Viens no galvenajiem ģeometriskās optikas noteikumiem nosaka, ka gaismas stari ir daļēji tiešie stari, kas izplūst no to izplatīšanas punkta - tā sauktā gaismas avota. Gaismas fizikālā daba šajā definīcijā nav aplūkota, bet tiek sniegta tikai noteikta matemātiska aina. Noteikts, ka gaismas stars nemaina virzienu, ja vides, kurā gaisma izplatās, raksturlielumi saglabājas zemi. Kas notiek, ja šīs īpašības mainās? Piemēram, vai tie pēkšņi mainīsies, kas notiek uz divu vidi krustošanās robežas?
Tiešie novērojumi liecina, ka daži gaismas stari maina virzienu tā, it kā tie tiktu atstaroti no robežas. Var vilkt analoģiju ar biljarda bumbu: kad tā saduras ar biljarda galda sienu, bumba no tās atspīd. Tad bumba atkal kustas taisnā līnijā, līdz nākamajai sadursmei. Tas pats notiek ar gaismas stariem, kas viduslaiku zinātniekiem deva pamatu runāt par gaismas korpuskulāro raksturu. Piemēram, Ņūtons pieturējās pie korpuskulārā gaismas modeļa. Šo parādību sauc par "gaismas atspīdumu". Zemāk esošajā attēlā tas parādīts shematiski:
Mēs visur sastopamies ar gaismas atspīdumiem. Skaisti attēli uz ūdens virsmas veidojas tieši gaismas staru atstarošanas dēļ no ūdens virsmas:
Bet pats galvenais: ja šī parādība nebūtu dabā, mēs vispār neko neredzētu, un ne tikai šos augsti mākslinieciskos plānus. Galu galā mēs neredzam objektus, bet gan gaismas starus, kas atspoguļoti no šiem objektiem un ir vērsti uz mūsu acs tīkleni.
Gaismas atstarošanas likums
Nepietiek ar to, ka fiziķi zina par šīs vai citas dabas parādības esamību – tā jāapraksta precīzi, tas ir, matemātikas valodā. Kā tieši gaismas stars tiek atstarots no virsmas? Tā kā gaisma virzās taisnā līnijā gan pirms, gan pēc atstarošanas, lai precīzi aprakstītu šo parādību, mums ir jāzina tikai sakarība starp krišanas leņķi un atstarošanas leņķi. Šāda sakarība pastāv: "Krišanas leņķis ir vienāds ar atstarošanas leņķi."
Ja gaisma krīt uz ļoti gludas virsmas, piemēram, uz ūdens virsmas vai spoguļa virsmas, tad visi vienā leņķī krītošie stari no virsmas atstarojas vienā virzienā - leņķī, kas vienāds ar krišanas leņķi. Tāpēc spogulis tik precīzi nodod tajā atspoguļoto objektu formu. Ja virsma ir raupja, tad (kā pirmajā attēlā) šāds modelis netiek novērots - tad viņi runā par izkliedētu atspulgu.
Kad gaismas stars nokrīt uz saskarnes starp diviem nesējiem, gaisma tiek atspoguļota: stars maina pārvietošanās virzienu un atgriežas sākotnējā vidē.
Attēlā 4.2. parādīts krītošais stars AO, atstarotais stars OB, kā arī perpendikuls OC, kas novilkts atstarojošajai virsmai KL krišanas punktā O.
Rīsi. 4.2. Atspoguļošanas likums
Leņķi AOC sauc par krišanas leņķi. Lūdzu, ņemiet vērā un atcerieties: krišanas leņķi mēra no perpendikulāra pret atstarojošo virsmu, nevis no pašas virsmas! Tāpat atstarošanas leņķis ir leņķis BOC, ko veido atstarotais stars un perpendikulārs virsmai.
4.2.1. Atstarošanas likums
Tagad mēs formulēsim vienu no senākajiem fizikas likumiem. Grieķi to zināja jau senatnē!
Atspoguļošanas likums.
1) Krītošais stars, atstarotais stars un perpendikulārs atstarojošajai virsmai, kas novilkts krišanas punktā, atrodas vienā plaknē.
2) Atstarošanas leņķis ir vienāds ar krišanas leņķi.
Tādējādi \AOC = \BOC, kā parādīts attēlā. 4.2.
Atstarošanas likumam ir viena vienkārša, bet ļoti svarīga ģeometriska sekas. Apskatīsim att. 4.3. Ļaujiet gaismas staram izplūst no punkta A. Konstruēsim punktu A0, kas ir simetrisks punktam A attiecībā pret atstarojošo virsmu KL.
Rīsi. 4.3. Atstarotais stars atstāj punktu A0
No punktu A un A0 simetrijas ir skaidrs, ka \AOK = \A0 OK. Turklāt \AOK + \AOC = 90 . Tāpēc \A0 OB = 2(\AOK + \AOC) = 180, un tāpēc punkti A0, O un B atrodas uz vienas taisnes! Šķiet, ka atstarotais stars OB nāk no punkta A0, simetrisks punktam A
attiecībā pret atstarojošo virsmu. Šis fakts Tas mums ļoti noderēs tuvākajā nākotnē.
