A körülötted lévő tárgyak többsége: házak, fák, osztálytársaid stb. nem fényforrás. De látod őket. A válasz a „Miért van ez így?” kérdésre? ebben a bekezdésben találja meg.

Rizs. 11.1. Fényforrás nélkül nem lehet látni semmit. Ha van fényforrás, akkor nemcsak magát a forrást látjuk, hanem a forrásból érkező fényt visszaverő tárgyakat is

Tudja meg, miért látunk olyan testeket, amelyek nem fényforrások

Azt már tudod, hogy egy homogén átlátszó közegben a fény egyenes vonalban halad.

Mi történik, ha valami test van a fénysugár útjában? A fény egy része áthatol a testen, ha az átlátszó, egy része elnyelődik, és bizonyosan visszaverődik a testről. Néhány visszavert sugár eléri a szemünket, és meglátjuk ezt a testet (11.1. ábra).

A fényvisszaverődés törvényeinek megállapítása

A fényvisszaverődés törvényeinek megállapításához egy speciális eszközt fogunk használni - egy optikai alátétet*. Rögzítsünk egy tükröt az alátét közepére, és irányítsunk rá keskeny fénysugarat úgy, hogy az világos csíkot hozzon létre az alátét felületén. Látjuk, hogy a tükörről visszaverődő fénysugár is világos csíkot hoz létre az alátét felületén (lásd 11.2. ábra).

A beeső fénysugár irányát a CO-sugár határozza meg (11.2. ábra). Ezt a sugarat beeső sugárnak nevezik. Az OK sugárral beállítjuk a visszavert fénysugár irányát. Ezt a sugarat visszavert sugárnak nevezzük.

A sugár O beesési pontjából rajzoljunk egy merőleges OB-t a tükör felületére. Figyeljünk arra, hogy a beeső sugár, a visszavert sugár és a merőleges ugyanabban a síkban - az alátétfelület síkjában - fekszik.

A beeső sugár és a beesési pontból húzott merőleges közötti α szöget beesési szögnek nevezzük; A visszavert sugár és egy adott merőleges közötti β szöget visszaverődési szögnek nevezzük.

Az α és β szögek megmérésével ellenőrizheti, hogy egyenlők-e.

Ha a fényforrást a lemez széle mentén mozgatja, a fénysugár beesési szöge és a visszaverődési szög ennek megfelelően megváltozik, és minden alkalommal egyenlő lesz a beesési szög és a fény visszaverődési szöge. (11.3. ábra). Tehát felállítottuk a fényvisszaverődés törvényeit:

Rizs. 11.3. A fény beesési szögének változásával a visszaverődés szöge is változik. A visszaverődési szög mindig egyenlő a beesési szöggel

Rizs. 11.5. Fénysugarak reverzibilitásának bemutatása: a visszavert sugár követi a beeső sugár útját

rizs. 11.6. A tükörhöz közeledve a „kettőnket” látjuk benne. Természetesen nincs „kettős” - a tükörben látjuk a tükörképünket

1. A beeső sugár, a visszavert sugár és a sugár beesési pontjából húzott visszaverődő felületre merőleges egy síkban van.

2. A visszaverődés szöge egyenlő a beesési szöggel: β = α.

A fényvisszaverődés törvényeit Eukleidész ókori görög tudós állapította meg még a 3. században. I.E e.

Milyen irányba fordítsa a professzor a tükröt, hogy " napfényes nyuszi"elütötte a fiút (11.4. ábra)?

Az optikai alátéten lévő tükör segítségével a fénysugarak visszafordíthatóságát is bemutathatja: ha a beeső sugár a visszavert út mentén irányul, akkor a visszavert sugár menni fog a sugár a zuhanó útja mentén (11.5. ábra).

A kép tanulmányozása síktükörben

Nézzük meg, hogyan jön létre a kép egy lapos tükörben (11.6. ábra).

Essen egy széttartó fénysugár S pontszerű fényforrásból egy lapos tükör felületére. Ebből a nyalábból választjuk ki az SA, SB és SC sugarakat. A fényvisszaverődés törvényeit felhasználva megszerkesztjük az LL b BB 1 és CC 1 visszavert sugarakat (11.7. ábra, a). Ezek a sugarak széttartó nyalábban haladnak. Ha az ellenkező irányba (a tükör mögé) kiterjeszti őket, akkor mindegyik egy pontban metszi egymást - S 1, amely a tükör mögött található.

Ha a tükörről visszaverődő sugarak egy része megüti a szemét, akkor úgy tűnik, hogy a visszavert sugarak az S 1 pontból jönnek ki, bár a valóságban az S 1 pontban nincs fényforrás. Ezért az S 1 pontot az S pont virtuális képének nevezzük. A síktükör mindig virtuális képet ad.

Nézzük meg, hogyan helyezkedik el a tárgy és a képe a tükörhöz képest. Ehhez térjünk át a geometriára. Vegyünk például egy SC sugarat, amely egy tükörre esik, és visszaverődik róla (11.7. ábra, b).

Az ábráról látjuk, hogy Δ SOC = Δ S 1 OC derékszögű háromszögek, amelyeknek CO közös oldala és egyenlő hegyesszögei (mivel a fényvisszaverődés törvénye szerint α = β). A háromszögek egyenlőségéből azt kapjuk, hogy SO = S 1 O, azaz az S pont és annak S 1 képe szimmetrikus egy lapos tükör felületéhez képest.

Ugyanez mondható el a kiterjesztett tárgy képéről: a tárgy és képe szimmetrikus a lapos tükör felületéhez képest.

Tehát telepítettük általános jellemzők képek lapos tükrökben.

1. Egy lapos tükör virtuális képet ad egy tárgyról.

2. A lapos tükörben lévő tárgy képe és maga a tárgy szimmetrikus a tükör felületéhez képest, és ez azt jelenti:

1) a tárgy képe mérete megegyezik magával a tárggyal;

2) a tárgy képe ugyanolyan távolságra van a tükör felületétől, mint maga a tárgy;

3) a tárgy egy pontját és a kép megfelelő pontját összekötő szakasz merőleges a tükör felületére.

Különbséget kell tenni a tükör és a diffúz fényvisszaverődés között

Este, amikor világít a szobában, láthatjuk a képünket ablaküveg. De a kép eltűnik, ha bezárja a függönyöket: nem fogjuk látni a képünket az anyagon. Miért? A kérdésre adott válasz legalább kettőt foglal magában fizikai jelenségek.

Az első ilyen fizikai jelenség a fény visszaverődése. A kép megjelenéséhez a fénynek tükörképen kell visszaverődnie a felületről: az S pontforrásból érkező fény tükröződése után a visszavert sugarak folytatásai egy S1 pontban metszik egymást, ami az S pont képe lesz (ábra 11.8, a). Ilyen visszaverődés csak nagyon sima felületekről lehetséges. Ezeket tükörfelületeknek nevezik. A közönséges tükrön kívül a tükörfelületekre példa az üveg, a polírozott bútor, a nyugodt vízfelület stb. (11.8. ábra, b, c).

