Закон отражения света


Основные законы геометрической оптики перечислены ниже: Закон прямолинейного распространения света. В оптически однородной среде в частности, в вакууме лучи света распространяются прямолинейно. Прямолинейностью распространения света объясняется образование тени, т. При малых размерах источника светящаяся точка получается резко очерченная тень. При больших размерах источника создаются нерезкие тени. Дело в закон отражения света, что от каждой точки источника свет распространяется прямолинейно и предмет, освещенный уже двумя светящимися точками, даст две несовпадающие тени, наложение которых образует тень неравномерной густоты. Полная тень при протяженном источнике образуется лишь в тех участках экрана, куда свет не попадает совсем. Закон отражения света краям полной тени располагается более светлая область. Закон независимости световых пучков. Энергия в каждом пучке распространяется независимо от других пучков; освещенность поверхности, на которую падает несколько пучков, равна сумме освещенностей, создаваемых каждым пучком в отдельности. Луч света в однородной среде прямолинеен до тех закон отражения света, пока он не дойдет до границы этой среды с другой средой. На границе двух сред луч меняет свое направление. Часть света а в ряде случаев и весь свет возвращается в первую среду. Это явление называется отражением света. Одновременно закон отражения света частично проходит во вторую среду, меняя при этом направление своего распространения - преломляется. Зеркальное и диффузное отражение. В зависимости от свойств границы раздела между двумя закон отражения света отражение может иметь различный характер. Если граница имеет вид поверхности, размеры неровностей которой меньше длины световой волны, то она называется зеркальной. Лучи света, падающие на такую поверхность узким параллельным пучком, идут после отражения также по близким направлениям. Такое направленное отражение называют зеркальным. Если же размеры неровностей больше длины волны света, то узкий пучок рассеивается на границе. После отражения лучи света идут по всевозможным направлениям. Такое отражение называют рассеянным или диффузным. Именно благодаря диффузному отражению света мы можем видеть предметы, которые сами не излучают свет. В малой степени рассеяние света имеет место при его отражении даже от самой гладкой поверхности, например, от обычного зеркала. Иначе мы не могли бы увидеть поверхность зеркала. Закон отражения света определяет взаимное расположение падающего луча, отраженного луча и перпендикуляра к поверхности, восстановленного в точке закон отражения света. Этот закон справедлив для волн любой природы и формулируется так: падающий луч, отраженный луч и перпендикуляр закон отражения света границе раздела двух сред, восстановленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости; закон отражения света отражения g равен углу падения a Очевидно, что этот закон будет выполняться и в том случае, если свет будет распространяться в обратном направлении. Обратимость хода световых лучей является их важным свойством. Изображение в плоском зеркале. Пусть светящаяся точка находится перед плоской отражающей свет поверхностью, т. Поставим вопрос: где мы увидим этой точки, закон отражения света посмотрим в зеркало? Для ответа на этот вопрос рассмотрим несколько закон отражения света из точки S и попадающих после отражения в глаз наблюдателя. Человеку кажется, что лучи выходят из точки S1, которую можно найти, продолжив лучи в противоположную сторону до пересечения. Точка S1 поэтому будет являться изображением точки S в плоском зеркале. Это изображение называетсятак как в точке S1 пересекаются не сами отраженные лучи, а их продолжения. Световая энергия в эту точку не поступает. Рассмотрим любые два луча расходящегося пучка, например крайние лучи пучка, попадающего в глаз, - лучи AB и CD. В треугольниках SAC и S 1AC сторона AC общая. Используя закон отражения, можно доказать, что углы в треугольниках, прилегающие к этой стороне, соответственно конгруэнтны. Следовательно, треугольники конгруэнтны и совместятся друг с другом, если перегнуть рисунок по линии зеркала. Это означает, что точка S 1 расположена симметрично точке S относительно зеркала. Поэтому для нахождения изображения точки достаточно опустить из нее на зеркало или на его продолжение перпендикуляр и продолжить его на такое же расстояние за зеркало. На границе двух сред свет меняет направление своего распространения. Закон отражения света световой энергии возвращается в первую среду, т. Если вторая среда прозрачна, то часть света при определенных условиях может пройти через границу сред, также меняя при этом, как правило, направление своего распространения. Это явление называется преломлением света. Вследствие преломления наблюдается кажущееся изменение размеров, формы и расположения предметов. В этом нас могут убедить простые наблюдения. Установим наклонно карандаш в стакане с водой. Часть карандаша, находящаяся в воде, кажется сдвинутой в сторону и увеличенной закон отражения света диаметре. Подобные явления объясняются изменением напрвления лучей на границе двух сред. Луч, распространяющийся в первой среде и достигающий границы, называется падающим лучом. Закон отражения света составляет с перпендикуляром к границе, проведенным через точку падения, угол a, называемый углом падения. Луч, прошедший во вторую среду, называют преломленным лучом. Угол b, который закон отражения света луч образует с тем же закон отражения света, называют углом преломления. Закон преломления, установленный экспериментально в XVII веке, закон отражения света следующим образом: Падающий луч, преломленный луч и перпендикуляр закон отражения света границе раздела двух сред, восстановленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости; отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для двух данных сред. Постоянная величина, входящая в закон преломления света, называется относительным показателем преломления или показателем преломления одной среды относительно первой. Показатель преломления среды относительно вакуума называют абсолютным показателем преломления этой среды. Он равен отношению синуса к синусу при переходе светового луча из вакуума в закон отражения света среду. Относительный показатель преломления n связан с абсолютными показателями n 2 и n 1 первой среды соотношением: Поэтому закон преломления может быть записан следующим образом: Среду с меньшим абсолютным показателем преломления принято называть оптически менее плотной средой Абсолютный показатель преломления среды имеет глубокий физический смысл. Он связан со скоростью распространения света в данной среде и зависит от физического закон отражения света среды, в которой распространяется свет, т. Показатель преломления зависит также и от характеристик самого света. Для красного света закон отражения света меньше, чем для зеленого, а для зеленого меньше, чем для фиолетового. В данном случае стекло является первой средой, а воздух - второй. Закон преломления запишется так: При этом большет. Закон отражения света, переходя в среду, луч отклоняется в сторону от перпендикуляра к границе двух сред.

Смотри также