Atstarošanas likums apraksta šauru gaismas staru atsevišķu gaismas staru ceļu. Bet daudzos gadījumos stars ir diezgan plats, tas ir, tas sastāv no daudziem paralēliem stariem. Plaša gaismas stara atstarošanas modelis būs atkarīgs no atstarojošās virsmas īpašībām.
Ja virsma ir nelīdzena, tad pēc atstarošanas staru paralēlisms tiks izjaukts. Kā piemēru attēlā. 4.4. attēlā parādīts atstarojums no viļņotas virsmas. Atstarotie stari, kā mēs redzam, iet dažādos virzienos.
Rīsi. 4.4. Atspīdums no viļņotas virsmas
Bet ko nozīmē “nelīdzena” virsma? Kādas virsmas ir “plakanas”? Atbilde ir: virsma tiek uzskatīta par nelīdzenu, ja tās nelīdzenumu lielums nav mazāks par gaismas viļņu garumu. Tātad, attēlā. 4.4, nelīdzenumu raksturīgais lielums ir par vairākām kārtām lielāks nekā redzamās gaismas viļņu garums.
Virsmu ar mikroskopiskiem nelīdzenumiem, kas salīdzināmi ar redzamās gaismas viļņu garumiem, sauc par matētu. Paralēlā stara atstarošanas rezultātā no matētas virsmas tiek iegūta izkliedēta gaisma, kuras stari iet visos iespējamos virzienos3. Tāpēc pašu atspīdumu no matētas virsmas sauc par izkliedētu vai difūzu4.
Ja virsmas nelīdzenumu izmērs ir mazāks par gaismas viļņa garumu, tad šādu virsmu sauc par spoguļa virsmu. Atspoguļojot no spoguļa virsmas, tiek saglabāts stara paralēlisms: arī atstarotie stari iet paralēli (4.5. att.).
Rīsi. 4.5. Atspīdums no spoguļa virsmas
Apmēram spoguļveidīga ir gluda ūdens, stikla vai pulēta metāla virsma. Atspīdumu no spoguļa virsmas attiecīgi sauc par spoguļu. Mūs interesēs vienkāršs, bet nozīmīgs spoguļatstarošanās īpašs gadījums – atstarojums plaknes spogulī.
4.2.2 Plaknes spogulis
Plaknes spogulis ir plaknes daļa, kas spoži atstaro gaismu. Plakans spogulis ir ierasta lieta; Jūsu mājās ir vairāki šādi spoguļi. Bet tagad mēs varam saprast, kāpēc, skatoties spogulī, jūs redzat sevis un sev blakus esošo objektu atspulgu.
Punkta gaismas avots S attēlā. 4.6 izstaro starus dažādos virzienos; ņemsim divus tuvus starus, kas krīt uz plaknes spoguļa. Mēs jau zinām, ka atstarotie stari
3 Tāpēc mēs redzam apkārtējos objektus: tie atstaro izkliedētu gaismu, ko mēs novērojam no jebkura leņķa.
4 Latīņu vārds di usio nozīmē tikai izplatīties, izplatīties, izkliedēt.
iet tā, it kā tie nāktu no punkta S0, simetriski punktam S attiecībā pret spoguļa plakni.
Rīsi. 4.6. Gaismas avota attēls plakanā spogulī
Interesantākais sākas tad, kad mūsu acīs iekļūst atšķirīgie atstarotie stari. Mūsu apziņas īpatnība ir tāda, ka smadzenes pabeidz novirzošo staru kūli, turpinot to aiz spoguļa, līdz tas krustojas punktā S0. Mums šķiet, ka atstarotie stari nāk no punkta S0; mēs tur redzam gaismas punktu!
Šis punkts kalpo kā gaismas avota S attēls. Protams, patiesībā aiz spoguļa nekas nespīd, tur nav koncentrēta enerģija, tā ir ilūzija, optiskā ilūzija, mūsu apziņas radījums. Tāpēc punktu S0 sauc par avota S iedomātu attēlu. Punktā S0 krustojas nevis paši gaismas stari, bet gan to mentālie turpinājumi “caur skata stiklu”.
Ir skaidrs, ka attēls S0 pastāvēs neatkarīgi no spoguļa izmēra un tā, vai avots atrodas tieši virs spoguļa vai nē (4.7. att.). Ir tikai svarīgi, lai no spoguļa atstarotie stari iekļūtu acī, un pati acs veidos avota attēlu.
