วัตถุส่วนใหญ่รอบตัวคุณ - บ้าน ต้นไม้ เพื่อนร่วมชั้นของคุณ ฯลฯ - ไม่ใช่แหล่งกำเนิดแสง แต่คุณเห็นพวกเขา คำตอบสำหรับคำถามที่ว่า "ทำไมจึงเป็นเช่นนั้น" คุณจะพบในย่อหน้านี้

ข้าว. 11.1. หากไม่มีแหล่งกำเนิดแสง จะมองไม่เห็นอะไรเลย หากมีแหล่งกำเนิดแสง เราไม่เพียงมองเห็นแหล่งกำเนิดแสงเท่านั้น แต่ยังมองเห็นวัตถุที่สะท้อนแสงที่มาจากแหล่งกำเนิดด้วย

ค้นหาว่าทำไมเราจึงเห็นวัตถุที่ไม่ใช่แหล่งกำเนิดแสง

คุณรู้อยู่แล้วว่าแสงเดินทางเป็นเส้นตรงในตัวกลางโปร่งใสที่เป็นเนื้อเดียวกัน

แต่จะเกิดอะไรขึ้นหากมีร่างบางขวางทางลำแสง? แสงส่วนหนึ่งสามารถผ่านเข้าสู่ร่างกายได้หากโปร่งใส ส่วนหนึ่งจะถูกดูดซับ และบางส่วนจะสะท้อนออกจากร่างกาย รังสีบางส่วนที่สะท้อนมากระทบตาเราจะเห็นร่างกายนี้ (รูปที่ 11.1)

การสร้างกฎของการสะท้อนแสง

เพื่อสร้างกฎการสะท้อนแสง เราจะใช้อุปกรณ์พิเศษ - ตัวล้างออปติคอล* เราติดตั้งกระจกที่กึ่งกลางของเครื่องซักผ้าและกำหนดลำแสงแคบ ๆ เพื่อให้มีแถบแสงบนพื้นผิวของเครื่องซักผ้า เราเห็นว่าลำแสงที่สะท้อนจากกระจกยังทำให้เกิดแถบแสงบนพื้นผิวของเครื่องซักผ้า (ดูรูปที่ 11.2)

ทิศทางของลำแสงที่ตกกระทบจะถูกกำหนดโดยลำแสง CO (รูปที่ 11.2) ลำแสงนี้เรียกว่าลำแสงตกกระทบ ทิศทางของลำแสงที่สะท้อนจะถูกกำหนดโดยลำแสงตกลง รังสีนี้เรียกว่ารังสีสะท้อน

จากจุด O ของการตกกระทบของลำแสง เราวาด OB ตั้งฉากกับพื้นผิวของกระจก ให้ความสนใจกับข้อเท็จจริงที่ว่ารังสีตกกระทบ รังสีสะท้อน และเส้นตั้งฉากอยู่ในระนาบเดียวกัน - ในระนาบของพื้นผิววงแหวน

มุม α ระหว่างลำแสงตกกระทบและเส้นตั้งฉากที่ลากจากจุดตกกระทบเรียกว่ามุมตกกระทบ มุม β ระหว่างรังสีสะท้อนกับเส้นตั้งฉากที่กำหนดเรียกว่ามุมสะท้อน

โดยการวัดมุม α และ β เราสามารถตรวจสอบได้ว่าพวกมันเท่ากัน

หากคุณย้ายแหล่งกำเนิดแสงไปตามขอบของจาน มุมตกกระทบของลำแสงจะเปลี่ยนและมุมสะท้อนจะเปลี่ยนตาม และแต่ละครั้งมุมตกกระทบและมุมสะท้อนของแสงจะเท่ากัน (รูปที่ 11.3) ดังนั้นเราจึงได้กำหนดกฎของการสะท้อนแสง:

ข้าว. 11.3. เมื่อมุมตกกระทบของแสงเปลี่ยนไป มุมสะท้อนก็เปลี่ยนไปด้วย มุมสะท้อนจะเท่ากับมุมตกกระทบเสมอ

ข้าว. 11.5. การสาธิตการย้อนกลับของรังสีแสง: ลำแสงที่สะท้อนกลับจะเคลื่อนไปตามเส้นทางของลำแสงที่ตกกระทบ

