Majoritatea obiectelor din jurul tău: case, copaci, colegii tăi etc. nu sunt surse de lumină. Dar le vezi. Răspunsul la întrebarea „De ce este așa?” veți găsi în acest paragraf.

Orez. 11.1. Fără o sursă de lumină, este imposibil să vezi nimic. Dacă există o sursă de lumină, vedem nu numai sursa însăși, ci și obiecte care reflectă lumina care vine de la sursă.

Aflați de ce vedem corpuri care nu sunt surse de lumină

Știți deja că într-un mediu transparent omogen, lumina circulă în linie dreaptă.

Ce se întâmplă dacă există un corp în calea fasciculului de lumină? O parte din lumină poate trece printr-un corp dacă este transparentă, unele vor fi absorbite, iar altele vor fi cu siguranță reflectate de corp. Unele raze reflectate ne vor lovi ochii și vom vedea acest corp (Fig. 11.1).

Stabilirea legilor reflexiei luminii

Pentru a stabili legile reflexiei luminii, vom folosi un dispozitiv special - o saiba optica*. Să fixăm o oglindă în centrul mașinii de spălat și să direcționăm un fascicul îngust de lumină spre ea, astfel încât să producă o dungă ușoară pe suprafața mașinii de spălat. Vedem că un fascicul de lumină reflectat de oglindă produce și o bandă luminoasă pe suprafața șaibei (vezi Fig. 11.2).

Direcția fasciculului de lumină incidentă este stabilită de raza CO (Fig. 11.2). Acest fascicul se numește fascicul incident. Direcția fasciculului de lumină reflectat este stabilită de raza OK. Această rază se numește rază reflectată.

Din punctul O de incidență a fasciculului, trageți un OB perpendicular pe suprafața oglinzii. Să acordăm atenție faptului că raza incidentă, raza reflectată și perpendiculara se află în același plan - în planul suprafeței șaibei.

Unghiul α dintre raza incidentă și perpendiculara trasă din punctul de incidență se numește unghi de incidență; Unghiul β dintre raza reflectată și o perpendiculară dată se numește unghi de reflexie.

Măsurând unghiurile α și β, puteți verifica dacă sunt egale.

Dacă mutați sursa de lumină de-a lungul marginii discului, unghiul de incidență al fasciculului de lumină se va schimba și unghiul de reflexie se va schimba în consecință și de fiecare dată unghiul de incidență și unghiul de reflexie al luminii vor fi egale. (Fig. 11.3). Deci, am stabilit legile reflexiei luminii:

Orez. 11.3. Pe măsură ce unghiul de incidență al luminii se modifică, se schimbă și unghiul de reflexie. Unghiul de reflexie este întotdeauna egal cu unghiul de incidență

Orez. 11.5. Demonstrarea reversibilității razelor de lumină: raza reflectată urmează calea razei incidente

orez. 11.6. Apropiindu-ne de oglindă, ne vedem „dublul” în ea. Desigur, nu există „dublu” acolo - ne vedem reflectarea în oglindă

1. Raza incidentă, raza reflectată și perpendiculara pe suprafața de reflexie trase din punctul de incidență al razei se află în același plan.

2. Unghiul de reflexie este egal cu unghiul de incidență: β = α.

Legile reflexiei luminii au fost stabilite de anticul om de știință grec Euclid încă din secolul al III-lea. î.Hr e.

În ce direcție ar trebui profesorul să întoarcă oglinda pentru a „ iepuraș însorit„a lovit băiatul (Fig. 11.4)?

Folosind o oglindă pe o șaibă optică, puteți demonstra și reversibilitatea razelor de lumină: dacă raza incidentă este îndreptată de-a lungul traseului celei reflectate, atunci cea reflectată fasciculul va merge de-a lungul traseului celui care cade (Fig. 11.5).

Studierea imaginii într-o oglindă plană

Să considerăm cum este creată o imagine într-o oglindă plană (Fig. 11.6).

Lasă un fascicul de lumină divergent să cadă de la o sursă punctiformă de lumină S pe suprafața unei oglinzi plane. Din acest fascicul selectăm razele SA, SB și SC. Folosind legile reflexiei luminii, construim razele reflectate LL b BB 1 si CC 1 (Fig. 11.7, a). Aceste raze vor călători într-un fascicul divergent. Dacă le extindeți în direcția opusă (în spatele oglinzii), toate se vor intersecta într-un punct - S 1, situat în spatele oglinzii.

Dacă unele dintre razele reflectate de oglindă îți lovesc ochiul, ți se va părea că razele reflectate ies din punctul S 1, deși în realitate nu există nicio sursă de lumină în punctul S 1. Prin urmare, punctul S 1 se numește imaginea virtuală a punctului S. O oglindă plană oferă întotdeauna o imagine virtuală.

Să aflăm cum sunt situate obiectul și imaginea acestuia în raport cu oglindă. Pentru a face acest lucru, să trecem la geometrie. Luați în considerare, de exemplu, un fascicul SC care cade pe o oglindă și se reflectă din aceasta (Fig. 11.7, b).

Din figură vedem că Δ SOC = Δ S 1 OC sunt triunghiuri dreptunghiulare cu latura comună CO și unghiuri ascuțite egale (deoarece conform legii reflexiei luminii α = β). Din egalitatea triunghiurilor avem că SO = S 1 O, adică punctul S și imaginea lui S 1 sunt simetrice față de suprafața unei oglinzi plane.

Același lucru se poate spune despre imaginea unui obiect extins: obiectul și imaginea sa sunt simetrice față de suprafața unei oglinzi plane.

Deci, am instalat Caracteristici generale imagini în oglinzi plate.

1. O oglindă plată oferă o imagine virtuală a unui obiect.

2. Imaginea unui obiect într-o oglindă plată și obiectul în sine sunt simetrice față de suprafața oglinzii și aceasta înseamnă:

1) imaginea obiectului este egală ca mărime cu obiectul însuși;

2) imaginea obiectului este situată la aceeași distanță de suprafața oglinzii ca și obiectul însuși;

3) segmentul care leagă un punct de pe obiect și punctul corespunzător de pe imagine este perpendicular pe suprafața oglinzii.

Distingeți reflexia speculară și difuză a luminii

Seara, când lumina este aprinsă în cameră, ne putem vedea imaginea geam de sticla. Dar imaginea dispare dacă închideți perdelele: nu ne vom vedea imaginea pe material. Și de ce? Răspunsul la această întrebare implică cel puțin două fenomene fizice.