Rīsi. 4.7. Avots nav virs spoguļa: attēls joprojām ir tur
Avota atrašanās vieta un spoguļa izmērs nosaka redzes lauku – telpisko apgabalu, no kura redzams avota attēls. Skata laukumu nosaka spoguļa KL malas K un L. Attēla S0 skata laukuma konstrukcija ir skaidra no 4.8. att.; vēlamā redzes zona ir izcelta ar pelēku fonu.
Viss, ko redzam apkārtējā telpā, vai nu izstaro gaismu, vai atstaro to.
Izstarotā krāsa
ir aktīva avota izstarotā gaisma. Šādu avotu piemēri ir saule, spuldze vai monitora ekrāns. To darbība parasti balstās uz metāla ķermeņu sildīšanu vai ķīmiskām vai kodoltermiskām reakcijām. Jebkura emitētāja krāsa ir atkarīga no spektrālais sastāvs starojums. Ja avots izstaro gaismas viļņi visā redzamajā diapazonā tā krāsu mūsu acis uztvers kā baltu. Noteikta diapazona viļņu garumu pārsvars tā spektrālajā sastāvā (piemēram, 400–450 nm) radīs tajā dominējošās krāsas sajūtu (šajā gadījumā zili violetu). Visbeidzot, gaismas komponentu klātbūtne no dažādiem redzamā spektra reģioniem (piemēram, sarkanā un zaļā) izstarotajā gaismā ļauj mums uztvert iegūto krāsu (šajā gadījumā dzelteno). Bet jebkurā gadījumā izstarotā krāsa, kas nonāk mūsu acī, saglabā visas krāsas, no kurām tā tika radīta.
Atstarotā gaisma
rodas, kad kāds objekts (vai drīzāk tā virsma) atstaro gaismas viļņus, kas uz to krīt no gaismas avota. Krāsu atstarošanas mehānisms ir atkarīgs no virsmas krāsas veida, ko var iedalīt divās grupās:
· ahromatisks;
· hromatisks.
Pirmo grupu veido ahromatiskās (citādi bezkrāsainas) krāsas: melna, balta un visas pelēkās (no tumšākās līdz gaišākajai) (4. att.). Tos bieži sauc par neitrāliem. Ierobežotā gadījumā šādas virsmas vai nu atstaro visus uz tām krītošos starus, neko neuzsūcot (ideālā baltā virsma), vai arī pilnībā absorbē starus, neko neatspoguļojot (ideāla melna virsma). Visas pārējās iespējas (pelēkas virsmas) vienmērīgi absorbē dažāda garuma gaismas viļņus. No tiem atstarotā krāsa nemaina tā spektrālo sastāvu, mainās tikai tās intensitāte.
Otro grupu veido hromatiskās krāsās krāsotas virsmas, kas dažādos viļņu garumos atstaro gaismu atšķirīgi. Tātad, ja jūs apgaismojat baltu gaismu uz zaļa papīra lapas, papīrs izskatīsies zaļš, jo tā virsma absorbē visus gaismas viļņus, izņemot zaļo komponentu. balts. Kas notiek, ja zaļo papīru izgaismo ar sarkanu vai zilu gaismu? Papīrs tiks uztverts kā melns, jo sarkanais un zilas krāsas tas neatspoguļo. Ja jūs apgaismojat zaļu objektu ar zaļu gaismu, tas izceļas no apkārtējiem citā krāsā.
Gaismas atstarošanas procesu pavada ne tikai ar to saistītais absorbcijas process virsmas slānī. Caurspīdīgu objektu klātbūtnē daļa krītošās gaismas iziet caur tiem (sk. 4. att.). Kameras filtru darbība balstās uz šo īpašību, izgriežot no redzamā spektra vēlamo krāsu diapazonu (citiem vārdiem sakot, nogriežot nevēlamo krāsu spektru).
Rīsi. 4 Virsmu atstarošanas mehānismi: a – zaļa, b – dzeltena, c-balta, d – melnas virsmas
Lai labāk izprastu šo efektu, piespiediet krāsaina organiskā stikla gabalu uz spuldzes virsmas. Rezultātā mūsu acs “redzēs” krāsu, ko plastmasa neuzsūc.
Katram objektam ir atstarošanas un pārraides spektrālās īpašības. Šie raksturlielumi nosaka, kā objekts atstaro un pārraida gaismu noteiktos viļņu garumos (5. attēls).
Spektrālās atstarošanas līkne
nosaka, mērot atstaroto gaismu, kad objektu apgaismo standarta avots.
Narkomānijas personīgie un psiholoģiskie faktori
Psiholoģijā tika mēģināts izveidot “īpašu profilu” personai, kurai ir nosliece uz narkotiku lietošanu. Pētījumi, kas veikti šajā virzienā, ir ļoti pretrunīgi. Tiek uzskatīts, ka visneaizsargātākais vecums ir pusaudža vecums, kas raksturots kā krīze, un tāpēc neaizsargāts...