Ha a fény durva felületről verődik vissza, az ilyen visszaverődést szórt (diffúz) néven nevezzük (11.9. ábra). Ebben az esetben a visszavert sugarak különböző irányokba terjednek (ezért látunk egy megvilágított tárgyat bármely irányból). Nyilvánvaló, hogy sokkal több felület van, amely szórja a fényt, mint a tükör.

Nézz körül, és nevezz meg legalább tíz olyan felületet, amelyek szórt fényt vernek vissza.

Rizs. 11.8. A fény tükröződése a fény sima felületről való visszaverődése

Rizs. 11.9. A fény szórt (diffúz) visszaverődése a fény durva felületről való visszaverődése

A második fizikai jelenség, amely befolyásolja a képlátás képességét, a fényelnyelés. Végtére is, a fény nem csak visszaverődik fizikai testek, hanem fel is szívódik bennük. A legjobb fényvisszaverők a tükrök: a beeső fény 95%-át képesek visszaverni. A testek jó fényvisszaverők fehér, de a fekete felület szinte az összes ráeső fényt elnyeli.

Amikor ősszel esik a hó, az éjszakák sokkal könnyebbé válnak. Miért? A problémák megoldásának megtanulása

Feladat. ábrán. Az 1. ábra egy BC objektumot és egy NM tükröt mutat sematikusan. Keresse meg grafikusan azt a területet, ahonnan a BC objektum képe teljesen látható.

Fizikai probléma elemzése. Ahhoz, hogy egy tárgy egy bizonyos pontjának képét tükörben lássuk, szükséges, hogy az innen a tükörre eső sugarak legalább egy része visszaverődjön a megfigyelő szemébe. Nyilvánvaló, hogy ha egy tárgy szélső pontjaiból kiinduló sugarak visszaverődnek a szembe, akkor a tárgy minden pontjáról kiinduló sugarak a szembe is visszaverődnek.

Döntés, eredmények elemzése

1. Szerkesszük meg a B 1 pontot - a B pont képét lapos tükörben (2. ábra, a). A tükör felülete és a tükör szélső pontjairól visszaverődő sugarak által határolt terület lesz az a terület, ahonnan a tükör B pontjának B 1 képe látható.

2. Hasonló módon megszerkesztve a C pont C 1 képét, meghatározzuk a tükörben való látási területét (2. ábra, b).

3. A megfigyelő csak akkor láthatja a teljes tárgy képét, ha mindkét képet adó sugarak - B 1 és C 1 - bejutnak a szemébe (2. ábra c). Ez azt jelenti, hogy az ábrán kiemelt terület. 2, narancssárga színben az a terület, ahonnan az objektum képe teljesen látható.

Elemezze a kapott eredményt, nézze meg újra az ábrát. 2. ábra a problémára, és javasoljon egy egyszerűbb módot egy tárgy látóterének megkeresésére egy síktükörben. Tesztelje feltevéseit úgy, hogy több objektum látóterét kétféleképpen alakítja ki.

Foglaljuk össze

Minden látható test visszaveri a fényt. Amikor a fény visszaverődik, a fényvisszaverődés két törvénye teljesül: 1) a beeső sugár, a visszavert sugár és a visszaverődő felületre merőleges a sugár beesési pontjáról ugyanabban a síkban van; 2) a visszaverődés szöge egyenlő a beesési szöggel.

A síktükörben egy tárgy képe virtuális, méretében megegyezik magával a tárggyal, és ugyanolyan távolságra helyezkedik el a tükörtől, mint maga a tárgy.

Vannak tükörképes és szórt fényvisszaverődések. Tükörreflexió esetén egy tárgy virtuális képét láthatjuk tükröző felületen; diffúz visszaverődés esetén nem jelenik meg kép.

Biztonsági kérdések

1. Miért látjuk a környező testeket? 2. Milyen szöget nevezünk beesési szögnek? visszaverődési szög? 3. Fogalmazd meg a fényvisszaverődés törvényeit! 4. Milyen eszközzel tudja ellenőrizni a fényvisszaverődés törvényeinek érvényességét? 5. Mi a fénysugarak reverzibilitásának tulajdonsága? 6. Milyen esetben nevezünk egy képet virtuálisnak? 7. Írja le egy tárgy képét lapos tükörben! 8. Miben különbözik a fény diffúz visszaverődése a tükörreflexiótól?

11. számú gyakorlat

1. Egy lány 1,5 m távolságra áll egy lapos tükörtől. Milyen messze van a tükörképe a lánytól? Jellemezd őt.

2. Az autó vezetője a visszapillantó tükörbe nézve látta, hogy egy utas ül rajta hátsó ülés. Az utas ebben a pillanatban ugyanabba a tükörbe nézve láthatja a sofőrt?

3. Tegye át a rizst. 1-et a jegyzetfüzetében, minden esetre készítsen egy beeső (vagy visszavert) sugarat. Jelölje be a beesési és visszaverődési szögeket.

4. A beeső és a visszavert sugarak közötti szög 80°. Mekkora a sugár beesési szöge?

5. A tárgy 30 cm-re volt egy lapos tükörtől. Ezután a tárgyat a tükörtől 10 cm-re a tükör felületére merőleges irányban, és 15 cm-rel párhuzamosan mozgattuk. Mekkora volt a távolság a tárgy és a tükröződése között? Mi lett belőle?

6. Egy tükrös vitrin felé haladsz 4 km/h sebességgel. Milyen sebességgel közeledik feléd a tükörképe? Mennyivel csökken a távolság közted és a tükörképed között, ha 2 métert sétálsz?

7. A napsugár visszaverődik a tó felszínéről. A beeső sugár és a horizont közötti szög kétszer akkora, mint a beeső és a visszavert sugarak közötti szög. Mekkora a sugár beesési szöge?

8. A lány a falon enyhén ferdén lógó tükörbe néz (2. kép).

1) Építsd meg a lány tükörképét a tükörben.

2) Keresse meg grafikusan, hogy a lány melyik testrészét látja; a terület, ahonnan a lány teljesen látja magát.

3) Milyen változások figyelhetők meg, ha a tükröt fokozatosan átlátszatlan képernyő borítja?

9. Éjszaka az autó fényszóróinak fényében a sofőrnek egy tócsa tűnik fel az aszfalton sötét folt világosabb út háttér előtt. Miért?

10. Az ábrán. A 3. ábra a sugarak útját mutatja periszkópban, egy olyan eszközben, amelynek működése a fény egyenes vonalú terjedésén alapul. Magyarázza el, hogyan működik ez az eszköz. Használjon további információforrásokat, és derítse ki, hol használják azokat.