Primul astfel de fenomen fizic este reflectarea luminii. Pentru ca o imagine să apară, lumina trebuie să fie reflectată specular de la suprafață: după reflectarea speculară a luminii provenind de la o sursă punctiformă S, continuările razelor reflectate se vor intersecta într-un punct S1, care va fi imaginea punctului S (Fig. 11.8, a). O astfel de reflexie este posibilă numai de pe suprafețe foarte netede. Ele sunt numite suprafețe de oglindă. Pe lângă o oglindă obișnuită, exemple de suprafețe de oglindă sunt sticla, mobilierul lustruit, suprafața calmă a apei etc. (Fig. 11.8, b, c).

Dacă lumina este reflectată de pe o suprafață rugoasă, o astfel de reflexie se numește împrăștiată (difuză) (Fig. 11.9). În acest caz, razele reflectate se propagă în direcții diferite (de aceea vedem un obiect iluminat din orice direcție). Este clar că există mult mai multe suprafețe care împrăștie lumina decât cele în oglindă.

Privește în jur și numește cel puțin zece suprafețe care reflectă lumina difuz.

Orez. 11.8. Reflexia speculară a luminii este reflectarea luminii de pe o suprafață netedă

Orez. 11.9. Reflexia împrăștiată (difuză) a luminii este reflectarea luminii de pe o suprafață rugoasă

Al doilea fenomen fizic care afectează capacitatea de a vedea o imagine este absorbția luminii. La urma urmei, lumina nu se reflectă numai din corpuri fizice, dar este și absorbită de acestea. Cele mai bune reflectoare de lumină sunt oglinzile: pot reflecta până la 95% din lumina incidentă. Corpurile sunt buni reflectori de lumină alb, dar suprafața neagră absoarbe aproape toată lumina care cade pe ea.

Când zăpada cade toamna, nopțile devin mult mai ușoare. De ce? Învață să rezolvi problemele

Sarcină. În fig. 1 prezintă schematic un obiect BC și o oglindă NM. Găsiți grafic zona din care este complet vizibilă imaginea obiectului BC.

Analiza unei probleme fizice. Pentru a vedea imaginea unui anumit punct al unui obiect într-o oglindă, este necesar ca cel puțin o parte din razele care cad din acest punct pe oglindă să fie reflectate în ochiul observatorului. Este clar că dacă razele care emană din punctele extreme ale unui obiect sunt reflectate în ochi, atunci razele care emană din toate punctele obiectului vor fi, de asemenea, reflectate în ochi.

Decizia, analiza rezultatelor

1. Construiți punctul B 1 - imaginea punctului B într-o oglindă plată (Fig. 2, a). Zona limitată de suprafața oglinzii și razele reflectate din punctele extreme ale oglinzii va fi zona din care este vizibilă imaginea B 1 a punctului B din oglindă.

2. După ce am construit în mod similar imaginea C 1 a punctului C, determinăm aria sa de viziune în oglindă (Fig. 2, b).

3. Observatorul poate vedea imaginea întregului obiect numai dacă razele care dau ambele imagini - B 1 și C 1 - îi intră în ochi (Fig. 2, c). Aceasta înseamnă că zona evidențiată în Fig. 2, în portocaliu, este zona din care imaginea obiectului este complet vizibilă.

Analizați rezultatul obținut, priviți din nou Fig. 2 la problemă și sugerează o modalitate mai ușoară de a găsi zona de vizibilitate a unui obiect într-o oglindă plană. Testați-vă ipotezele construind un câmp vizual pentru mai multe obiecte în două moduri.

Să rezumam

Toate corpurile vizibile reflectă lumina. Când lumina este reflectată, sunt îndeplinite două legi ale reflexiei luminii: 1) raza incidentă, raza reflectată și perpendiculară pe suprafața de reflexie trase din punctul de incidență al razei se află în același plan; 2) unghiul de reflexie este egal cu unghiul de incidență.

Imaginea unui obiect într-o oglindă plană este virtuală, de dimensiune egală cu obiectul însuși și situată la aceeași distanță de oglindă ca și obiectul însuși.

Există reflexii speculare și difuze ale luminii. În cazul reflexiei în oglindă, putem vedea o imagine virtuală a unui obiect pe o suprafață reflectorizante; în cazul reflexiei difuze, nu apare nicio imagine.

Întrebări de control

1. De ce vedem corpurile din jur? 2. Ce unghi se numește unghi de incidență? unghi de reflexie? 3. Formulați legile reflexiei luminii. 4. Cu ce ​​dispozitiv puteți verifica valabilitatea legilor reflectării luminii? 5. Care este proprietatea de reversibilitate a razelor de lumină? 6. În ce caz o imagine se numește virtuală? 7. Descrie imaginea unui obiect într-o oglindă plată. 8. Cum diferă reflexia difuză a luminii de reflexia speculară?

Exercițiul nr. 11

1. O fată stă la o distanță de 1,5 m de o oglindă plată. Cât de departe este reflectarea ei de fată? Descrie-l.

2. Șoferul mașinii, privind în oglinda retrovizoare, a văzut un pasager stând pe el locul din spate. Poate pasagerul în acest moment, privind în aceeași oglindă, să vadă șoferul?

3. Transferați orezul. 1 în caiet, pentru fiecare caz construiți o rază incidentă (sau reflectată). Etichetați unghiurile de incidență și de reflexie.

4. Unghiul dintre razele incidente și cele reflectate este de 80°. Care este unghiul de incidență al fasciculului?

5. Obiectul se afla la o distanță de 30 cm de o oglindă plată. Apoi obiectul a fost mutat la 10 cm de oglindă într-o direcție perpendiculară pe suprafața oglinzii și 15 cm paralel cu aceasta. Care a fost distanța dintre obiect și reflexia lui? Ce a devenit?

6. Vă îndreptați spre o vitrină cu oglindă cu o viteză de 4 km/h. Cu ce ​​viteză se apropie reflecția ta? Cât de mult va scădea distanța dintre tine și reflexia ta când mergi 2 m?

7. Raza soarelui este reflectată de la suprafața lacului. Unghiul dintre raza incidentă și orizont este de două ori mai mare decât unghiul dintre razele incidente și reflectate. Care este unghiul de incidență al fasciculului?

8. Fata se uită într-o oglindă atârnată pe perete sub un unghi ușor (Fig. 2).

1) Construiți reflexia fetei în oglindă.

2) Găsiți grafic ce parte a corpului ei vede fata; zona din care fata se vede complet.

3) Ce schimbări vor fi observate dacă oglinda este acoperită treptat cu un ecran opac?

9. Noaptea, la lumina farurilor unei mașini, șoferului îi apare o băltoacă pe asfalt pată întunecată pe un fundal de drum mai deschis. De ce?

10. În Fig. Figura 3 prezintă traseul razelor într-un periscop, un dispozitiv a cărui funcționare se bazează pe propagarea rectilinie a luminii. Explicați cum funcționează acest dispozitiv. Folosiți surse suplimentare de informații și aflați unde este folosită.