Sociālais un psiholoģiskais klimats komandā
Komandas profesionālo briedumu raksturo cits svarīgs faktors- sociāli psiholoģiskais klimats, kas izveidojies konkrētā darba kolektīvā. Attiecības komandā, tās saliedētība lielā mērā ir atkarīga no tā, kādi ir paši komandas dalībnieki, kādi ir viņu personiskās īpašības un vispārējā kultūra...
Kautrība ir šaubu par sevi izpausme.
Bailes no neveiksmes, bailes no cilvēkiem. Kas tas ir, ja ne pašapziņas trūkums? Tas nozīmē, ka kautrība rodas no cilvēka pašapziņas trūkuma. Kāda ir atšķirība starp pārliecinātu cilvēku un nedrošu cilvēku? Pašpārliecināts cilvēks zina, ka viņam ir noteiktas tiesības, prot un var precīzi definēt un izteikt tā, ka, lai ko tas skartu...
Gaismas atstarošanas un laušanas likumi. Pilnīga iekšējā gaismas atstarošana
Gaismas atstarošanas likumus eksperimentāli atklāja 3. gadsimtā pirms mūsu ēras sengrieķu zinātnieks Eiklīds. Arī šos likumus var iegūt Haigensa principa rezultātā, saskaņā ar kuru katrs vides punkts, līdz kuram ir sasniegts traucējums, ir sekundāro viļņu avots. Viļņu virsma (viļņu fronte) nākamajā brīdī ir pieskares virsma visiem sekundārajiem viļņiem. Huigensa princips ir tīri ģeometrisks.
Plakans vilnis krīt uz CM gludās atstarojošās virsmas (1. att.), tas ir, vilnis, kura viļņu virsmas ir svītras.
Rīsi. 1 Huygens konstrukcija.
A 1 A un B 1 B ir krītošā viļņa stari, AC ir šī viļņa viļņa virsma (vai viļņa fronte).
Uz redzēšanos viļņu fronte no punkta C pārvietosies laikā t uz punktu B, no punkta A sekundārais vilnis izplatīsies pa puslodi līdz attālumam AD = CB, jo AD = vt un CB = vt, kur v ir viļņa ātrums pavairošana.
Atstarotā viļņa viļņu virsma ir taisna līnija BD, kas pieskaras puslodēm. Turklāt viļņa virsma pārvietosies paralēli sev atstaroto staru AA 2 un BB 2 virzienā.
Taisni trīsstūriΔАСВ un ΔADB ir kopīga hipotenūza AB un vienādas kājas AD = CB. Tāpēc viņi ir vienlīdzīgi.
Leņķi CAB = α un DBA = γ ir vienādi, jo tie ir leņķi ar savstarpēji perpendikulārām malām. Un no trīsstūru vienādības izriet, ka α = γ.
No Huygens konstrukcijas arī izriet, ka krītošie un atstarotie stari atrodas vienā plaknē ar perpendikulāru pret virsmu, kas atjaunota stara krišanas punktā.
Atstarošanas likumi ir spēkā, kad gaismas stari virzās pretējā virzienā. Sakarā ar gaismas staru ceļa atgriezeniskumu, mums ir tāds, ka stars, kas izplatās pa atstarotā, tiek atstarots pa krītošā ceļu.
Lielākā daļa ķermeņu atstaro tikai uz tiem krītošo starojumu, taču tie nav gaismas avots. Apgaismoti objekti ir redzami no visām pusēm, jo gaisma tiek atstarota no to virsmas dažādos virzienos, izkliedējot.
Šo fenomenu sauc izkliedēta atstarošana vai izkliedēta atstarošana. Izkliedēta gaismas atstarošana (2. att.) notiek no visām raupjām virsmām. Lai noteiktu šādas virsmas atstarotā stara ceļu, stara krišanas punktā tiek uzzīmēta plaknes pieskares virsmai, un attiecībā pret šo plakni tiek konstruēti krišanas un atstarošanas leņķi.
Rīsi. 2. Gaismas izkliedēta atstarošana.
Piemēram, 85% baltās gaismas atstarojas no sniega virsmas, 75% no balta papīra, 0,5% no melnā samta. Izkliedētā gaismas atstarošana nerada nepatīkamas sajūtas cilvēka acī, atšķirībā no spoguļatstarošanās.
Spožs gaismas atstarojums– tas ir, kad uz gludas virsmas noteiktā leņķī krītošie gaismas stari pārsvarā atstarojas vienā virzienā (3. att.). Atstarojošo virsmu šajā gadījumā sauc spogulis(vai spoguļa virsma). Spoguļu virsmas var uzskatīt par optiski gludām, ja uz tām esošo nelīdzenumu un neviendabīgumu izmērs nepārsniedz gaismas viļņa garumu (mazāks par 1 mikronu). Šādām virsmām gaismas atstarošanas likums ir izpildīts.
Rīsi. 3. Gaismas spoguļatstarošanās.