3. sz. LABORATÓRIUMI MUNKA

Téma. Fényvisszaverődés tanulmányozása síktükör segítségével.

Cél: kísérletileg tesztelje a fényvisszaverődés törvényeit.

felszerelés: fényforrás (gyertya vagy elektromos lámpa állványon), lapos tükör, réssel ellátott képernyő, több üres fehér papírlap, vonalzó, szögmérő, ceruza.

utasításokat a munkához

felkészülés a kísérletre

1. Munkavégzés előtt ne feledje: 1) az üvegtárgyakkal végzett munka során a biztonsági követelményeket; 2) a fényvisszaverődés törvényei.

2. Állítsa össze a kísérleti elrendezést (1. ábra). Ehhez tegye a következőket:

1) helyezze a képernyőt egy réssel egy fehér papírlapra;

2) a fényforrás mozgatásával kapjon egy fénycsíkot a papírra;

3) helyezzen el egy lapos tükröt bizonyos szögben a fénycsíkhoz képest és merőlegesen a papírlapra úgy, hogy a visszavert fénysugár is jól látható csíkot hozzon létre a papíron.

Kísérlet

Szigorúan tartsa be a biztonsági előírásokat (lásd a tankönyv röplapját).

1. Jól kihegyezett ceruzával húzz egy vonalat a tükör mentén a papírra.

2. Helyezzen három pontot egy papírlapra: az elsőt - a beeső fénysugár közepére, a másodikat - a visszavert fénysugár közepére, a harmadikat - arra a helyre, ahol a fénysugár ráesik tükör (2. ábra).

3. Ismételje meg a leírt lépéseket még többször (a különböző lapok papír), a tükröt különböző szögekbe helyezve a beeső fénysugárral szemben.

4. A tükör és a papírlap közötti szög megváltoztatásával ügyeljen arra, hogy ebben az esetben ne lássa a visszavert fénysugarat.

A kísérleti eredmények feldolgozása

Minden élményhez:

1) megszerkeszteni a tükörre beeső sugarat és a visszavert sugarat;

2) a sugár beesési pontján keresztül rajzoljon egy merőlegest a tükör mentén húzott vonalra;

3) Jelölje fel és mérje meg a fény beesési szögét (α) és visszaverődési szögét (β). Írja be a mérési eredményeket a táblázatba.

A kísérlet és eredményeinek elemzése

Elemezze a kísérletet és annak eredményeit. Vonjon le egy következtetést, amelyben jelezze: 1) milyen összefüggést állapított meg a fénysugár beesési szöge és a visszaverődési szöge között; 2) hogy a kísérleti eredmények teljesen pontosnak bizonyultak-e, és ha nem, mi volt a hiba oka.

kreatív feladat

ábra segítségével. 3, gondolja át és írjon le egy kísérleti tervet egy szoba magasságának síktükör segítségével történő meghatározásához; jelezze a szükséges felszerelést.

Ha lehetséges, végezzen kísérletet.

Hozzárendelés csillaggal

Két különböző adathordozó közötti interfészen, ha ez felület jelentősen meghaladja a hullámhosszt, a fény terjedési irányának változása következik be: a fényenergia egy része visszatér az első közegbe, azaz tükröződött, és egy része behatol a második környezetbe és egyúttal megtört. Az AO sugár ún beeső sugárés sugár OD – visszavert sugár(lásd 1.3. ábra). Ezen sugarak egymáshoz viszonyított helyzete meghatározásra kerül a fény visszaverődésének és törésének törvényei.

Rizs. 1.3. A fény visszaverődése és törése.

A beeső sugár és a határfelületre merőleges közötti α szöget, amelyet a sugár beesési pontjában visszaállítunk a felületre, ún. beesési szög.

A visszavert sugár és ugyanazon merőleges közötti γ szöget nevezzük visszaverődési szög.

Mindegyik közeg bizonyos mértékig (azaz a maga módján) visszaveri és elnyeli a fénysugárzást. A jellemző mennyiség tükrözőképesség egy anyag felületét ún reflexiós együttható. A visszaverődési együttható megmutatja, hogy a sugárzás által a test felszínére hozott energiának mekkora része a visszavert sugárzás által erről a felületről elszállított energia. Ez az együttható sok tényezőtől függ, például a sugárzás összetételétől és a beesési szögtől. A fény teljesen visszaverődik vékony filmüveglapra felvitt ezüst vagy folyékony higany.

A fényvisszaverődés törvényei

A fényvisszaverődés törvényeit kísérleti úton fedezte fel az ie 3. században az ókori görög tudós, Eukleidész. Ezeket a törvényeket a Huygens-elv következményeként is megkaphatjuk, amely szerint a közeg minden olyan pontja, amelyet a zavar elért, másodlagos hullámok forrása. A hullámfelület (hullámfront) a következő pillanatban minden másodlagos hullám érintőfelülete. Huygens elve tisztán geometrikus.

Egy CM sima visszaverő felületére síkhullám esik (1.4. ábra), vagyis olyan hullám, amelynek hullámfelületei csíkok.

Rizs. 1.4. Huygens konstrukciója.

A 1 A és B 1 B a beeső hullám sugarai, AC ennek a hullámnak a hullámfelülete (vagy a hullámfront).

Viszlát hullámfront C pontból t idő alatt B pontba, A pontból egy másodlagos hullám terjed a féltekén AD = CB távolságra, mivel AD = vt és CB = vt, ahol v a hullám sebessége szaporítás.

A visszavert hullám hullámfelülete egy BD egyenes, amely érinti a félgömböket. Továbbá a hullámfelület önmagával párhuzamosan mozog a visszavert AA 2 és BB 2 sugarak irányában.

Az ΔACB és ΔADB derékszögű háromszögeknek van közös AB hipotenusza és egyenlő szárai AD = CB. Ezért egyenlőek.

A CAB = = α és a DBA = = γ szögek egyenlőek, mivel ezek egymásra merőleges oldalú szögek. A háromszögek egyenlőségéből pedig az következik, hogy α = γ.

Huygens konstrukciójából az is következik, hogy a beeső és a visszavert sugár egy síkban van a sugár beesési pontján helyreállított felületre merőlegessel.

A visszaverődés törvényei akkor érvényesek, amikor a fénysugarak ellentétes irányba haladnak. A fénysugarak útjának megfordíthatóságának következményeként azt kapjuk, hogy a visszavert sugár útján terjedő sugár a beeső útja mentén visszaverődik.

A legtöbb test csak a rájuk eső sugárzást tükrözi vissza, anélkül, hogy fényforrás lenne. A megvilágított tárgyak minden oldalról láthatóak, mivel a fény a felületükről különböző irányokba verődik vissza, szórva. Ezt a jelenséget az ún diffúz visszaverődés vagy diffúz visszaverődés. A fény diffúz visszaverődése (1.5. ábra) minden durva felületről előfordul. Egy ilyen felület visszavert sugár útjának meghatározásához a sugár beesési pontján a felületet érintő síkot rajzolunk, és ehhez a síkhoz viszonyítva megszerkesztjük a beesési és visszaverődési szögeket.