LUCRARE DE LABORATOR Nr 3

Subiect. Studiul reflexiei luminii folosind o oglindă plană.

Scop: testarea experimentală a legile reflexiei luminii.

echipament: sursă de lumină (lumânare sau lampă electrică pe un suport), o oglindă plată, un ecran cu fantă, mai multe coli albe de hârtie, o riglă, un raportor, un creion.

instructiuni de lucru

pregătirea pentru experiment

1. Înainte de a efectua lucrări, rețineți: 1) cerințele de siguranță atunci când lucrați cu obiecte din sticlă; 2) legile reflexiei luminii.

2. Asamblați configurația experimentală (Fig. 1). Pentru aceasta:

1) așezați ecranul cu fantă pe o foaie de hârtie albă;

2) prin mutarea sursei de lumină, obțineți o fâșie de lumină pe hârtie;

3) plasați o oglindă plată la un anumit unghi pe banda de lumină și perpendicular pe foaia de hârtie, astfel încât fasciculul de lumină reflectat să producă și o bandă vizibilă pe hârtie.

Experiment

Urmați cu strictețe instrucțiunile de siguranță (vezi fulgerul manualului).

1. Cu un creion bine ascuțit, trageți o linie de-a lungul oglinzii pe hârtie.

2. Așezați trei puncte pe o foaie de hârtie: primul - în mijlocul fasciculului de lumină incident, al doilea - în mijlocul fasciculului de lumină reflectat, al treilea - în locul în care fasciculul de lumină cade pe oglindă (fig. 2).

3. Repetați pașii descriși de mai multe ori (pentru foi diferite hârtie), plasând oglinda în unghiuri diferite față de fasciculul de lumină incident.

4. Schimbând unghiul dintre oglindă și foaia de hârtie, asigură-te că în acest caz nu vei vedea fasciculul de lumină reflectat.

Prelucrarea rezultatelor experimentului

Pentru fiecare experiență:

1) construiți o rază incidentă pe oglindă și o rază reflectată;

2) prin punctul de incidență al fasciculului, trageți o perpendiculară pe o linie trasată de-a lungul oglinzii;

3) Etichetați și măsurați unghiul de incidență (α) și unghiul de reflexie (β) luminii. Introduceți rezultatele măsurătorilor în tabel.

Analiza experimentului și a rezultatelor acestuia

Analizați experimentul și rezultatele acestuia. Trageți o concluzie în care indicați: 1) ce relație ați stabilit între unghiul de incidență al fasciculului de lumină și unghiul de reflectare a acestuia; 2) dacă rezultatele experimentale s-au dovedit a fi absolut exacte și, dacă nu, care au fost motivele erorii.

sarcina creativă

Folosind fig. 3, gândiți-vă și scrieți un plan de experiment pentru a determina înălțimea unei camere folosind o oglindă plană; indicați echipamentul necesar.

Dacă este posibil, faceți un experiment.

Atribuire cu un asterisc

La interfața dintre două medii diferite, dacă aceasta interfață depășește semnificativ lungimea de undă, are loc o schimbare a direcției de propagare a luminii: o parte din energia luminii se întoarce la primul mediu, adică reflectat, iar o parte pătrunde în al doilea mediu și în același timp refractat. Fascicul AO este numit Rază incidentăși raza OD – fascicul reflectat(vezi Fig. 1.3). Se determină poziția relativă a acestor raze legile reflexiei si refractiei luminii.

Orez. 1.3. Reflexia si refractia luminii.

Unghiul α dintre raza incidentă și perpendiculara pe interfață, restabilit la suprafață în punctul de incidență al razei, se numește unghiu de incidenta.

Unghiul γ dintre raza reflectată și aceeași perpendiculară se numește unghi de reflexie.

Fiecare mediu într-o anumită măsură (adică în felul său) reflectă și absoarbe radiația luminoasă. Cantitatea care caracterizează reflectivitate suprafața unei substanțe se numește coeficient de reflexie. Coeficientul de reflexie arată ce parte din energia adusă de radiație la suprafața unui corp este energia transportată de pe această suprafață de radiația reflectată. Acest coeficient depinde de mulți factori, de exemplu, de compoziția radiației și de unghiul de incidență. Lumina se reflectă complet din film subtire argint sau mercur lichid aplicat pe o foaie de sticlă.

Legile reflexiei luminii

Legile reflexiei luminii au fost descoperite experimental în secolul al III-lea î.Hr. de savantul grec antic Euclid. De asemenea, aceste legi pot fi obținute ca o consecință a principiului lui Huygens, conform căruia fiecare punct din mediu până la care a ajuns o perturbare este o sursă de unde secundare. Suprafața de undă (frontul de undă) în momentul următor este o suprafață tangentă la toate undele secundare. Principiul lui Huygens este pur geometric.

O undă plană cade pe suprafața netedă reflexivă a unui CM (Fig. 1.4), adică o undă ale cărei suprafețe de undă sunt dungi.

Orez. 1.4. Construcția lui Huygens.

A 1 A și B 1 B sunt razele undei incidente, AC este suprafața de undă a acestei unde (sau frontul de undă).

Pa frontul de val din punctul C se va deplasa în timp t în punctul B, din punctul A o undă secundară se va răspândi în emisferă la o distanță AD = CB, deoarece AD ​​= vt și CB = vt, unde v este viteza undei propagare.

Suprafața undei reflectate este o linie dreaptă BD, tangentă la emisfere. În plus, suprafața undei se va deplasa paralel cu ea însăși în direcția razelor reflectate AA 2 și BB 2.

Triunghiurile dreptunghiulare ΔACB și ΔADB au o ipotenuză comună AB și catete egale AD = CB. Prin urmare, sunt egali.

Unghiurile CAB = = α și DBA = = γ sunt egale deoarece acestea sunt unghiuri cu laturile reciproc perpendiculare. Și din egalitatea triunghiurilor rezultă că α = γ.

Din construcția lui Huygens mai rezultă că razele incidente și reflectate se află în același plan cu perpendiculara pe suprafață restabilită în punctul de incidență al razei.

Legile reflexiei sunt valabile atunci când razele de lumină se deplasează în direcția opusă. Ca o consecință a reversibilității traseului razelor luminoase, avem că o rază care se propagă pe calea celei reflectate este reflectată de-a lungul traseului celei incidente.

Majoritatea corpurilor reflectă doar radiația incidentă asupra lor, fără a fi o sursă de lumină. Obiectele iluminate sunt vizibile din toate părțile, deoarece lumina este reflectată de suprafața lor în direcții diferite, împrăștiind. Acest fenomen se numește reflexie difuză sau reflexie difuză. Reflexia difuză a luminii (Fig. 1.5) are loc de pe toate suprafețele aspre. Pentru a determina traseul razei reflectate a unei astfel de suprafețe, se trasează un plan tangent la suprafață în punctul de incidență al razei, iar unghiurile de incidență și de reflexie sunt construite în raport cu acest plan.