ข้าว. 11.6. ใกล้กระจกเราเห็น "คู่" ของเราอยู่ในนั้น แน่นอนว่าไม่มี "สองเท่า" ที่นั่น - เราเห็นภาพสะท้อนของเราในกระจก

1. ลำแสงตกกระทบ ลำแสงสะท้อนและเส้นตั้งฉากกับผิวสะท้อนที่ลากจากจุดตกกระทบของลำแสงอยู่ในระนาบเดียวกัน

2. มุมสะท้อนเท่ากับมุมตกกระทบ: β = α

กฎของการสะท้อนแสงถูกกำหนดขึ้นโดย Euclid นักวิทยาศาสตร์ชาวกรีกโบราณตั้งแต่ศตวรรษที่ 3 ก่อนคริสต์ศักราช พ.ศ อี

อาจารย์ควรหันกระจกไปทางใดจึงจะ " แสงตะวัน»ตีเด็ก (รูปที่ 11.4)?

การใช้กระจกเงาบนเครื่องล้างออปติคอล เราสามารถแสดงให้เห็นถึงการย้อนกลับของลำแสงได้: หากลำแสงที่ตกกระทบถูกส่งไปตามเส้นทางของลำแสงที่สะท้อน ลำแสงจะไปตามเส้นทางของผู้ที่ตกลงมา (รูปที่ 11.5)

เราศึกษาภาพในกระจกเรียบ

พิจารณาวิธีการสร้างภาพในกระจกเงาเรียบ (รูปที่ 11.6)

ให้ลำแสงที่แตกต่างกันตกจากแหล่งกำเนิดแสงที่จุด S ลงบนพื้นผิวของกระจกเงาเรียบ จากลำแสงนี้ เราเลือกรังสี SA, SB และ SC โดยใช้กฎการสะท้อนแสง เราสร้างรังสีสะท้อน LL b BB 1 และ CC 1 (รูปที่ 11.7, a) รังสีเหล่านี้จะไปในลำแสงที่แตกต่างกัน หากคุณขยายไปในทิศทางตรงกันข้าม (หลังกระจก) พวกมันทั้งหมดจะตัดกันที่จุดเดียว - S 1 ซึ่งอยู่ด้านหลังกระจก

หากรังสีบางส่วนที่สะท้อนจากกระจกส่องเข้าตา คุณจะดูเหมือนว่ารังสีที่สะท้อนมาจากจุด S 1 แม้ว่าในความเป็นจริงแล้วจะไม่มีแหล่งกำเนิดแสงที่จุด S 1 ก็ตาม ดังนั้น จุด S 1 จึงเรียกว่าภาพในจินตนาการของจุด S กระจกเงาเรียบจะให้ภาพเสมือนจริงเสมอ

ค้นหาว่าวัตถุและภาพของวัตถุนั้นตั้งอยู่อย่างไรเมื่อเทียบกับกระจก ในการทำเช่นนี้เราหันไปใช้รูปทรงเรขาคณิต พิจารณาตัวอย่างเช่น ray SC ที่ตกลงบนกระจกและสะท้อนออกมาจากมัน (รูปที่ 11.7, b)

จากรูป เราจะเห็นว่า Δ SOC = Δ S 1 OC เป็นรูปสามเหลี่ยมมุมฉากที่มี CO ด้านร่วมกันและมุมแหลมเท่ากัน (เพราะตามกฎการสะท้อนแสง α = β) จากความเท่าเทียมกันของรูปสามเหลี่ยม เราได้ SO \u003d S 1 O นั่นคือ จุด S และรูปภาพ S 1 นั้นสมมาตรเมื่อเทียบกับพื้นผิวของกระจกเงาเรียบ

เช่นเดียวกับภาพของวัตถุขยาย: วัตถุและภาพของวัตถุนั้นสมมาตรเมื่อเทียบกับพื้นผิวของกระจกเงาเรียบ

ดังนั้นเราจึงได้ติดตั้ง ลักษณะทั่วไปภาพในกระจกเงาเรียบ

1. กระจกเงาเรียบให้ภาพเสมือนจริงของวัตถุ

2. ภาพของวัตถุในกระจกเงาราบและตัววัตถุนั้นมีความสมมาตรเมื่อเทียบกับพื้นผิวของกระจก ซึ่งหมายความว่า:

1) รูปภาพของวัตถุมีขนาดเท่ากับวัตถุ

2) ภาพของวัตถุนั้นอยู่ห่างจากพื้นผิวกระจกเท่ากับวัตถุนั้น

3) ส่วนที่เชื่อมต่อจุดบนวัตถุและจุดที่สอดคล้องกันบนภาพนั้นตั้งฉากกับพื้นผิวของกระจก

แยกแยะความแตกต่างระหว่างการสะท้อนแสงแบบสเปกตรัมและการสะท้อนแสงแบบกระจาย

ในตอนเย็นเมื่อเปิดไฟในห้องเราจะเห็นภาพของเราเข้ามา กระจกหน้าต่าง. แต่ภาพจะหายไปหากมีการดึงผ้าม่าน: เราจะไม่เห็นภาพของเราบนผ้า และทำไม? คำตอบสำหรับคำถามนี้เกี่ยวข้องกับอย่างน้อยสองข้อ ปรากฏการณ์ทางกายภาพ.

ปรากฏการณ์ทางกายภาพอย่างแรกคือการสะท้อนแสง เพื่อให้ภาพปรากฏ แสงจะต้องสะท้อนจากพื้นผิวในลักษณะที่เป็นสเปกตรัม: หลังจากการสะท้อนแบบสเปกตรัมของแสงที่มาจากจุด S จุดกำเนิด แสงที่สะท้อนต่อเนื่องจะตัดกันที่จุด S 1 ซึ่ง จะเป็นภาพของจุด S (รูปที่ 11.8, a) การสะท้อนดังกล่าวเกิดขึ้นได้จากพื้นผิวที่เรียบมากเท่านั้น พวกเขาเรียกว่า - พื้นผิวกระจก นอกจากกระจกทั่วไปแล้ว ตัวอย่างของพื้นผิวกระจก ได้แก่ กระจก เฟอร์นิเจอร์ขัดมัน ผิวน้ำนิ่ง เป็นต้น (รูปที่ 11.8, b, c)

หากแสงสะท้อนจากพื้นผิวที่ขรุขระ การสะท้อนแสงดังกล่าวเรียกว่าการกระจัดกระจาย (กระจาย) (รูปที่ 11.9) ในกรณีนี้ รังสีที่สะท้อนออกมาจะกระจายไปในทิศทางต่างๆ กัน (ซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้เรามองเห็นวัตถุที่ส่องสว่างได้จากทุกทิศทาง) เห็นได้ชัดว่ามีพื้นผิวที่กระจายแสงมากกว่ากระจก

มองไปรอบ ๆ และตั้งชื่อพื้นผิวอย่างน้อย 10 พื้นผิวที่สะท้อนแสงกระจาย

ข้าว. 11.8. การสะท้อนของแสงแบบพิเศษคือการสะท้อนแสงจากพื้นผิวเรียบ

ข้าว. 11.9 การสะท้อนของแสงแบบกระจาย (กระจาย) คือการสะท้อนแสงจากพื้นผิวขรุขระ

ปรากฏการณ์ทางกายภาพที่สองที่ส่งผลต่อความสามารถในการมองเห็นภาพคือการดูดกลืนแสง ท้ายที่สุดแล้ว แสงไม่ได้สะท้อนออกมาเท่านั้น ร่างกายแต่ยังดูดซับโดยพวกเขา ตัวสะท้อนแสงที่ดีที่สุดคือกระจก: สามารถสะท้อนแสงได้มากถึง 95% ของแสงที่ตกกระทบ ร่างกายเป็นตัวสะท้อนแสงที่ดี สีขาวแต่พื้นผิวสีดำจะดูดซับแสงเกือบทั้งหมดที่ตกกระทบ

เมื่อหิมะตกในฤดูใบไม้ร่วง กลางคืนจะเบาบางลงมาก ทำไม เรียนรู้ที่จะแก้ปัญหา

งาน. บนมะเดื่อ 1 แผนผังแสดงวัตถุ BC และกระจก NM ค้นหาพื้นที่กราฟิกที่มองเห็นภาพของวัตถุ BC ได้อย่างสมบูรณ์