Rizs. 1.5. Diffúz fényvisszaverődés.

Például a fehér fény 85%-a a hó felületéről, 75%-a a fehér papírról, 0,5%-a a fekete bársonyról verődik vissza. Diffúz fényvisszaverődés nem okoz kényelmetlenség az emberi szemben, szemben a tükör szemével.

- ekkor a sima felületre bizonyos szögben beeső fénysugarak túlnyomórészt egy irányba verődnek vissza (1.6. ábra). A fényvisszaverő felületet ebben az esetben ún tükör(vagy tükörfelület). A tükörfelületek akkor tekinthetők optikailag simának, ha a rajtuk lévő egyenetlenségek és inhomogenitások mérete nem haladja meg a fény hullámhosszát (1 mikronnál kisebb). Az ilyen felületeknél teljesül a fényvisszaverődés törvénye.

Rizs. 1.6. A fény tükörképe.

Lapos tükör olyan tükör, amelynek tükröző felülete egy sík. A lapos tükör lehetővé teszi az előtte lévő tárgyak megtekintését, és úgy tűnik, hogy ezek a tárgyak a tükörsík mögött helyezkednek el. IN geometriai optika az S fényforrás minden pontját egy széttartó sugárnyaláb középpontjának tekintjük (1.7. ábra). Az ilyen sugárnyaláb ún homocentrikus. Az S pont képe egy optikai eszközben a homocentrikusan visszavert és megtört sugárnyaláb S' középpontja különböző közegekben. Ha a fényt felületek szórják különböző testek, lapos tükörbe ütközik, majd onnan visszaverődően a szemlélő szemébe esik, ekkor ezeknek a testeknek a képei láthatók a tükörben.

Rizs. 1.7. Síktükör által létrehozott kép.

Az S’ képet valósnak nevezzük, ha a nyaláb visszavert (megtört) sugarai az S’ pontban metszik egymást. Az S’ képet képzeletbelinek nevezzük, ha nem maguk a visszavert (megtört) sugarak metszik egymást, hanem azok folytatásai. A fényenergia nem éri el ezt a pontot. ábrán. Az 1.7. ábra egy S világítópont képét mutatja, amely síktükör segítségével jelenik meg.

Az SO sugár a CM tükörre 0°-os szögben esik, ezért a visszaverődés szöge 0°, és ez a sugár a visszaverődés után az OS utat követi. Az S pontból egy lapos tükörre eső teljes sugárhalmazból kiválasztjuk az SO 1 sugarat.

A SO 1 nyaláb α szögben esik a tükörre és γ szögben verődik vissza (α = γ). Ha a visszavert sugarakat a tükör mögött folytatjuk, akkor az S 1 pontban konvergálnak, ami az S pont virtuális képe síktükörben. Így az embernek úgy tűnik, hogy a sugarak az S 1 pontból jönnek ki, bár valójában nincs sugár, amely elhagyja ezt a pontot és belép a szembe. Az S 1 pont képe a CM tükörhöz képest a legvilágosabb S pontra szimmetrikusan helyezkedik el. Bizonyítsuk be.

A tükörre 2 -os szögben beeső SB sugár (1.8. ábra) a fényvisszaverődés törvénye szerint 1 = 2 szögben verődik vissza.

Rizs. 1.8. Visszaverődés lapos tükörből.

ábrából 1.8-ból láthatja, hogy az 1-es és az 5-ös szögek egyenlőek – mint a függőlegesek. A szögek összege 2 + 3 = 5 + 4 = 90°. Ezért a 3 = 4 és a 2 = 5 szögek.

A ΔSOB és ΔS 1 OB derékszögű háromszögeknek közös OB száruk van, és egyenlő hegyesszögei 3 és 4, ezért ezek a háromszögek oldalirányban egyenlőek, és a szárral szomszédos két szög. Ez azt jelenti, hogy SO = OS 1, vagyis az S 1 pont a tükörhöz képest szimmetrikusan helyezkedik el az S ponthoz képest.

Ahhoz, hogy egy AB tárgy képét lapos tükörben megtaláljuk, elegendő a tárgy szélső pontjaiból merőlegeseket leengedni a tükörre, és a tükörön túl folytatva, mögötte egy távolságot elkülöníteni, amely megegyezik a tárgy szélső pontjaival. a tükröt a tárgy szélső pontjáig (1.9. ábra). Ez a kép képzeletbeli és benne lesz életnagyság. Az objektumok méretei és egymáshoz viszonyított helyzete megmarad, ugyanakkor a tükörben a bal ill jobb oldalon a kép helyet cserél magához a tárgyhoz képest. A lapos tükörre visszaverődés után beeső fénysugarak párhuzamossága szintén nem sérül.

Rizs. 1.9. Egy tárgy képe síktükörben.

A technológiában gyakran használnak összetett ívelt visszaverő felületű tükröket, például gömbtükröket. Gömb alakú tükör- ez a test felülete, amely gömb alakú szegmens alakú és tükörképesen tükrözi a fényt. Az ilyen felületekről visszaverődő sugarak párhuzamossága megsérül. A tükröt úgy hívják homorú, ha a sugarak visszaverődnek belső felület gömb alakú szegmens. A párhuzamos fénysugarak egy ilyen felületről való visszaverődés után egy ponton összegyűlnek, ezért a homorú tükröt ún. gyűjtő. Ha a sugarak visszaverődnek a tükör külső felületéről, akkor ez megtörténik konvex. A párhuzamos fénysugarak szóródnak be különböző oldalak, Ezért domború tükör hívott szétszórt.

Megjegyzendő, hogy azt a képet, amit a tükör másik oldalán látunk, nem maguk a sugarak hozzák létre, hanem azok mentális folytatása. Ezt a képet hívják képzeletbeli. Szemmel látható, de a képernyőn nem látható, hiszen nem a sugarak, hanem azok mentális folytatása hozták létre.

A visszaverődésnél a legrövidebb fényterjedési idő elvét is betartjuk. Ahhoz, hogy a tükröződés után a megfigyelő szemébe kerüljön, a fénynek pontosan azon az úton kell haladnia, amelyet a visszaverődés törvénye mutat neki. A fény ezen az úton terjedve fog elkölteni legkevesebb időt minden lehetséges lehetőség közül.

A fénytörés törvénye

Mint már tudjuk, a fény nem csak vákuumban terjedhet, hanem más átlátszó közegben is. Ebben az esetben a fény tapasztalni fog fénytörés. Amikor egy kevésbé sűrű közegről egy sűrűbbre haladunk, egy fénysugár megtörve a beesési ponthoz húzott merőlegeshez nyomódik, sűrűbb közegről kevésbé sűrűre haladva pedig ennek ellenkezője. : eltér a merőlegestől.