Plakans spogulis ir spogulis, kura atstarojošā virsma ir plakne. Plakans spogulis ļauj redzēt objektus tā priekšā, un šķiet, ka šie objekti atrodas aiz spoguļa plaknes. Ģeometriskajā optikā katrs gaismas avota S punkts tiek uzskatīts par diverģējoša staru kūļa centru (4. att.). Tādu staru kūli sauc homocentrisks. Punkta S attēls optiskā ierīcē ir homocentriski atstarota un lauzta staru kūļa centrs S' dažādos nesējos. Ja gaisma, kas izkliedēta pa dažādu ķermeņu virsmām, nokrīt uz plakana spoguļa un pēc tam, atstarojot no tā, iekrīt novērotāja acī, tad spogulī ir redzami šo ķermeņu attēli.
Rīsi. 4. Attēls izveidots, izmantojot plakanu spoguli.
Attēlu S’ sauc par reālu, ja stara atstarotie (lauztie) stari krustojas punktā S 1. Attēlu S 1 sauc par iedomātu, ja tajā krustojas nevis paši atstarotie (lauztie) stari, bet gan to turpinājumi. Gaismas enerģija nesasniedz šo punktu. Attēlā 4. attēlā parādīts gaismas punkta S attēls, kas parādās, izmantojot plakanu spoguli.
Stars SO krīt uz CM spoguļa 0° leņķī, tāpēc atstarošanas leņķis ir 0°, un šis stars pēc atstarošanas iet pa ceļu OS. No visas staru kopas, kas no punkta S krīt uz plakanu spoguli, mēs izvēlamies staru SO 1.
SO 1 stars krīt uz spoguļa leņķī α un tiek atstarots leņķī γ (α = γ). Ja turpināsim atstarotos starus aiz spoguļa, tie saplūdīs punktā S 1, kas ir punkta S virtuāls attēls plaknes spogulī. Tādējādi cilvēkam šķiet, ka stari nāk ārā no punkta S 1, lai gan patiesībā staru, kas iziet no šī punkta un iekļūst acī, nav. Punkta S 1 attēls atrodas simetriski spožākajam punktam S attiecībā pret CM spoguli. Pierādīsim to.
Uz spoguļa krītošais stars SB 2 leņķī (5. att.), saskaņā ar gaismas atstarošanas likumu tiek atstarots leņķī 1 = 2.
Rīsi. 5. Atspulgs no plakana spoguļa.
No att. 1.8 var redzēt, ka leņķi 1 un 5 ir vienādi – kā vertikālie. Leņķu summas ir 2 + 3 = 5 + 4 = 90°. Tāpēc leņķi 3 = 4 un 2 = 5.
Taisnajiem trijstūriem ΔSOB un ΔS 1 OB ir kopīga kāja OB un vienādi asie leņķi 3 un 4, tāpēc šie trīsstūri ir vienādi sānos un divi leņķi blakus kājai. Tas nozīmē, ka SO = OS 1, tas ir, punkts S 1 atrodas simetriski punktam S attiecībā pret spoguli.
Lai plakanā spogulī atrastu objekta AB attēlu, pietiek no objekta galējiem punktiem nolaist perpendikulu uz spoguļa un, turpinot tos aiz spoguļa, atstāt aiz tā attālumu, kas vienāds ar attālumu no objekta. spogulis uz galējais punkts objekts (6. att.). Šis attēls būs iedomāts un iekšā dzīves lielums. Objektu izmēri un relatīvais novietojums tiek saglabāti, bet tajā pašā laikā spogulī kreisā un labā puse attēls mainās vietām, salīdzinot ar pašu objektu. Tāpat netiek pārkāpts uz plakana spoguļa pēc atstarošanas krītošo gaismas staru paralēlisms.
Rīsi. 6. Priekšmeta attēls plakanā spogulī.
Tehnoloģijās bieži izmanto spoguļus ar sarežģītu izliektu atstarojošu virsmu, piemēram, sfēriskus spoguļus. Sfērisks spogulis- šī ir ķermeņa virsma, kurai ir sfēriska segmenta forma un kas spoži atstaro gaismu. Tiek pārkāpts staru paralēlisms, atstarojot no šādām virsmām. Spogulis sauc ieliekts, ja stari atspīd no iekšējā virsma sfērisks segments.