การวิเคราะห์ปัญหาทางกายภาพ เพื่อให้เห็นภาพของจุดหนึ่งของวัตถุในกระจก จำเป็นที่รังสีอย่างน้อยบางส่วนที่ตกจากจุดนี้ไปยังกระจกต้องสะท้อนเข้าตาของผู้สังเกต เป็นที่ชัดเจนว่าหากลำแสงที่ออกมาจากจุดสูงสุดของวัตถุสะท้อนเข้าตา ลำแสงที่เล็ดลอดออกมาจากทุกจุดของวัตถุก็จะสะท้อนเข้าตาด้วย

เฉลย วิเคราะห์ผล

1. มาสร้างจุด B 1 - ภาพของจุด B ในกระจกเงา (รูปที่ 2, a) พื้นที่ที่ล้อมรอบด้วยพื้นผิวของกระจกและรังสีที่สะท้อนจากจุดสูงสุดของกระจกจะเป็นพื้นที่ที่มองเห็นภาพ B 1 ของจุด B ในกระจก

2. เมื่อสร้างภาพ C 1 ของจุด C ในทำนองเดียวกันเราจะกำหนดพื้นที่การมองเห็นในกระจก (รูปที่ 2, b)

3. ผู้สังเกตสามารถมองเห็นภาพของวัตถุทั้งหมดได้ก็ต่อเมื่อรังสีที่ให้ภาพทั้งสอง - B 1 และ C 1 (รูปที่ 2, c) เข้าตา ดังนั้น บริเวณที่ไฮไลท์ในรูป 2 สีส้ม คือบริเวณที่มองเห็นภาพของวัตถุได้อย่างสมบูรณ์

วิเคราะห์ผลที่ได้รับพิจารณารูปอีกครั้ง 2 ถึงปัญหาและเสนอวิธีที่ง่ายกว่าในการค้นหาพื้นที่การมองเห็นของวัตถุในกระจกเงาราบ ตรวจสอบสมมติฐานของคุณโดยวางแผนมุมมองของวัตถุต่างๆ ในสองวิธี

สรุป

ร่างกายที่มองเห็นทั้งหมดสะท้อนแสง เมื่อแสงสะท้อน กฎการสะท้อนแสง 2 ข้อจะเป็นจริง: 1) ลำแสงตกกระทบ ลำแสงสะท้อนและตั้งฉากกับพื้นผิวสะท้อน ซึ่งดึงจากจุดตกกระทบของลำแสง อยู่ในระนาบเดียวกัน 2) มุมสะท้อนเท่ากับมุมตกกระทบ

ภาพของวัตถุในกระจกเงาแบนเป็นภาพในจินตนาการ มีขนาดเท่ากับตัววัตถุและอยู่ห่างจากกระจกเงาเท่ากับตัววัตถุ

แยกแยะความแตกต่างระหว่างการสะท้อนแสงแบบสเปกตรัมและการสะท้อนแสงแบบกระจาย ในกรณีของการสะท้อนแสงแบบ specular เราสามารถเห็นภาพเสมือนของวัตถุในพื้นผิวสะท้อนแสง ในกรณีของการสะท้อนแสงแบบกระจาย จะไม่มีภาพปรากฏขึ้น

ควบคุมคำถาม

1. ทำไมเราจึงเห็นร่างกายโดยรอบ? 2. มุมใดเรียกว่ามุมตกกระทบ มุมสะท้อน? 3. กำหนดกฎของการสะท้อนแสง 4. อุปกรณ์ใดสามารถใช้ตรวจสอบความถูกต้องของกฎการสะท้อนแสงได้? 5. คุณสมบัติของรังสีที่ผันกลับได้คืออะไร? 6. ในกรณีใดเรียกว่าภาพในจินตภาพ ? 7. อธิบายภาพวัตถุในกระจกเงาราบ 8. การสะท้อนแบบกระจายของแสงแตกต่างจากแบบสเปกตรัมอย่างไร?

แบบฝึกหัดที่ 11

1. เด็กผู้หญิงยืนห่างจากกระจกราบ 1.5 เมตร ภาพสะท้อนของเธออยู่ห่างจากหญิงสาวแค่ไหน? อธิบายมัน.

2. คนขับรถมองกระจกมองหลังเห็นผู้โดยสารนั่งอยู่ เบาะหลัง. ผู้โดยสารในขณะนี้สามารถมองในกระจกบานเดียวกันเห็นคนขับได้หรือไม่?