A fénytörésnek két törvénye van:

A beeső sugár, a megtört sugár és a beesési pontra húzott merőleges egy síkban van.

2. A beesési és törési szögek szinuszainak aránya megegyezik a törésmutatók fordított arányával:

bűn a = n2

sin g n1

Érdekes egy fénysugár áthaladása egy háromszögű prizmán. Ebben az esetben minden esetben a sugár eltérése van a prizmán való áthaladás után az eredeti iránytól:

A különböző átlátszó testek törésmutatója eltérő. A gázok esetében nagyon kevéssé különbözik az egységtől. A nyomás növekedésével nő, ezért a gázok törésmutatója a hőmérséklettől is függ. Emlékezzünk arra, hogy ha a tűzből felszálló forró levegőn keresztül távoli tárgyakra nézünk, azt látjuk, hogy a távolban minden imbolygó ködnek tűnik. Folyadékok esetében a törésmutató nemcsak magától a folyadéktól függ, hanem a benne oldott anyagok koncentrációjától is. Az alábbiakban egy kis táblázat látható egyes anyagok törésmutatóiról.

A fény teljes belső visszaverődése.

Száloptika

Meg kell jegyezni, hogy a térben terjedő fénysugár megfordítható. Ez azt jelenti, hogy az az út, amelyen a sugár a forrástól a térben terjed, ugyanazon az úton megy vissza, ha a forrást és a megfigyelési pontot felcseréljük.

Képzeljük el, hogy egy fénysugár optikailag sűrűbb közegből egy optikailag kevésbé sűrűre terjed. Ekkor a fénytörés törvénye szerint megtörve a merőlegestől eltérve kell kijönnie. Tekintsük az optikailag sűrűbb közegben, például vízben található pontszerű fényforrásból kiinduló sugarakat.

Ebből az ábrából látható, hogy az első sugár merőlegesen éri a határfelületet. Ebben az esetben a sugár nem tér el az eredeti iránytól. Az energiája gyakran visszaverődik a felületről, és visszatér a forráshoz. A maradék energiája kijön. A fennmaradó sugarak részben visszaverődnek, részben pedig kijönnek. A beesési szög növekedésével a törési szög is nő, ami megfelel a törés törvényének. De ha a beesési szög olyan értéket vesz fel, hogy a törés törvénye szerint a sugár kilépési szöge 90 fok legyen, akkor a sugár egyáltalán nem éri el a felületet: a sugár energiájának teljes 100%-a tükröződik a felületről. Az összes többi sugár, amely ennél nagyobb szögben esik a felületre, teljesen visszaverődik a felületről. Ezt a szöget ún határszög, és a jelenség az ún teljes belső reflexió. Vagyis az interfész be ebben az esetben tökéletes tükörként működik. A vákuummal vagy levegővel határolt határszög értéke a következő képlettel számítható ki:

Sin ápr = 1/n Itt n– sűrűbb közeg törésmutatója.

A teljes belső visszaverődés jelenségét széles körben alkalmazzák különféle optikai műszerekben. Különösen a vízben oldott anyagok koncentrációjának meghatározására szolgáló készülékben (refraktométer) használják. Ott megmérik a teljes belső visszaverődés határszögét, amelyből meghatározzák a törésmutatót, majd a táblázatból meghatározzák az oldott anyagok koncentrációját.

A teljes belső visszaverődés jelensége különösen hangsúlyos a száloptikában. Az alábbi ábra egy üvegszál keresztmetszetét mutatja:

Vegyünk egy vékony üvegszálat, és lőjünk fénysugarat az egyik végébe. Mivel a szál nagyon vékony, a szál végébe belépő sugár a határszöget jelentősen meghaladó szögben az oldalfelületére esik, és teljesen visszaverődik. Így a belépő nyaláb sokszor visszaverődik az oldalfelületről, és gyakorlatilag veszteség nélkül távozik a másik végéről. Külsőleg úgy fog kinézni, mintha a szál másik vége fényesen világítana. Ezenkívül egyáltalán nem szükséges, hogy az üvegszál egyenes legyen. Bármilyen módon hajlítható, és semmilyen hajlítás nem befolyásolja a fény terjedését a szál mentén.

Ezzel kapcsolatban a tudósok egy ötlettel álltak elő: mi lenne, ha nem egy szálat veszünk, hanem egy egész csomót. De ugyanakkor szükséges, hogy a kötegben lévő összes szál szigorú kölcsönös sorrendben legyen, és a köteg mindkét oldalán az összes szál vége ugyanabban a síkban legyen. És ha egy képet a köteg egyik végére lencse segítségével viszünk fel, akkor minden szál külön-külön átviszi a kép egy kis részecskéjét a köteg másik végébe. Összességében a köteg másik végén lévő szálak ugyanazt a képet reprodukálják, mint amit az objektív készített. Ezenkívül a kép természetes fényben lesz. Így jött létre egy eszköz, amelyet később neveztek el fibrogasztroszkóp. Ezzel a készülékkel készítés nélkül is megvizsgálhatja a gyomor belső felületét sebészeti beavatkozás. A nyelőcsövön keresztül fibrogasztroszkópot helyeznek a gyomorba, és megvizsgálják a gyomor belső felületét. Ez a készülék elvileg nem csak a gyomrot, hanem más szerveket is képes megvizsgálni belülről. Ezt az eszközt nem csak az orvostudományban használják, hanem a technológia különböző területein is a hozzáférhetetlen területek vizsgálatára. Ugyanakkor magában a kábelkötegben is lehet mindenféle hajlítás, ami semmilyen módon nem befolyásolja a képminőséget. Ennek az eszköznek az egyetlen hátránya a kép raszteres szerkezete: vagyis a kép egyedi pontokból áll. Ahhoz, hogy a kép tisztább legyen, még nagyobb számú üvegszálra van szükség, és még vékonyabbnak kell lenniük. Ez pedig jelentősen megnöveli az eszköz költségét. De a technikai képességek továbbfejlesztésével ezt a problémát hamarosan megoldódik.

Lencse

Először is nézzük az objektívet. Az objektív az átlátszó test, amelyet vagy két gömbfelület, vagy egy gömbfelület és egy sík határol.

Nézzük a lencséket keresztmetszetben. A lencse meghajlítja a rajta áthaladó fénysugarat. Ha a sugár, miután áthaladt a lencsén, egy pontban összegyűjtődik, akkor egy ilyen lencsét nevezünk gyűjtő. Ha a beeső párhuzamos fénysugár szétválik a lencsén való áthaladás után, akkor ilyen lencsét nevezünk szétszóródás.