Orez. 1.5. Reflexia difuză a luminii.

De exemplu, 85% din lumina albă este reflectată de suprafața zăpezii, 75% din hârtie albă, 0,5% din catifea neagră. Reflexia difuză a luminii nu provoacă disconfortîn ochiul uman, spre deosebire de unul în oglindă.

- este atunci când razele de lumină incidente pe o suprafață netedă la un anumit unghi sunt reflectate predominant într-o direcție (Fig. 1.6). Suprafata reflectorizanta in acest caz se numeste oglindă(sau suprafata oglinzii). Suprafețele oglinzilor pot fi considerate optic netede dacă dimensiunea neregulilor și neomogenităților de pe ele nu depășește lungimea de undă a luminii (mai puțin de 1 micron). Pentru astfel de suprafețe, legea reflexiei luminii este îndeplinită.

Orez. 1.6. Reflexia speculară a luminii.

Oglindă plată este o oglindă a cărei suprafață reflectorizante este un plan. O oglindă plată face posibil să se vadă obiecte în fața ei, iar aceste obiecte par să fie situate în spatele planului oglinzii. ÎN optică geometrică fiecare punct al sursei de lumină S este considerat centrul unui fascicul divergent de raze (Fig. 1.7). Un astfel de fascicul de raze se numește homocentric. Imaginea punctului S dintr-un dispozitiv optic este centrul S’ al unui fascicul de raze reflectat și refractat homocentric în diferite medii. Dacă lumina este împrăștiată de suprafețe corpuri diferite, lovește o oglindă plată și apoi, reflectată din ea, cade în ochiul observatorului, apoi imaginile acestor corpuri sunt vizibile în oglindă.

Orez. 1.7. O imagine creată de o oglindă plană.

Imaginea S’ se numește reală dacă razele reflectate (refractate) ale fasciculului se intersectează în punctul S’. Imaginea S’ se numește imaginară dacă nu razele reflectate (refractate) înseși se intersectează, ci continuările lor. Energia luminii nu ajunge in acest punct. În fig. Figura 1.7 prezintă o imagine a unui punct luminos S, care apare folosind o oglindă plată.

Fascicul SO cade pe oglinda CM la un unghi de 0°, prin urmare, unghiul de reflexie este de 0°, iar această rază, după reflectare, urmează calea OS. Din întregul set de raze care cad din punctul S pe o oglindă plată, selectăm raza SO 1.

Fasciculul SO 1 cade pe oglindă sub un unghi α și se reflectă sub un unghi γ (α = γ). Dacă continuăm razele reflectate în spatele oglinzii, acestea vor converge în punctul S 1, care este o imagine virtuală a punctului S într-o oglindă plană. Astfel, unei persoane i se pare că razele ies din punctul S 1, deși de fapt nu există raze care părăsesc acest punct și intră în ochi. Imaginea punctului S 1 este situată simetric față de punctul cel mai luminos S în raport cu oglinda CM. Să demonstrăm.

Fascicul SB incident pe oglindă la un unghi de 2 (Fig. 1.8), conform legii reflexiei luminii, este reflectat la un unghi de 1 = 2.

Orez. 1.8. Reflecție dintr-o oglindă plată.

Din fig. 1.8 puteți vedea că unghiurile 1 și 5 sunt egale - ca și cele verticale. Sumele unghiurilor sunt 2 + 3 = 5 + 4 = 90°. Prin urmare, unghiurile 3 = 4 și 2 = 5.

Triunghiurile dreptunghiulare ΔSOB și ΔS 1 OB au un catete comun OB și unghiuri ascuțite egale 3 și 4, prin urmare, aceste triunghiuri sunt egale în latură și două unghiuri adiacente catetei. Aceasta înseamnă că SO = OS 1, adică punctul S 1 este situat simetric față de punctul S față de oglindă.

Pentru a găsi imaginea unui obiect AB într-o oglindă plată, este suficient să coborâți perpendicularele din punctele extreme ale obiectului pe oglindă și, continuându-le dincolo de oglindă, să lăsați în spate o distanță egală cu distanța de la oglinda până la punctul extrem al obiectului (Fig. 1.9). Această imagine va fi imaginară și în mărime naturală. Se păstrează dimensiunile și poziția relativă a obiectelor, dar în același timp în oglindă stânga și partea dreapta imaginea își schimbă locurile în comparație cu obiectul în sine. Nu este încălcat nici paralelismul razelor de lumină incidente pe o oglindă plană după reflexie.

Orez. 1.9. Imaginea unui obiect într-o oglindă plană.

În tehnologie, oglinzile cu o suprafață de reflectare curbă complexă, de exemplu, oglinzile sferice, sunt adesea folosite. Oglindă sferică- aceasta este suprafata corpului, avand forma unui segment sferic si reflectand lumina specular. Paralelismul razelor atunci când sunt reflectate de astfel de suprafețe este încălcat. Se numește oglinda concav, dacă razele sunt reflectate din suprafata interioara segment sferic. Razele de lumină paralele, după reflectarea de pe o astfel de suprafață, sunt colectate la un moment dat, motiv pentru care o oglindă concavă se numește colectare. Dacă razele sunt reflectate de pe suprafața exterioară a oglinzii, atunci va fi convex. Sunt împrăștiate raze de lumină paralele laturi diferite, De aceea oglindă convexă numit dispersiv.

Trebuie remarcat faptul că imaginea pe care o vedem de cealaltă parte a oglinzii nu este creată de razele în sine, ci de continuarea lor mentală. Această imagine se numește imaginar. Poate fi văzut cu ochiul, dar nu poate fi văzut pe ecran, deoarece a fost creat nu de raze, ci de continuarea lor mentală.

La reflectare, se respectă și principiul celui mai scurt timp de propagare a luminii. Pentru a ajunge după reflecție în ochiul observatorului, lumina trebuie să vină exact pe calea pe care o arată legea reflexiei. Lumina se va petrece prin răspândirea pe această cale cel mai putin timp din toate variantele posibile.

Legea refracției luminii

După cum știm deja, lumina se poate propaga nu numai în vid, ci și în alte medii transparente. În acest caz, lumina va experimenta refracţie. Când se trece de la un mediu mai puțin dens la unul mai dens, o rază de lumină, atunci când este refractă, este apăsată pe perpendiculara trasă la punctul de incidență, iar când se trece de la un mediu mai dens la unul mai puțin dens, este invers. : se abate de la perpendiculară.

Există două legi ale refracției:

Raza incidentă, raza refractă și perpendiculara trasă la punctul de incidență se află în același plan.