Paralēli gaismas stari pēc atstarošanas no šādas virsmas tiek savākti vienā punktā, tāpēc ieliekto spoguli sauc. kolekcionēšana. Ja stari atstarojas no spoguļa ārējās virsmas, tad tā arī notiks izliekts. Paralēli gaismas stari ir izkliedēti dažādas puses, Tāpēc izliekts spogulis sauca izkliedējošs.
| Refrakcija Divu nesēju saskarnē krītošā gaismas plūsma ir sadalīta divās daļās: viena daļa tiek atspoguļota, otra tiek lauzta. | |
| V. Snels (Snellius) pirms H. Haigensa un I. Ņūtona 1621. gadā eksperimentāli atklāja gaismas laušanas likumu, taču nesaņēma formulu, bet izteica to tabulu veidā, jo līdz tam laikam matemātikā vēl nebija zināmi funkcijas grēks un cos. | |
| Gaismas laušana ievēro likumu: 1. Krītošais stars un lauztais stars atrodas vienā plaknē ar perpendikulu, kas izveidots staru kūļa krišanas punktā pret saskarni starp abām vidēm. 2. Krituma leņķa sinusa attiecība pret laušanas leņķa sinusu diviem dotiem medijiem ir nemainīga vērtība (monohromatiskajai gaismai). |  |
 | |
| Refrakcijas iemesls ir viļņu izplatīšanās ātruma atšķirības dažādās vidēs. | |
| Vērtību, kas vienāda ar gaismas ātruma attiecību vakuumā un gaismas ātrumu noteiktā vidē, sauc par vides absolūto refrakcijas indeksu. Šī tabulas vērtība ir noteiktas vides īpašība. | |
Vērtību, kas vienāda ar gaismas ātruma attiecību vienā vidē un gaismas ātrumu citā, sauc par otrās vides relatīvo refrakcijas indeksu attiecībā pret pirmo.  | |
| Rerakcijas likuma pierādījums. Krītošo un lauzto staru izplatīšanās: MM" - saskarne starp diviem nesējiem. Stari A 1 A un B 1 B - krītošie stari; α - krišanas leņķis; AC - viļņu virsma brīdī, kad stars A 1 A sasniedz saskarni starp vide.Izmantojot Huigensa principu, konstruēsim viļņu virsmu brīdī, kad stars B 1 B sasniegs saskarni starp nesējiem. Konstruēsim lauztos starus AA 2 un BB 2. β ir laušanas leņķis. AB ir trijstūra ABC un ABD kopīgā mala. Tā kā stari un viļņu virsmas ir savstarpēji perpendikulāri, tad leņķis ABD= α un leņķis BAC=β. Tad iegūstam: |
 |
 | |
| Prizmā vai plakanparalēlā plāksnē refrakcija notiek katrā sejā saskaņā ar gaismas laušanas likumu. Neaizmirstiet, ka vienmēr ir pārdomas. Turklāt faktiskais staru ceļš ir atkarīgs gan no laušanas koeficienta, gan no laušanas leņķa - leņķa prizmas virsotnē.) |   |
| Kopējais atstarojums Ja gaisma nokrīt no optiski blīvākas vides uz optiski mazāk blīvu, tad pie katras vides noteiktā krišanas leņķa lauztais stars pazūd. Tiek novērota tikai refrakcija. Šo parādību sauc par pilnīgu iekšējo refleksiju. |  |
|
 |
||
Krituma leņķi, kas atbilst refrakcijas leņķim 90°, sauc par kopējā iekšējā atstarojuma ierobežojošo leņķi (a 0). No refrakcijas likuma izriet, ka gaismai no jebkuras vides nonākot vakuumā (vai gaisā)  |  |
|
| Ja mēs cenšamies skatīties no zem ūdens uz to, kas atrodas gaisā, tad noteiktā leņķī, kurā mēs skatāmies, mēs varam redzēt dibenu, kas atspīd no ūdens virsmas. Tas ir svarīgi ņemt vērā, lai nezaudētu orientāciju. | ||
| Rotaslietās akmeņu griešana tiek izvēlēta tā, lai uz katras sejas būtu pilnīgs atspoguļojums. Tas izskaidro "akmeņu spēli". | ||
| Mirāžas fenomens tiek skaidrots arī ar totālu iekšējo refleksiju. |  |
|
Atstarošanas likums pirmo reizi tika minēts Eiklida katoptrikā, kas datēts ar aptuveni 300. gadu pirms mūsu ēras. e.
Pārdomu likumi. Freneļa formulas
Gaismas atstarošanas likums - nosaka gaismas stara kustības virziena izmaiņas, saskaroties ar atstarojošu (spoguļa) virsmu: krītošie un atstarotie stari atrodas vienā plaknē ar atstarojošās virsmas normālu krišanas punkts, un šī norma sadala leņķi starp stariem divās vienādās daļās. Plaši izmantotais, bet mazāk precīzais formulējums “krišanas leņķis ir vienāds ar atstarošanas leņķi” nenorāda precīzu stara atstarošanas virzienu. Tomēr tas izskatās šādi:
Šis likums ir Fermā principa piemērošanas rezultāts atstarojošai virsmai, un, tāpat kā visi ģeometriskās optikas likumi, tas ir atvasināts no viļņu optikas. Likums ir spēkā ne tikai perfekti atstarojošām virsmām, bet arī divu nesēju robežai, kas daļēji atstaro gaismu. Šajā gadījumā, tāpat kā gaismas laušanas likums, tas neko nenosaka par atstarotās gaismas intensitāti.