Az alábbiakban a konvergáló és széttartó lencsék és azok szimbólumok:

Ebből az ábrából jól látható, hogy a lencsére eső összes párhuzamos sugár egy ponton konvergál. Ezt a pontot hívják fókusz(F) lencsék. A fókusz és az objektív távolságát ún gyújtótávolság lencsék. Az SI rendszerben méterben mérik. De van még egy egység, amely az objektívet jellemzi. Ezt a mennyiséget optikai teljesítménynek nevezzük, és a gyújtótávolság reciproka, és az ún dioptria. (dp). Betűvel jelölve D. D = 1/F. Konvergáló lencséknél az optikai teljesítmény értékének pluszjele van. Ha bármely kiterjesztett tárgyról visszaverődő fényt alkalmazunk a lencsére, akkor a tárgy minden eleme a fókuszon átmenő síkban kép formájában jelenik meg. Ebben az esetben a kép fejjel lefelé fog állni. Mivel ezt a képet maguk a sugarak hozzák létre, ezért az ún érvényes.

Ezt a jelenséget a modern fényképezőgépekben használják. A tényleges kép fotófilmre készül.

A széttartó lencse a konvergáló lencsével szemben működik. Ha a normál mentén párhuzamos fénysugár esik rá, akkor a lencsén való áthaladás után a fénysugár szétválik, mintha az összes sugár a lencse másik oldalán található képzeletbeli pontból jönne ki. Ezt a pontot képzeletbeli fókusznak nevezzük, és a gyújtótávolságnak mínusz jele lesz. Ezért, optikai teljesítmény egy ilyen lencse is dioptriában lesz kifejezve, de az értéke mínusz előjelű lesz. Ha a környező tárgyakat széttartó lencsén keresztül nézi, az objektíven keresztül látható összes tárgy kicsinyítettnek tűnik

A fény életünk fontos eleme. Enélkül az élet bolygónkon lehetetlen. Ugyanakkor számos, a fénnyel kapcsolatos jelenséget ma aktívan használnak az emberi tevékenység különböző területein, az elektromos eszközök gyártásától az űrhajókig. A fizika egyik alapvető jelensége a fény visszaverődése.

A fény visszaverődése

A fényvisszaverődés törvényét az iskolában tanulják. Amit tudnod kell róla, és még sok más hasznos információkat Cikkünk elmondhatja.

Alapvető ismeretek a fényről

Általában a fizikai axiómák a legérthetőbbek közé tartoznak, mivel olyan vizuális megnyilvánulásaik vannak, amelyek otthon is könnyen megfigyelhetők. A fényvisszaverődés törvénye olyan helyzetet jelent, amikor a fénysugarak irányt változtatnak, amikor különböző felületekkel ütköznek.

Figyel! A töréshatár jelentősen megnöveli az olyan paramétereket, mint a hullámhossz.

A sugarak törése során energiájuk egy része visszakerül az elsődleges közegbe. Amikor a sugarak egy része behatol egy másik közegbe, megfigyelhető a fénytörésük.
Mindezen fizikai jelenségek megértéséhez ismernie kell a megfelelő terminológiát:

• a fényenergia áramlását a fizikában incidensként definiálják, amikor az két anyag közötti határfelületet érinti;
• a fényenergia egy részét, amely adott helyzetben visszatér az elsődleges közegbe, visszavertnek nevezzük;

Figyel! A tükrözési szabálynak többféle megfogalmazása létezik. Nem számít, hogyan fogalmazza meg, továbbra is leírja a visszavert és beeső sugarak relatív helyzetét.

• beesési szög. Itt azt a szöget értjük, amely a közeg határának merőleges vonala és a rá eső fény között képződik. Meghatározása a sugár beesési pontján történik;

Nyalábszögek

• visszaverődési szög. A visszavert sugár és a beesési pontján rekonstruált merőleges egyenes között jön létre.

Ezenkívül tudnia kell, hogy a fény homogén közegben kizárólag egyenes vonalúan terjedhet.

Figyel! A különböző médiák eltérően verhetik és nyelhetik el a fényt.

Innen származik a reflexió. Ez egy olyan mennyiség, amely a tárgyak és anyagok tükrözőképességét jellemzi. Azt jelenti, hogy a fényáram által a közeg felszínére hozott sugárzás mekkora lesz a róla visszaverődő energiának. Ez az együttható számos tényezőtől függ, többek között legmagasabb érték rendelkezik a sugárzás összetételével és beesési szögével.
A fényáram teljes visszaverődése akkor figyelhető meg, ha a sugár visszaverő felülettel rendelkező anyagokra és tárgyakra esik. Például egy sugár visszaverődése megfigyelhető, amikor az üveghez, folyékony higanyhoz vagy ezüsthöz ütközik.

Rövid történelmi kirándulás

A fény törésének és visszaverődésének törvényei még a 3. században kialakultak és rendszerezték. I.E e. Ezeket Eukleidész fejlesztette ki.

Minden törvény (törés és reflexió), amely ehhez a fizikai jelenséghez kapcsolódik, kísérleti úton jött létre, és könnyen megerősíthető Huygens geometriai elvével.
Ezen elv szerint a közeg bármely pontja, amelyet a zavar elérhet, másodlagos hullámok forrásaként működik.

Nézzük meg részletesebben a ma létező törvényeket.

A törvények mindennek az alapjai

A fényáram visszaverődésének törvényét olyan fizikai jelenségként határozzák meg, amelynek során az egyik közegből a másikba küldött fény részlegesen visszakerül az elválasztásukkor.

Fényvisszaverődés a felületen
Az emberi vizuális elemző abban a pillanatban figyeli a fényt, amikor a forrásából érkező sugár eléri a szemgolyót. Olyan helyzetben, amikor a test nem működik forrásként, a vizuális elemző képes érzékelni egy másik forrásból származó sugarakat, amelyek a testről visszaverődnek. Ebben az esetben a tárgy felületére eső fénysugárzás megváltoztathatja további terjedésének irányát. Ennek eredményeként a fényt visszaverő test lesz a fényforrás. Ha visszaverődik, az áramlás egy része visszatér az első közegbe, ahonnan eredetileg irányult. Itt az azt tükröző test lesz a már visszavert áramlás forrása.

• Ennek a fizikai jelenségnek számos törvénye van:

az első törvény kimondja: a visszaverő és beeső sugárnak a közegek határfelületén megjelenő merőleges vonallal együtt, valamint a fényáram rekonstruált beesési pontján ugyanabban a síkban kell elhelyezkednie;

Figyel! Itt arra utal, hogy egy síkhullám egy tárgy vagy anyag visszaverő felületére esik. Hullámfelületei csíkok.

• Első és második törvény

második törvény. Ennek megfogalmazása a következő: a fényáram visszaverődési szöge egyenlő lesz a beesési szöggel. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy egymásra merőleges oldalaik vannak. A háromszögek egyenlőségének elveit figyelembe véve világossá válik, honnan ered ez az egyenlőség. Ezekkel az elvekkel könnyen bebizonyítható, hogy ezek a szögek egy síkban vannak a húzott merőleges vonallal, amelyet a fénysugár beesési pontján két anyag elválasztásának határán helyreállítottunk.