2. Raportul dintre sinusurile unghiurilor de incidență și de refracție este egal cu raportul invers al indicilor de refracție:

păcat a = n2

sin g n1

De interes este trecerea unui fascicul de lumină printr-o prismă triedră. În acest caz, în orice caz, există o abatere a fasciculului după trecerea prin prismă din direcția inițială:

Corpurile transparente diferite au indici de refracție diferiți. Pentru gaze diferă foarte puțin de unitate. Crește odată cu creșterea presiunii, prin urmare, indicele de refracție al gazelor depinde și de temperatură. Să ne amintim că, dacă ne uităm la obiecte îndepărtate prin aerul fierbinte care se ridică dintr-un foc, vedem că totul în depărtare arată ca o ceață legănată. Pentru lichide, indicele de refracție depinde nu numai de lichidul în sine, ci și de concentrația de substanțe dizolvate în acesta. Mai jos este un mic tabel al indicilor de refracție ai unor substanțe.

Reflexia internă totală a luminii.

Fibre optice

Trebuie remarcat faptul că un fascicul de lumină, care se propagă în spațiu, are proprietatea de reversibilitate. Aceasta înseamnă că calea de-a lungul căreia raza se propagă de la sursă în spațiu, pe aceeași cale se va întoarce înapoi, dacă sursa și punctul de observare sunt schimbate.

Să ne imaginăm că un fascicul de lumină se propagă dintr-un mediu optic mai dens la unul mai puțin dens din punct de vedere optic. Apoi, conform legii refracției, atunci când este refractă, ar trebui să iasă deviând de la perpendiculară. Să luăm în considerare razele care emană de la o sursă de lumină punctuală situată într-un mediu optic mai dens, de exemplu, apa.

Din această figură se poate observa că prima rază lovește interfața perpendicular. În acest caz, fasciculul nu se abate de la direcția inițială. Adesea, energia sa este reflectată de la interfață și se întoarce la sursă. Restul energiei lui iese. Razele rămase sunt parțial reflectate și parțial ies. Pe măsură ce unghiul de incidență crește, crește și unghiul de refracție, ceea ce corespunde legii refracției. Dar când unghiul de incidență ia o astfel de valoare încât, conform legii refracției, unghiul de ieșire al fasciculului ar trebui să fie de 90 de grade, atunci fasciculul nu va ajunge deloc la suprafață: toată energia 100% a fasciculului va fi reflectată de interfață. Toate celelalte raze incidente pe interfață la un unghi mai mare decât acesta vor fi complet reflectate de interfață. Acest unghi se numește unghi limită, iar fenomenul se numește reflecție internă totală. Adică interfața în în acest caz, actioneaza ca o oglinda perfecta. Valoarea unghiului limitator pentru limita cu vid sau aer poate fi calculată folosind formula:

Sin apr = 1/n Aici n– indicele de refracție al unui mediu mai dens.

Fenomenul de reflexie internă totală este utilizat pe scară largă în diverse instrumente optice. În special, este utilizat într-un dispozitiv pentru determinarea concentrației de substanțe dizolvate în apă (refractometru). Acolo se măsoară unghiul limitativ al reflexiei interne totale, din care se determină indicele de refracție, iar apoi se determină din tabel concentrația substanțelor dizolvate.

Fenomenul de reflexie internă totală este deosebit de pronunțat în fibra optică. Figura de mai jos arată o secțiune transversală a unei fibre de sticlă:

Să luăm o fibră de sticlă subțire și să aruncăm un fascicul de lumină într-unul dintre capete. Deoarece fibra este foarte subțire, orice fascicul care intră în capătul fibrei va cădea pe suprafața sa laterală la un unghi care depășește semnificativ unghiul limitator și va fi reflectat complet. Astfel, fasciculul care intră va fi reflectat de multe ori de pe suprafața laterală și va ieși de la capătul opus, practic fără pierderi. În exterior, va arăta ca și cum capătul opus al fibrei strălucește puternic. În plus, nu este deloc necesar ca fibra de sticlă să fie dreaptă. Poate fi îndoit în orice mod doriți și nicio îndoire nu va afecta propagarea luminii de-a lungul fibrei.

În acest sens, oamenii de știință au venit cu o idee: ce se întâmplă dacă nu luăm o fibră, ci o grămadă întreagă de ele. Dar, în același timp, este necesar ca toate fibrele din mănunchi să fie în ordine reciprocă strictă și pe ambele părți ale mănunchiului capetele tuturor fibrelor să fie în același plan. Și dacă o imagine este aplicată la un capăt al pachetului folosind o lentilă, atunci fiecare fibră separat va transfera o mică particulă a imaginii la capătul opus al pachetului. Toate împreună, fibrele de la capătul opus al mănunchiului vor reproduce aceeași imagine care a fost creată de lentilă. Mai mult, imaginea va fi în lumină naturală. Astfel, a fost creat un dispozitiv, denumit ulterior fibrogastroscop. Cu acest dispozitiv puteți examina suprafața interioară a stomacului fără a face intervenție chirurgicală. Un gastroscop cu fibre este introdus prin esofag în stomac și este examinată suprafața interioară a stomacului. În principiu, acest dispozitiv poate examina nu numai stomacul, ci și alte organe din interior. Acest dispozitiv este utilizat nu numai în medicină, ci și în diferite domenii ale tehnologiei pentru examinarea zonelor inaccesibile. Și, în același timp, hamul în sine poate avea tot felul de îndoituri, care nu afectează în niciun fel calitatea imaginii. Singurul dezavantaj al acestui dispozitiv este structura raster a imaginii: adică imaginea este formată din puncte individuale. Pentru ca imaginea să fie mai clară, trebuie să aveți un număr și mai mare de fibre de sticlă, iar acestea trebuie să fie și mai subțiri. Și acest lucru crește semnificativ costul dispozitivului. Dar cu dezvoltarea în continuare a capacităților tehnice această problemă va fi rezolvată în curând.

Obiectiv

Mai întâi, să ne uităm la lentilă. Lentila este corp transparent, delimitat fie de două suprafețe sferice, fie de o suprafață sferică și un plan.

Să ne uităm la lentile în secțiune transversală. Lentila îndoaie fasciculul de lumină care trece prin el. Dacă fasciculul, după ce trece prin lentilă, este colectat într-un punct, atunci o astfel de lentilă se numește colectare. Dacă un fascicul de lumină paralelă incidentă diverge după trecerea prin lentilă, atunci se numește o astfel de lentilă împrăștiere.