3. ถ่ายโอนรูปภาพ 1 ในสมุดบันทึก สำหรับแต่ละกรณีสร้างรังสีตกกระทบ (หรือสะท้อน) ระบุมุมตกกระทบและมุมสะท้อน

4. มุมระหว่างแสงตกกระทบและรังสีสะท้อนคือ 80° มุมตกกระทบของลำแสงคืออะไร?

5. วัตถุอยู่ห่างจากกระจกราบ 30 ซม. จากนั้นให้เคลื่อนย้ายวัตถุห่างจากกระจก 10 ซม. ในทิศทางตั้งฉากกับพื้นผิวกระจก และขนานกับกระจก 15 ซม. ระยะห่างระหว่างวัตถุกับแสงสะท้อนคืออะไร? มันกลายเป็นอะไร?

6. คุณกำลังเคลื่อนไปทางกระจกร้านด้วยความเร็ว 4 กม./ชม. ภาพสะท้อนของคุณเข้าใกล้คุณเร็วแค่ไหน? ระยะห่างระหว่างคุณกับการสะท้อนจะลดลงเท่าใดเมื่อคุณเดิน 2 ม.

7. แสงตะวันสะท้อนจากผิวน้ำในทะเลสาบ มุมระหว่างรังสีตกกระทบกับขอบฟ้าจะใหญ่เป็นสองเท่าของมุมระหว่างรังสีตกกระทบและรังสีสะท้อน มุมตกกระทบของลำแสงคืออะไร?

8. หญิงสาวมองเข้าไปในกระจกที่แขวนอยู่บนผนังในมุมเล็กน้อย (รูปที่ 2)

1) สร้างภาพสะท้อนของหญิงสาวในกระจก

2) ค้นหาแบบกราฟิกว่าผู้หญิงเห็นส่วนใดของร่างกายของเธอ บริเวณที่หญิงสาวเห็นตัวเองอย่างสมบูรณ์

3) จะสังเกตเห็นการเปลี่ยนแปลงอะไรบ้างหากกระจกถูกปกคลุมด้วยหน้าจอทึบแสงทีละน้อย?

9. ในเวลากลางคืนภายใต้แสงจากไฟหน้ารถ คนขับดูเหมือนแอ่งน้ำบนทางเท้า จุดด่างดำบนพื้นหลังถนนที่เบากว่า ทำไม

10. ในรูป 3 แสดงเส้นทางของรังสีในกล้องปริทรรศน์ - อุปกรณ์ที่มีการทำงานขึ้นอยู่กับการแพร่กระจายของแสงเป็นเส้นตรง อธิบายวิธีการทำงานของอุปกรณ์นี้ ใช้แหล่งข้อมูลเพิ่มเติมและดูว่าใช้ที่ไหน

แล็บ #3

เรื่อง. การตรวจสอบการสะท้อนแสงโดยใช้กระจกเงาราบ

วัตถุประสงค์: ทดลองตรวจสอบกฎของการสะท้อนแสง

อุปกรณ์: แหล่งกำเนิดแสง (เทียนหรือโคมไฟไฟฟ้าบนขาตั้ง), กระจกเงาแบน, หน้าจอที่มีรอยกรีด, กระดาษเปล่าสีขาวหลายแผ่น, ไม้บรรทัด, ไม้โปรแทรกเตอร์, ดินสอ

คำแนะนำในการทำงาน

การเตรียมการสำหรับการทดลอง

1. ก่อนทำงาน โปรดจำไว้ว่า: 1) ข้อกำหนดด้านความปลอดภัยเมื่อทำงานกับวัตถุที่เป็นแก้ว 2) กฎการสะท้อนแสง

2. ประกอบการตั้งค่าการทดลอง (รูปที่ 1) สำหรับสิ่งนี้:

1) ติดตั้งหน้าจอโดยมีช่องบนกระดาษสีขาว

2) โดยการย้ายแหล่งกำเนิดแสง รับแถบแสงบนกระดาษ

3) วางกระจกแบนที่มุมหนึ่งกับแถบแสงและตั้งฉากกับแผ่นกระดาษเพื่อให้ลำแสงที่สะท้อนออกมายังทำให้แถบที่มองเห็นได้ชัดเจนบนกระดาษ