A tükrözés törvénye a gyakorlatban

E törvény végrehajtása a gyakorlatban ellenőrizhető. Ehhez vékony sugarat kell irányítani bármely fényvisszaverő felületre. A lézermutató tökéletes erre a célra. rendes tükör.

A törvény hatása a gyakorlatban

Irányítsa a lézermutatót a tükör felé. Ennek eredményeként lézersugár visszaverődik a tükörről, és tovább terjed adott irányt. Ebben az esetben a beeső és a visszavert nyaláb szöge akkor is egyenlő lesz, ha normálisan nézzük őket.

Figyel! Az ilyen felületekről származó fény tompaszögben verődik vissza, és tovább terjed egy alacsony pályán, amely meglehetősen közel van a felülethez. De a sugár, amely szinte függőlegesen esik, hegyesszögben tükröződik. Ugyanakkor további útja szinte azonos lesz a zuhanóéval.

Amint látjuk, kulcsfontosságú pont ennek a szabálynak az a tény, hogy a szögeket a felületre merőlegestől kell mérni a fényáram beesési pontjában.

Figyel! Ez a törvény nemcsak a fénynek, hanem bármilyen típusú elektromágneses hullámnak is ki van téve (mikrohullám, rádió, röntgenhullámok stb.).

A diffúz reflexió jellemzői

Sok tárgy csak a felületére eső fénysugárzást képes visszaverni. A jól megvilágított tárgyak különböző szögekből jól láthatóak, mivel felületük különböző irányokba verődik vissza és szórja szét a fényt.

Diffúz reflexió

Ezt a jelenséget szórt (diffúz) reflexiónak nevezik. Ez a jelenség akkor fordul elő, amikor a sugárzás különböző durva felületeket ér. Ennek köszönhetően képesek vagyunk megkülönböztetni azokat a tárgyakat, amelyek nem képesek fényt kibocsátani. Ha a fénysugárzás szóródása nulla, akkor ezeket a tárgyakat nem fogjuk látni.

Figyel! A diffúz visszaverődés nem okoz kényelmetlenséget az embernek.

A kényelmetlenség hiányát az magyarázza, hogy nem az egész világ szerint a fenti szabályt, visszatér az elsődleges környezetbe. Ráadásul ez a paraméter rendelkezik különböző felületek más lesz:

• a hó a sugárzás körülbelül 85%-át visszaveri;
• fehér papír esetén - 75%;
• fekete és velúr esetében - 0,5%.

Ha a visszaverődés durva felületről származik, akkor a fény véletlenszerűen irányul egymáshoz képest.

A tükrözés jellemzői

A fénysugárzás tükröződő visszaverődése eltér a korábban leírt helyzetektől. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a sima felületre bizonyos szögben eső áramlás következtében egy irányban visszaverődnek.

Tükörkép

Ez a jelenség könnyen reprodukálható egy normál tükör használatával. Amikor a tükör felé irányul napsugarak, kiváló fényvisszaverő felületként fog működni.

Figyel! TO tükörfelületek tulajdonítható egy egész sorozat tel. Például ebbe a csoportba tartozik az összes sima optikai objektum. De egy olyan paraméter, mint a szabálytalanságok és inhomogenitások mérete ezekben az objektumokban, kisebb lesz, mint 1 mikron. A fény hullámhossza körülbelül 1 mikron.

Minden ilyen tükröződő felület megfelel a korábban leírt törvényeknek.

Joghasználat a technológiában

Manapság a technológia gyakran használ olyan tükröket vagy tükrözött tárgyakat, amelyeknek ívelt visszaverő felülete van. Ezek úgynevezett gömbtükrök.
Az ilyen objektumok olyan testek, amelyek gömb alakú szegmens alakúak. Az ilyen felületeket a sugarak párhuzamosságának megsértése jellemzi.
On pillanatnyilag Kétféle gömb alakú tükör létezik:

• homorú. Képesek a gömbszegmensük belső felületéről érkező fénysugárzást visszaverni. Amikor visszaverődnek, a sugarak itt gyűlnek össze egy ponton. Ezért gyakran „gyűjtögetőknek” is nevezik őket;

Homorú tükör

• konvex. Az ilyen tükrökre jellemző a sugárzás visszaverődése a külső felületről. Ennek során szétszóródás történik az oldalakon. Emiatt az ilyen objektumokat „szórásnak” nevezik.

Konvex tükör

Ebben az esetben több lehetőség is van a sugarak viselkedésére:

• szinte párhuzamosan ég a felülettel. Ebben a helyzetben csak kissé érinti a felületet, és nagyon tompa szögben verődik vissza. Ezután meglehetősen alacsony pályán halad;
• visszaeséskor a sugarak hegyesszögben verődnek vissza. Ebben az esetben, ahogy fentebb említettük, a visszavert sugár a beesőhöz nagyon közeli utat követ.

Mint látjuk, a törvény minden esetben teljesül.

Következtetés

A fénysugárzás visszaverődésének törvényei nagyon fontosak számunkra, mert alapvető fizikai jelenségek. Széleskörű alkalmazásra találtak különféle területeken emberi tevékenység. Az optika alapjainak tanulmányozása ben történik középiskola, ami ismét bizonyítja az ilyen alapismeretek fontosságát.

Hogyan készíts magadnak angyalszemeket egy vázához?

felületi fénysugár (3.1. ábra) (a "vecS_1" a beeső sugár mentén irányított vektor). Az "O" pontban, ahol a sugár felfekszik a síkra, a síkra építünk külső a normál "vecN" (azaz merőleges) és végül a "vecS_1" sugáron és a normál "vecN"-en keresztül megrajzoljuk a "P" síkot. Ezt a síkot hívják előfordulási síkja. Bármilyen anyagból áll is a kiválasztott felület, a beeső sugárzás egy része visszaverődik. Milyen irányba megy a visszavert `vecS_2` sugár?

Furcsa lenne, ha például jobbra vagy balra térne el a beesési síktól: elvégre a tér tulajdonságai ennek a síknak mindkét oldalán megegyeznek. Szerencsére ez nem történik meg.

Hegyesszög, a "vecS_1" sugár és a "vecN" külső normál között fekvő beesési szögnek nevezzük. Jelöljük ezt a szöget a `varphi_1` szimbólummal. A visszavert sugár `vecS_2` és a normál (jelöljük `varphi_2`) által alkotott hegyesszöget visszaverődési szögnek nevezzük. Számos megfigyelés és mérés lehetővé teszi, hogy megfogalmazzuk a geometriai optika következő posztulátumát:

3. posztulátum

A "vecS_1" beeső sugár, a normál "vecN" és a visszavert "vecS_2" sugár mindig ugyanabban a síkban fekszik, amelyet beesési síknak neveznek. A visszaverődés szöge egyenlő a beesési szöggel, azaz.