Mai jos sunt lentilele convergente și divergente și acestea simboluri:

Din această figură este clar că toate razele paralele incidente pe lentilă converg într-un punct. Acest punct se numește se concentreze(F) lentile. Se numește distanța de la focalizare până la obiectiv distanta focala lentile. Se măsoară în metri în sistemul SI. Dar mai există o unitate care caracterizează obiectivul. Această mărime se numește putere optică și este reciproca distanței focale și se numește dioptrie. (dp). Notat prin scrisoare D. D = 1/F. Pentru o lentilă convergentă, valoarea puterii optice are un semn plus. Dacă lumina reflectată de orice obiect extins este aplicată pe lentilă, atunci fiecare element al obiectului va fi afișat într-un plan care trece prin focalizare sub forma unei imagini. În acest caz, imaginea va fi cu susul în jos. Deoarece această imagine va fi creată de razele înseși, va fi numită valabil.

Acest fenomen este folosit în camerele moderne. Imaginea reală este creată pe film fotografic.

O lentilă divergentă acționează opus unei lentile convergente. Dacă un fascicul de lumină paralel cade pe el de-a lungul normalului, atunci, după ce trece prin lentilă, fasciculul de lumină va diverge ca și cum toate razele ar ieși dintr-un punct imaginar situat pe cealaltă parte a lentilei. Acest punct se numește focalizare imaginară și distanța focală va avea semnul minus. Prin urmare, putere optică o astfel de lentilă va fi exprimată și în dioptrii, dar valoarea sa va avea semnul minus. Când vizualizați obiectele din jur printr-o lentilă divergentă, toate obiectele vizibile prin lentilă vor apărea reduse în dimensiune

Lumina este o componentă importantă a vieții noastre. Fără el, viața pe planeta noastră este imposibilă. În același timp, multe fenomene care sunt asociate cu lumina sunt astăzi utilizate în mod activ în diverse domenii ale activității umane, de la producția de dispozitive electrice la nave spațiale. Unul dintre fenomenele fundamentale în fizică este reflectarea luminii.

Reflectarea luminii

Legea reflexiei luminii este studiată la școală. Ce ar trebui să știi despre el și multe altele Informatii utile Articolul nostru vă poate spune.

Cunoștințe de bază despre lumină

De regulă, axiomele fizice sunt printre cele mai înțelese deoarece au manifestări vizuale care pot fi observate cu ușurință acasă. Legea reflexiei luminii implică o situație în care razele de lumină își schimbă direcția atunci când se ciocnesc cu diferite suprafețe.

Notă! Limita de refracție crește semnificativ un parametru precum lungimea de undă.

În timpul refracției razelor, o parte din energia lor se va întoarce înapoi în mediul primar. Când unele dintre raze pătrund în alt mediu, se observă refracția lor.
Pentru a înțelege toate aceste fenomene fizice, trebuie să cunoașteți terminologia adecvată:

• fluxul de energie luminoasă în fizică este definit ca incident atunci când lovește interfața dintre două substanțe;
• o parte din energia luminoasă care într-o situație dată revine în mediul primar se numește reflectată;

Notă! Există mai multe formulări ale regulii de reflecție. Indiferent de modul în care îl formulați, va descrie în continuare poziția relativă a razelor reflectate și incidente.

• unghiu de incidenta. Aici ne referim la unghiul care se formează între linia perpendiculară a graniței media și lumina incidentă pe acesta. Se determină în punctul de incidență al fasciculului;

Unghiurile fasciculului

• unghi de reflexie. Se formează între raza reflectată și linia perpendiculară care a fost reconstruită în punctul de incidență.

În plus, trebuie să știți că lumina se poate propaga exclusiv rectiliniu într-un mediu omogen.

Notă! Mediile diferite pot reflecta și absorb lumina diferit.

De aici vine reflectanța. Aceasta este o cantitate care caracterizează reflectivitatea obiectelor și substanțelor. Înseamnă cât de multă radiație adusă de fluxul de lumină la suprafața mediului se va ridica la energia care va fi reflectată din acesta. Acest coeficient depinde de o serie de factori, inclusiv cea mai mare valoare au compoziția radiației și unghiul de incidență.
Reflexia completă a fluxului luminos se observă atunci când fasciculul cade pe substanțe și obiecte cu suprafață reflectorizante. De exemplu, reflexia unui fascicul poate fi observată atunci când lovește sticla, mercurul lichid sau argintul.

O scurtă excursie istorică

Legile refracției și reflectării luminii au fost formate și sistematizate încă din secolul al III-lea. î.Hr e. Au fost dezvoltate de Euclid.

Toate legile (refracția și reflexia) care se referă la acest fenomen fizic au fost stabilite experimental și pot fi ușor confirmate de principiul geometric al lui Huygens. Conform acestui principiu, orice punct din mediu în care poate ajunge o perturbare acționează ca o sursă de unde secundare.
Să ne uităm mai detaliat la legile care există astăzi.

Legile stau la baza tuturor lucrurilor

Legea reflexiei unui flux luminos este definită ca un fenomen fizic în timpul căruia lumina dirijată de la un mediu la altul va fi parțial returnată înapoi la separarea lor.

Reflectarea luminii la interfață

Analizatorul vizual uman observă lumina în momentul în care fasciculul care vine de la sursa sa lovește globul ocular. Într-o situație în care corpul nu acționează ca sursă, analizatorul vizual poate percepe razele dintr-o altă sursă care sunt reflectate de corp. În acest caz, radiația luminoasă incidentă pe suprafața unui obiect poate schimba direcția de propagare ulterioară a acestuia. Ca rezultat, corpul care reflectă lumina va acționa ca sursă. Când este reflectat, o parte din flux se va întoarce la primul mediu din care a fost dirijat inițial. Aici corpul care îl va reflecta va deveni sursa fluxului deja reflectat.
Există mai multe legi pentru acest fenomen fizic:

• prima lege prevede: fasciculul reflectorizant şi incident, împreună cu linia perpendiculară care apare la interfaţa dintre medii, precum şi la punctul de incidenţă reconstruit a fluxului luminos, trebuie să fie situate în acelaşi plan;

Notă! Aici se presupune că o undă plană cade pe suprafața reflectorizante a unui obiect sau substanță. Suprafețele sale de undă sunt dungi.

Prima și a doua lege

• a doua lege. Formularea sa este următoarea: unghiul de reflectare a fluxului luminos va fi egal cu unghiul de incidență. Acest lucru se datorează faptului că au laturi reciproc perpendiculare. Luând în considerare principiile egalității triunghiurilor, devine clar de unde provine această egalitate. Folosind aceste principii, se poate demonstra cu ușurință că aceste unghiuri sunt în același plan cu linia perpendiculară trasată, care a fost restabilită la limita de separare a două substanțe în punctul de incidență a fasciculului de lumină.