Atstarošanas mehānisms
Kad sit elektromagnētiskais vilnis uz vadošās virsmas rodas strāva, kuras elektromagnētiskais lauks tiecas kompensēt šo efektu, kas noved pie gandrīz pilnīgas gaismas atstarošanas.
Refleksijas veidi
Gaismas atstarošana var būt atspoguļots(tas ir, kā novērots, lietojot spoguļus) vai izkliedēts(šajā gadījumā atstarojot netiek saglabāts staru ceļš no objekta, bet tikai gaismas plūsmas enerģijas komponents) atkarībā no virsmas rakstura.
Spogulis O. s. izceļas ar zināmu attiecību starp krītošo un atstaroto staru novietojumu: 1) atstarotais stars atrodas plaknē, kas iet cauri krītošajam staram un normālā pret atstarojošo virsmu; 2) atstarošanas leņķis ir vienāds ar krišanas leņķi j. Atstarotās gaismas intensitāte (ko raksturo atstarošanas koeficients) ir atkarīga no j un krītošā staru kūļa polarizācijas (skat. Gaismas polarizācija), kā arī no 2. un 1. vides refrakcijas koeficientu n2 un n1 attiecības. . Šo atkarību (atstarojošai videi - dielektriķim) kvantitatīvi izsaka Fresnela formula. No tiem jo īpaši izriet, ka tad, kad gaisma krīt normāli pret virsmu, atstarošanas koeficients nav atkarīgs no krītošā stara polarizācijas un ir vienāds ar
(n2 - n1)²/(n2 + n1)²
Īpaši svarīgajā gadījumā, kad no gaisa vai stikla uz to saskarnes parasti nokrīt (nair " 1.0; nst = 1.5), tas ir " 4%.
Atstarotās gaismas polarizācijas raksturs mainās, mainoties j, un atšķiras krītošās gaismas komponentiem, kas polarizēti paralēli (p-komponents) un perpendikulāri (s-komponents) krišanas plaknei. Ar polarizācijas plakni mēs, kā parasti, domājam svārstību plakni elektriskais vektors gaismas vilnis. Pie leņķiem j, kas vienādi ar tā saukto Brūstera leņķi (skat. Brūstera likumu), atstarotā gaisma kļūst pilnībā polarizēta perpendikulāri krišanas plaknei (krītošās gaismas p-komponents pilnībā laužas atstarojošā vidē; ja šī vide stipri absorbē gaismu, tad lauztā p-komponente nonāk vidē ir ļoti mazs ceļš). Šī spoguļa īpašība O. s. izmanto vairākās polarizācijas ierīcēs. Ja j ir lielāks par Brewster leņķi, dielektriķu atstarošanas koeficients palielinās, palielinoties j, tiecoties līdz 1 robežās neatkarīgi no krītošās gaismas polarizācijas. Spekulārā optiskā sistēmā, kā redzams no Fresnela formulām, atstarotās gaismas fāze vispārējā gadījumā strauji mainās. Ja j = 0 (gaisma normāli krīt uz saskarni), tad n2 > n1 atstarotā viļņa fāze nobīdās par p, ja n2< n1 - остаётся неизменной. Сдвиг фазы при О. с. в случае j ¹ 0 может быть различен для р- и s-составляющих падающего света в зависимости от того, больше или меньше j угла Брюстера, а также от соотношения n2 и n1. О. с. от поверхности оптически менее плотной среды (n2 < n1) при sin j ³ n2 / n1 является полным внутренним отражением, при котором вся энергия падающего пучка лучей возвращается в 1-ю среду. Зеркальное О. с. от поверхностей сильно отражающих сред (например, металлов) описывается формулами, подобными формулам Френеля, с тем (правда, весьма существенным) изменением, что n2 становится комплексной величиной, мнимая часть которой характеризует поглощение падающего света.
Absorbcija atstarojošā vidē noved pie tā, ka nav Brewster leņķa un augstākas (salīdzinot ar dielektriķiem) atstarošanas koeficienta vērtības - pat normālā biežumā tas var pārsniegt 90% (tas izskaidro gludu metālu un metalizētu virsmu plašo izmantošanu spoguļi).Atšķiras arī polarizācijas raksturlielumi.no absorbējošās vides atstarotos gaismas viļņus (pateicoties citām krītošo viļņu p- un s-komponentu fāzes nobīdēm). Atstarotās gaismas polarizācijas raksturs ir tik jutīgs pret atstarojošās vides parametriem, ka daudzas metālu izpētes optiskās metodes ir balstītas uz šo parādību (sk. Magneto-optics, Metal-optics).
