Rezumat Legea reflexiei luminii

1 Istoricul
2 Legile reflecție. formulele Fresnel
- 2.1 Shift Fedorova
Mecanismul de reflecție 3
4 Tipuri de reflecție
- 4.1 Oglindirea
- 4.2 reflecție internă totală
- 4.3 Difuze reflecție a luminii

Reflecția - proces fizic sau interacțiune val cu suprafața particulelor, schimbarea în direcția wavefront la limita a două medii cu proprietăți optice diferite, în care frontul de undă este readuse în mediul din care provine. Concomitent cu reflexia undelor la interfața de obicei, este valuri refractată (cu excepția reflexiei interne totale).

În acustică, reflecția este cauza ecoului, și este utilizat în sonar. În geologie, ea joacă un rol important în studiul undelor seismice. Reflecția se observă cu valuri de suprafață în corpurile de apă. Reflecția se observă cu mai multe tipuri de unde electromagnetice, nu numai la lumina vizibilă. Unda de radio VHF de reflecție și frecvența mai mare este important pentru radio și radar. Chiar și rigid raze X și raze gamma pot fi reflectate la unghiuri mici la suprafață, oglinzi special realizate.

1. Istoricul

Pentru prima dată legea de reflecție menționat în „catoptrică“ Euclid, datând de la aproximativ 200 î.Hr.. e.

2. Legile reflecției. formulele Fresnel

Legea de reflectare a luminii - setează schimbarea în calea fasciculului de lumină în direcția de întâlnirea cu reflexie (oglinda) suprafața: incident și reflectat razele se află într-un singur plan cu normala la suprafața de reflexie în punctul de incidență, și care împarte unghiul normal de între grinzi în două părți egale. Larg raspandita, dar mai puțin precisă formularea „unghi de incidență este egal cu unghiul de reflexie“ nu indică direcția precisă a fasciculului de reflecție. Cu toate acestea, se pare, după cum urmează:

Această lege este o consecință a aplicării principiului lui Fermat la suprafața de reflexie și, la fel ca toate legile opticii geometrice, unda optica este derivat din. Legea este valabil nu numai pentru suprafețe ideale de reflexie, ci și pentru a limita dintre două medii, o parte a luminii de reflexie. În acest caz, precum și legea refracției luminii, el nu spune nimic despre intensitatea luminii reflectate.

2.1. schimbare Fedorova

Shift Fedorov - fenomenul de deplasare laterală a fasciculului de lumină reflectată. Fasciculul reflectat nu se află în același plan ca și fasciculul incident. Fenomen a prezis teoretic F. I. Fodorovym în 1954, iar mai târziu a găsit experimental.

3. Mecanismul de reflecție

In electrodinamicii clasice, lumina este privit ca o undă electromagnetică, care este descris de ecuațiile lui Maxwell. undele luminoase incidente pe un dielectric mici vibrații provoca polarizare dielectric în atomii individuali, prin care fiecare particulă emite unde secundare în toate direcțiile (ca o antenă dipol). Toate aceste valuri sunt formate în conformitate cu principiul Huygens - Fresnel oferă reflexie și refracție. După contactul cu undele electromagnetice de la o suprafață care efectuează cu oscilații de electroni (curent electric), câmp electromagnetic care tinde să compenseze acest efect, ceea ce duce la reflexie aproape totală a luminii.

În funcție de frecvența de rezonanță a circuitelor oscilatorii în structura moleculară a substanței, după reflecție, este emis val de o anumită frecvență (o anumită culoare). Deci, lucrurile devin de culoare.

4. Tipuri de reflecție

Reflectarea luminii poate fi oglindite (adică, cum se observă atunci când se utilizează oglinzi) sau difuze (în acest caz, reflecția nu este stocată calea razelor de obiect și numai componenta energetică a fluxului luminos), în funcție de natura suprafeței.

4.1. reflexie

lumina reflexie diferă unele poziții de conectare ale incidentului și reflectate grinzi: 1) fasciculul reflectat află într-un plan care trece prin fasciculul incident și normala la suprafața de reflexie, recuperate în punctul de incidență; 2) unghiul de reflexie este egal cu unghiul de incidență j. Intensitatea luminii reflectate (reflectanță caracterizat) depind de j și polarizarea fasciculului incident razelor (vezi. Raza de polarizare), precum și raportul dintre indicii de refracție a 2 n1 și n2 și media 1st. Cantitativ, această dependență (de reflexie mediu - dielectric) exprimă formulele Fresnel. Dintre acestea, în special, că pentru lumină incidență normală la suprafața coeficientului de reflexie nu depinde de polarizarea fasciculului de raze incidente și este egal cu

În importanta cazul special al incidență normală a aerului sau a sticlei la interfața lor (indicele de refracție al aerului = 1,0; sticlă = 1,5), este de 4%.

4.2. reflecție internă totală

Observat pentru unde electromagnetice sau acustice la interfața a două medii, când unda este incidență dintr-un mediu cu o viteză mai mică de propagare (în cazul fasciculelor de lumină, aceasta corespunde unui indice de refracție mai mare).

Odată cu creșterea unghiului de incidență i. unghiul de refracție crește, de asemenea, intensitatea creșterilor fasciculului reflectate și refractate - cade (suma lor este egală cu intensitatea luminii incidente). La o anumită valoare critică i = intensitatea razelor refractate ik devine zero și reflexia luminii totale se produce. Unghiul critic de incidență pot fi găsite prin punerea în legea de refracție a unghiului de refracție de 90 °:

4.3. reflexie difuză a luminii

Atunci când lumina este reflectată de o suprafață neuniformă a grinzilor reflectate în direcții diferite. Din acest motiv, nu poți vedea reflexia lui, se uita la dur (mat) suprafață. Difuz rugozitatea suprafeței de reflexie devine la ordinea de lungime de undă sau mai mult. Astfel, aceeași suprafață poate fi mată, difuziv reflectă în radiații vizibile sau ultraviolete, dar netedă și oglindă care reflectă radiația infraroșie.