Aceste două legi în fizica optică sunt de bază. Mai mult, sunt valabile și pentru un fascicul care are o cale inversă. Ca urmare a reversibilității energiei fasciculului, fluxul care se propagă de-a lungul traseului celui reflectat anterior va fi reflectat în mod similar cu traseul celui incident.

Legea reflecției în practică

Aplicarea acestei legi poate fi verificată în practică. Pentru a face acest lucru, trebuie să direcționați un fascicul subțire către orice suprafață reflectorizantă. Un pointer laser este perfect pentru aceste scopuri. oglindă obișnuită.

Efectul legii în practică

Îndreptați indicatorul laser către oglindă. Ca urmare raza laser va fi reflectat din oglindă și răspândit mai departe în direcție dată. În acest caz, unghiurile fasciculului incident și reflectat vor fi egale chiar și atunci când le privim în mod normal.

Notă! Lumina de la astfel de suprafețe va fi reflectată într-un unghi obtuz și se va propaga în continuare de-a lungul unei traiectorii joase, care este situată destul de aproape de suprafață. Dar fasciculul, care va cădea aproape vertical, se va reflecta într-un unghi ascuțit. În același timp, calea sa ulterioară va fi aproape identică cu cea în cădere.

După cum vedem, punct-cheie a acestei reguli este faptul ca unghiurile trebuie masurate de la perpendiculara pe suprafata in punctul de incidenta a fluxului luminos.

Notă! Această lege este supusă nu numai luminii, ci și oricăror tipuri de unde electromagnetice (unde cu microunde, radio, unde de raze X etc.).

Caracteristici de reflexie difuză

Multe obiecte pot reflecta doar radiația luminoasă incidentă pe suprafața lor. Obiectele bine luminate sunt vizibile clar din unghiuri diferite, deoarece suprafața lor reflectă și împrăștie lumina în direcții diferite.

Reflexie difuză

Acest fenomen se numește reflexie împrăștiată (difuză). Acest fenomen are loc atunci când radiațiile lovesc diferite suprafețe rugoase. Datorită acesteia, suntem capabili să distingem obiectele care nu au capacitatea de a emite lumină. Dacă împrăștierea radiației luminoase este zero, atunci nu vom putea vedea aceste obiecte.

Notă! Reflexia difuză nu provoacă disconfort unei persoane.

Absența disconfortului se explică prin faptul că nu întreaga lume, conform regula de mai sus, revine la mediul primar. Mai mult, acest parametru are suprafete diferite va fi diferit:

• zăpada reflectă aproximativ 85% din radiație;
• pentru hârtie albă - 75%;
• pentru negru și velur - 0,5%.

Dacă reflexia provine de la suprafețe aspre, atunci lumina va fi direcționată aleatoriu una în raport cu cealaltă.

Caracteristici de oglindire

Reflexia speculară a radiației luminoase diferă de situațiile descrise anterior. Acest lucru se datorează faptului că, ca urmare a căderii fluxului pe o suprafață netedă la un anumit unghi, acestea vor fi reflectate într-o singură direcție.

Reflecție în oglindă

Acest fenomen poate fi reprodus cu ușurință folosind o oglindă obișnuită. Când oglinda este îndreptată spre razele de soare, va actiona ca o suprafata reflectorizanta excelenta.

Notă! LA suprafetele oglinzilor pot fi atribuite întreaga linie tel. De exemplu, acest grup include toate obiectele optice netede. Dar un astfel de parametru precum dimensiunea neregulilor și neomogenităților din aceste obiecte va fi mai mic de 1 micron. Lungimea de undă a luminii este de aproximativ 1 micron.

Toate aceste suprafețe reflectorizante speculare se supun legilor descrise anterior.

Utilizarea dreptului în tehnologie

Astăzi, tehnologia folosește adesea oglinzi sau obiecte în oglindă care au o suprafață reflectorizantă curbată. Acestea sunt așa-numitele oglinzi sferice.
Astfel de obiecte sunt corpuri care au forma unui segment sferic. Astfel de suprafețe sunt caracterizate de o încălcare a paralelismului razelor.
Pe acest moment Există două tipuri de oglinzi sferice:

• concav. Ele sunt capabile să reflecte radiația luminoasă de pe suprafața interioară a segmentului lor de sferă. Când sunt reflectate, razele sunt colectate aici la un moment dat. Prin urmare, ei sunt adesea numiți și „adunatori”;

Oglindă concavă

• convex. Astfel de oglinzi se caracterizează prin reflectarea radiației de pe suprafața exterioară. În acest timp, are loc dispersia în lateral. Din acest motiv, astfel de obiecte sunt numite „împrăștiere”.

Oglindă convexă

În acest caz, există mai multe opțiuni pentru comportamentul razelor:

• ardend aproape paralel cu suprafata. În această situație, atinge doar puțin suprafața și se reflectă într-un unghi foarte obtuz. Apoi urmează o traiectorie destul de joasă;
• la cădere înapoi, razele sunt reflectate într-un unghi ascuțit. În acest caz, așa cum am spus mai sus, fasciculul reflectat va urma o cale foarte apropiată de cea incidentă.

După cum vedem, legea este îndeplinită în toate cazurile.

Concluzie

Legile reflectării radiațiilor luminoase sunt foarte importante pentru noi deoarece sunt fenomene fizice fundamentale. Au găsit o aplicare largă în domenii diverse activitate umana. Studiul fundamentelor opticii are loc în liceu, ceea ce dovedește încă o dată importanța unor astfel de cunoștințe de bază.

Cum să faci singur ochi de înger pentru o vază?

raza de lumină de suprafață (Fig. 3.1) (`vecS_1` este un vector direcționat de-a lungul razei incidente). În punctul „O”, unde raza se sprijină pe plan, construim planul extern normalul `vecN` (adică perpendicular) și, în final, prin raza `vecS_1` și normal `vecN` desenăm planul `P`. Acest avion se numește planul de incidenta. Indiferent de substanța din care constă suprafața pe care o alegem, o parte din radiația incidentă va fi reflectată. În ce direcție va merge raza reflectată `vecS_2`?

Ar fi ciudat dacă s-ar abate de la planul de incidență, de exemplu, spre dreapta sau spre stânga: la urma urmei, proprietățile spațiului de ambele părți ale acestui plan sunt aceleași. Din fericire, acest lucru nu se întâmplă.

Colt ascutit, situată între raza `vecS_1` și normala exterioară `vecN` se numește unghi de incidență. Să notăm acest unghi cu simbolul `varphi_1`. Unghiul acut format de raza reflectată `vecS_2` și normala (să-l notăm `varphi_2`) se numește unghi de reflexie. Numeroase observații și măsurători ne permit să formulăm următorul postulat al opticii geometrice:

Postul 3

Raza incidentă `vecS_1`, `vecN` normală și raza reflectată `vecS_2` se află întotdeauna în același plan, numit plan de incidență. Unghiul de reflexie este egal cu unghiul de incidenta, i.e.