Izkliedētā O. s. - tā izkliede pa 2. barotnes nelīdzeno virsmu visos iespējamos virzienos. Atstarotās starojuma plūsmas telpiskais sadalījums un tās intensitāte dažādos īpašos gadījumos ir atšķirīga, un to nosaka attiecība starp l un nelīdzenumu lielumu, nelīdzenumu sadalījumu pa virsmu, apgaismojuma apstākļiem un atstarojošās vides īpašībām. . Izkliedēti atstarotās gaismas telpiskā sadalījuma ierobežojošo gadījumu, kas dabā nav strikti izpildīts, apraksta Lamberta likums. Izkliedētā O. s. novērots arī no vides iekšējā struktūra kas ir neviendabīga, kas noved pie gaismas izkliedes barotnes tilpumā un tās daļas atgriešanās 1. vidē. Izkliedētās O. s. no šādiem nesējiem nosaka tajos notiekošo vienas un vairāku gaismas izkliedes procesu raksturs. Gan gaismas absorbcija, gan izkliede var būt ļoti atkarīga no l. Tā rezultātā mainās difūzi atstarotās gaismas spektrālais sastāvs, kas (apgaismojot ar baltu gaismu) tiek vizuāli uztverta kā ķermeņu krāsa.
Pilnīga iekšējā atspulga
Palielinoties krišanas leņķim i, palielinās arī laušanas leņķis, savukārt atstarotā stara intensitāte palielinās, bet lauztais stars samazinās (to summa ir vienāda ar krītošā stara intensitāti). Par kādu vērtību i = i k stūrī r= π / 2, lauztā stara intensitāte kļūs vienāds ar nulli, visa gaisma tiks atspoguļota. Ar turpmāku leņķa palielināšanos i > i k Nebūs lauzta stara, gaisma ir pilnībā atspoguļota.
Mēs atradīsim kritiskā krišanas leņķa vērtību, pie kura sākas pilnīga atstarošana, ievietosim to refrakcijas likumā r= π / 2, tad grēks r= 1 nozīmē:
grēks i k = n 2 / n 1Izkliedētā gaismas izkliede
θ i = θ r .
Krituma leņķis ir vienāds ar atstarošanas leņķi
Stūra atstarotāja darbības princips
Wikimedia fonds. 2010. gads.
Skatiet, kas ir “gaismas atspulgs” citās vārdnīcās:
Parādība, ka, kad gaisma (optiskais starojums) nokrīt no pirmās vides uz saskarni ar otro vidi, gaismas mijiedarbība ar otro vidi izraisa gaismas viļņa parādīšanos, kas izplatās no saskarnes atpakaļ uz pirmo... . .. Fiziskā enciklopēdija
Gaismas viļņa atgriešanās, kad tas krīt uz saskarnes starp diviem nesējiem ar dažādiem refrakcijas indeksiem, atpakaļ pirmajā vidē. Ir spoguļi gaismas atspīdumi (saskarnes nelīdzenumu izmēri l ir mazāki par gaismas garumu... ... Lielā enciklopēdiskā vārdnīca
GAISMAS ATSTAROŠANA, gaismas stara daļas, kas krīt uz saskarnes starp diviem datu nesējiem, atgriešana atpakaļ pirmajā vidē. Izšķir gaismas spožo atstarošanos (saskarnes nelīdzenumu izmēri L ir mazāki par gaismas viļņa garumu l) un difūzo atstarošanos (L?... ... Mūsdienu enciklopēdija
Gaismas atspīdums- GAISMAS ATSTAROŠANA, gaismas stara daļas, kas krīt uz saskarnes starp diviem medijiem, atgriešana “atpakaļ” uz pirmo vidi. Izšķir gaismas spožo atstarošanos (saskarnes nelīdzenumu izmēri L ir mazāki par gaismas viļņa garumu l) un difūzo atstarošanos (L... Ilustrētā enciklopēdiskā vārdnīca
gaismas atspulgs- Parādība, ka gaisma, kas krīt uz saskarnes starp diviem nesējiem ar dažādiem refrakcijas rādītājiem, tiek daļēji vai pilnībā atgriezta vidē, no kuras tā krīt. [Ieteicamo terminu krājums. 79. izdevums. Fiziskā...... Tehniskā tulkotāja rokasgrāmata
Parādība, ka gaismai (optiskajam starojumam (skat. Optiskais starojums)) nokrītot no vienas vides tās saskarnē ar 2. vidi, gaismas mijiedarbība ar vielu izraisa gaismas viļņa parādīšanos,... ... Lielā padomju enciklopēdija
Gaismas viļņa atgriešanās, kad tas nokrīt uz saskarnes starp diviem nesējiem ar dažādiem refrakcijas rādītājiem “atpakaļ” uz pirmo vidi. Ir spoguļi gaismas atspīdumi (saskarnes nelīdzenumu izmēri l ir mazāki par gaismas garumu... ... enciklopēdiskā vārdnīca
gaismas atspulgs- šviesos atspindys statusas T joma fizika atitikmenys: engl. gaismas atspulgs vok. Reflexion des Lichtes, f rus. gaismas atspulgs, n pranc. réflexion de la lumière, f… Fizikos terminų žodynas