`varphi_2=varphi_1`. (3.1)

Vezessünk be még egy definíciót. A lapos tükörre beeső sugár és a tükörről visszaverődő sugár által alkotott delta szöget eltérítési szögnek nevezzük. Az eltérítési szög mindig kisebb vagy egyenlő, mint "180^@". Az elhajlási szög fogalma sokkal tágabban értelmezhető. A továbbiakban erre úgy fogunk hivatkozni, mint az a szög, amelyet egy tetszőleges optikai rendszerbe belépő sugár és az ebből a rendszerből kilépő sugár folytatása alkot.

Határozzuk meg a síktükörre beeső sugár elhajlási szögét! Beesési szög `varphi_1=30^@`.

A beeső és visszavert sugarak által alkotott "alfa" szög egyenlő a beesési és visszaverődési szögek összegével, azaz "alpha=60^@". Az "alfa" és a "delta" szögek szomszédosak. Ezért,

`delta=180^@-60^@=120^@`.

A sima felületet, amely szinte az összes ráeső sugárzást visszaveri, tükörképesnek nevezzük. Ez felveti a kérdést: miért „majdnem mindent”, és miért nem „mindent”? A válasz egyszerű: tökéletes tükrök nem fordul elő a természetben. Például a mindennapi életben használt tükrök a beeső fény 90%-át visszaverik, a fennmaradó 10% pedig részben átereszti és részben elnyeli.

A modern lézerek olyan tükröket használnak, amelyek a sugárzás akár 99%-át, sőt még többet is visszaverik (igaz, a spektrum meglehetősen szűk tartományában, de erről majd 11. osztályos korban fogunk beszélni). Az ilyen tükrök elkészítéséhez egy egész tudományos elméletet dolgoztak ki, és speciális gyártást szerveztek.

A tiszta átlátszó víz a felületére eső sugárzás egy részét is visszaveri. Amikor a fény a normál mentén esik a felületre, a beeső sugárzás energiájának valamivel kevesebb, mint "2%-a" visszaverődik. A beesési szög növekedésével a visszavert sugárzás aránya nő. 90^@-hoz közeli beesési szögben ( csúszó esés), a beeső energia majdnem 100%-a visszaverődik.

Röviden érintsünk még egy kérdést. Nincsenek tökéletesen sima felületek. Amikor elég nagy nagyítás a tükör felületén mikrorepedések, forgácsok, egyenetlenségek láthatók, amelyek síkja a tükör síkjához képest ferde. Minél több az egyenetlenség, annál tompábban jelenik meg a tárgyak tükröződése a tükörben. Felülete fehér levélpapír olyan erősen tarkított mikroszkopikus szabálytalanságokkal, hogy gyakorlatilag nem ad tükröződést. Azt mondják, hogy egy ilyen felület tükröződik diffúzan , vagyis a papírfelület különböző apró területei különböző irányokba verik vissza a fényt. De egy ilyen felület jól látható különböző helyeken. Általában a legtöbb tárgy szórt fényt veri vissza. Ernyőként diffúz fényvisszaverő felületeket használnak.

Papírból azonban fényes tárgyak tükörképet kaphat. Ehhez meg kell nézni a papír felületét szinte a felülete mentén. A legjobb, ha egy izzó villanykörte vagy a Nap visszaverődését figyeljük meg. Próbáld ki ezt a kísérletet!

Ha egy síktükörben egy bizonyos "S" pont képét készítjük, akkor a szerint kell használni legalább,két tetszőleges gerenda. Az építési mód az ábrán látható. 3.2. Gyakorlati szempontból az egyik sugarat (az ábrán az 1-es sugár) célszerű a tükörsík normálja mentén elindítani.

A visszavert sugarak metszéspontja eredményeként kapott tárgy képét szokás nevezni érvényes, és az ezen sugarak ellentétes irányú kiterjedésének mentális metszésével kapott kép az képzeletbeli. Így az "S_1" az "S" forrás virtuális képe egy lapos tükörben (3.2. ábra).

Példa 3.1

Izzó asztali lámpa`l_1=0,6` m távolságra van az asztal felületétől és `L_2=1,8` m távolságra a mennyezettől. A villanykörte izzószála pontszerű fényforrásnak tekinthető. Az asztalon egy lapos tükör töredéke fekszik, háromszög alakú, oldalai `5` cm, `6` cm és `7` cm (3.3. ábra).

1) Milyen távolságra van a mennyezettől a tükör által adott izzószál képe?

2) Határozza meg a mennyezeten lévő tükör töredékéből kapott „nyuszi” alakját és méretét (MIPT, 1996).

Készítsünk egy rajzot, amely elmagyarázza a feladat jelentését (3.3. ábra). Kérjük, vegye figyelembe két dolgot:

a) a tükör az asztalon van a lámpától tetszőleges távolságra;

b) a kép megszerkeszthető bármilyen, a tükör síkjával egybeeső síkról „visszavert” sugarak felhasználásával (például `3^"` és `4^"` sugarak). Könnyen kimutatható, hogy `SC=CS_1`, azaz `L_3=L_1`. Ezért a távolság

`x=2L_1+L_2=>x=2*0,6+1,8=3` m.

A „nyuszi” alakjának és méretének meghatározásához célszerű figyelembe venni az „S_1” képből „kiáradó” sugarakat. Mivel a tükör és a mennyezet síkja párhuzamos, a „nyuszi” alakja hasonló lesz a tükörhöz. Keressük a hasonlósági együtthatót. Ha a tükör oldalának hossza "h", és a "nyuszi" oldalának megfelelő hossza "H", akkor felírhatjuk az arányt:

"ó/H=L_3/x=(0,6"m")/(3"m")=1/5=>H=5ó".

Így a „nyuszi” oldalainak hossza `25` cm, `30` cm és `35` cm.

Példa 3.2

Az első szobában van egy virág "(F)" az asztalon, és egy tükör "(M)" lóg a falon az ajtó közelében "(D)". A következő szobában van a Malvina `(G)` (3.4. ábra). Válassza ki a helyes állítást.

V. A helyéről Malvina nem látja a tükörben az `(F)` virág virtuális képét.

B. Malvina a helyéről látja a képét a tükörben.

V. A helyéről Malvina nem lát a tükörben valódi kép virág "(F)".

Készítsünk magyarázó rajzot (3.5. ábra). Ehhez egy virág `F^"` képét készítjük, amely képzeletbeli lesz.

Az `F^"G" egyenest nem akadályozzák akadályok, ezért Malvina láthatja a `(F^)` virág virtuális képét. Ezért az A válasz nem megfelelő. Nem láthatja a képét. Ez azt jelenti, hogy a B válasz sem megfelelő. Mivel a virág képe képzeletbeli, Malvina nem láthatja a virág valódi képét.

A helyes válasz a B.