`varphi_2=varphi_1`. (3.1)

Să introducem încă o definiție. Unghiul `delta` format prin continuarea razei incidente pe o oglinda plana si raza reflectata de oglinda se va numi unghi de deformare. Unghiul de deviere este întotdeauna mai mic sau egal cu `180^@`. Conceptul de unghi de deviere poate fi interpretat mult mai larg. În cele ce urmează, ne vom referi la acesta ca fiind unghiul format de continuarea unei raze care intră într-un sistem optic arbitrar și raza care iese din acest sistem.

Determinați unghiul de deviere al unui fascicul incident pe o oglindă plană. Unghiul de incidență `varphi_1=30^@`.

Unghiul `alfa` format de razele incidente și reflectate este egal cu suma unghiurilor de incidență și reflexie, adică `alpha=60^@`. Unghiurile `alfa` și `delta` sunt adiacente. Prin urmare,

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

O suprafață netedă care reflectă aproape toată radiația incidentă pe ea se numește speculară. Aceasta ridică întrebarea: de ce „aproape totul” și nu „totul”? Raspunsul este simplu: oglinzi perfecte nu se întâmplă în natură. De exemplu, oglinzile pe care le întâlniți în viața de zi cu zi reflectă până la 90% din lumina incidentă, iar restul de 10% transmit parțial și absorb parțial.

Laserele moderne folosesc oglinzi care reflectă până la 99% din radiație și chiar mai mult (deși într-o regiune destul de îngustă a spectrului, dar despre asta vom vorbi când ești în clasa a XI-a). Pentru a realiza astfel de oglinzi, a fost dezvoltată o întreagă teorie științifică și s-a organizat producție specială.

Apa pură transparentă reflectă, de asemenea, o parte din radiația incidentă pe suprafața sa. Când lumina este incidentă de-a lungul normalului la suprafață, puțin mai puțin de `2%` din energia radiației incidente este reflectată. Pe măsură ce unghiul de incidență crește, proporția radiației reflectate crește. La un unghi de incidență apropiat de `90^@` ( cădere alunecătoare), aproape 100% din energia incidentă este reflectată.

Să ne referim pe scurt la încă o problemă. Nu există suprafețe perfect netede. Când suficient mărire mare pe suprafața oglinzii se pot observa microfisuri, așchii, nereguli, al căror plan este înclinat față de planul oglinzii. Cu cât sunt mai multe nereguli, cu atât reflectarea obiectelor în oglindă apare mai plictisitoare. Suprafață albă hartie de scris atât de puternic punctat cu nereguli microscopice încât practic nu dă nicio reflexie speculară. Se spune că o astfel de suprafață se reflectă difuz , adică diferite zone minuscule ale suprafeței hârtiei reflectă lumina în direcții diferite. Dar o astfel de suprafață este clar vizibilă locuri diferite. În general, majoritatea obiectelor reflectă lumina difuz. Suprafețele care reflectă difuz sunt folosite ca ecrane.

Cu toate acestea, puteți obține o imagine în oglindă a obiectelor strălucitoare din hârtie. Pentru a face acest lucru, trebuie să vă uitați la suprafața hârtiei aproape de-a lungul suprafeței sale. Cel mai bine este să observați reflexia unui bec strălucitor sau a Soarelui. Încercați acest experiment!

Când se construiește o imagine a unui anumit punct `S` într-o oglindă plană, este necesar să se utilizeze, conform macar,Două fascicul arbitrar. Metoda de construcție este clară din fig. 3.2. Din punct de vedere practic, este indicat să lansați una dintre raze (în figură este raza 1) de-a lungul normalului la planul oglinzii.

Se obișnuiește să se numească imaginea unui obiect obținută ca urmare a intersecției razelor reflectate valabil, iar imaginea obținută prin intersectarea mentală a prelungirilor acestor raze în sens invers este imaginar. Astfel, `S_1` este o imagine virtuală a sursei `S` într-o oglindă plată (Fig. 3.2).

Exemplul 3.1

Bec veioză se afla la o distanta de `l_1=0.6`m de suprafata mesei si `L_2=1.8`m de tavan. Filamentul unui bec poate fi considerat o sursă punctiformă de lumină. Pe masă se află un fragment de oglindă plată în formă de triunghi cu laturile `5` cm, `6` cm și `7` cm (Fig. 3.3).

1) La ce distanta de tavan este imaginea filamentului becului data de oglinda?

2) Găsiți forma și dimensiunea „iepurașului” obținute dintr-un fragment de oglindă de pe tavan (MIPT, 1996).

Să facem un desen în care să explicăm sensul problemei (Fig. 3.3). Vă rugăm să rețineți două lucruri:

a) oglinda se află pe masă la o anumită distanță de lampă;

b) imaginea poate fi construită folosind orice raze „reflectate” dintr-un plan care coincide cu planul oglinzii (de exemplu, razele `3^"` și `4^"`. Este ușor să arătați că `SC=CS_1`, adică `L_3=L_1`. Prin urmare, distanța

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

Pentru a determina forma și dimensiunea „iepurașului”, este convenabil să luați în considerare razele „emanând” din imaginea „S_1”. Deoarece planul oglinzii și tavanul sunt paralele, forma „iepurașului” va fi similară cu o oglindă. Să găsim coeficientul de similitudine. Dacă lungimea laturii oglinzii este `h`, iar lungimea corespunzătoare a laturii „iepurașului” este `H`, atunci putem scrie proporția:

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

Astfel, lungimile laturilor „iepurașului” sunt `25` cm, `30` cm și, respectiv, `35` cm.

Exemplul 3.2

În prima cameră există o floare `(F)` pe masă și o oglindă `(M)` atârnată pe perete lângă ușă `(D)`. În camera alăturată se află Malvina `(G)` (Fig. 3.4). Alegeți afirmația corectă.

A. Din locul ei, Malvina nu poate vedea imaginea virtuală a florii `(F)` în oglindă.

B. Din locul ei, Malvina își poate vedea imaginea în oglindă.

V. Din locul ei, Malvina nu poate vedea în oglindă imagine reală floare `(F)`.

Să facem un desen explicativ (Fig. 3.5). Pentru a face acest lucru, vom construi o imagine `F^"` a unei flori. Va fi imaginară.

Linia dreaptă `F^"G` nu este blocată de obstacole, prin urmare, Malvina poate vedea imaginea virtuală a florii `(F^")`. Prin urmare, răspunsul A nu este adecvat. Nu-și poate vedea imaginea. Aceasta înseamnă că nici răspunsul B nu este potrivit. Deoarece imaginea florii este imaginară, Malvina nu poate vedea imaginea reală a florii.

Raspunsul corect este B.