

💡

Первые упоминания об изготовлении зеркал относятся к 1240 году, когда в Европе появились первые стеклодувы. В 1279 году итальянец Джон Пекам научился покрывать стеклянные предметы тонким слоем расплавленного металла, который после остывания образовывал зеркальную поверхность.

Далее мы будем говорить только о закономерностях зеркального отражения.

Принцип Гюйгенса

Для объяснения механизма распространения световых волн, нидерландский ученый Христиан Гюйгенс в 1678 г. сформулировал принцип (постулат, т.е. утверждение принимаемое за истинное без доказательств), названный его именем. Принцип состоит из двух основных положений:

  • Каждая точка среды, до которой дошла световая волна, сама становится источником вторичных волн;
  • Поверхность, касательная ко всем вторичным волнам, представляет собой волновую поверхность в следующий момент времени. Фронт волны – это огибающая фронта вторичных волн.

Принцип Гюйгенса:

Рис. 3. Принцип Гюйгенса:.

На представленном рисунке изображен фронт световой волны, распространяющийся со скоростью v в два момента времени — t и t+ Δt. Точки волны в момент времени t являются источниками вторичной волны в момент времени $t+ Δt$.

Законы отражения

Из принципа Гюйгенса может быть получены закон отражения света, который подтверждается результатами многочисленных наблюдений. Условно закон состоит из двух взаимно дополняющих утверждений :

  • 1 закон отражения света:
    Луч падающий, луч отраженный и перпендикуляр к границе раздела двух сред, восстановленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости;
  • 2 закон отражения света:
    Угол отражения β равен углу падения α.

Основная формула закона отражения света выглядит так:

$$ ∠α = ∠β $$

Закон отражения света устанавливает только соотношения между углом падения и углом отражения. Часть света может преодолеть границу раздела сред (преломиться) и пройти внутрь второй среды. Угол преломления и количество прошедшего света определяется с помощью других законов и формул.

Что мы узнали?

Итак, мы узнали, что благодаря отражению света от поверхностей тел, мы, собственно, и видим различные предметы. При зеркальном отражении угол падения света равен углу отражения. Закон отражения выполняется не только для полностью отражающих поверхностей, но и для поверхностей, которые частично отражают, а частично пропускают (преломляют) свет. Например, когда свет падает из воздуха на поверхность воды.

Тест по теме

Оценка доклада

Средняя оценка: 4.8. Всего получено оценок: 72.

Предметы