การทดลอง

ปฏิบัติตามคำแนะนำด้านความปลอดภัยอย่างเคร่งครัด (ดูใบปลิวในตำรา)

1. ใช้ดินสอที่แหลมดีแล้ววาดเส้นตามแนวกระจกบนกระดาษ

2. วางจุดสามจุดบนแผ่นกระดาษ: จุดแรกอยู่ตรงกลางลำแสงตกกระทบ จุดที่สองอยู่ตรงกลางลำแสงสะท้อน จุดที่สามอยู่ในตำแหน่งที่ลำแสงตกกระทบ กระจกเงา (รูปที่ 2)

3. ทำซ้ำขั้นตอนด้านบนอีกสองสามครั้ง (บน แผ่นที่แตกต่างกันกระดาษ) ตั้งกระจกในมุมต่างๆ กับลำแสงที่ตกกระทบ

4. โดยการเปลี่ยนมุมระหว่างกระจกกับแผ่นกระดาษ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าในกรณีนี้คุณจะไม่เห็นลำแสงที่สะท้อน

ประมวลผลการทดลอง

สำหรับแต่ละประสบการณ์:

1) สร้างลำแสงตกกระทบบนกระจกและลำแสงสะท้อน

2) ผ่านจุดตกกระทบของลำแสงให้วาดเส้นตั้งฉากกับเส้นที่ลากไปตามกระจก

3) ติดฉลากและวัดมุมตกกระทบ (α) และมุมสะท้อน (β) ของแสง ใส่ผลการวัดในตาราง

การวิเคราะห์การทดลองและผลลัพธ์

วิเคราะห์การทดลองและผลลัพธ์ ทำการสรุปโดยระบุว่า: 1) อัตราส่วนระหว่างมุมตกกระทบของลำแสงและมุมสะท้อนที่คุณตั้งไว้เป็นเท่าใด 2) ผลของการทดลองมีความถูกต้องสมบูรณ์หรือไม่ และถ้าไม่ สาเหตุของข้อผิดพลาดคืออะไร

งานสร้างสรรค์

โดยใช้มะเดื่อ 3 คิดทบทวนและเขียนแผนสำหรับทำการทดลองเพื่อกำหนดความสูงของห้องโดยใช้กระจกเงา ระบุอุปกรณ์ที่จำเป็น

ทดลองถ้าเป็นไปได้

งาน "ด้วยเครื่องหมายดอกจัน"

ที่ส่วนต่อประสานระหว่างสองสื่อที่แตกต่างกัน หากเป็นเช่นนี้ อินเตอร์เฟซเกินความยาวคลื่นอย่างมีนัยสำคัญมีการเปลี่ยนแปลงทิศทางการแพร่กระจายของแสง: ส่วนหนึ่งของพลังงานแสงกลับไปที่ตัวกลางแรกนั่นคือ สะท้อนและส่วนหนึ่งแทรกซึมเข้าไปในตัวกลางที่สองและในเวลาเดียวกัน หักเห. ลำแสง AO เรียกว่า ลำแสงตกกระทบและ OD ของรังสีคือ ลำแสงสะท้อน(ดูรูปที่ 1.3) การจัดเรียงร่วมกันของรังสีเหล่านี้ถูกกำหนดโดย กฎการสะท้อนและการหักเหของแสง.

ข้าว. 1.3. การสะท้อนและการหักเหของแสง.

มุม α ระหว่างลำแสงตกกระทบและเส้นตั้งฉากกับส่วนต่อประสาน ซึ่งคืนสู่พื้นผิว ณ จุดตกกระทบของลำแสง เรียกว่า มุมตกกระทบ.

มุม γ ระหว่างรังสีสะท้อนกับเส้นตั้งฉากเดียวกันเรียกว่า มุมสะท้อน.

สื่อแต่ละชนิดในระดับหนึ่ง (นั่นคือในแบบของตัวเอง) สะท้อนและดูดซับรังสีแสง ค่าที่แสดงลักษณะ การสะท้อนแสงเรียกพื้นผิวของสสาร ค่าสัมประสิทธิ์การสะท้อน. ค่าสัมประสิทธิ์การสะท้อนแสดงว่าส่วนใดของพลังงานที่รังสีสะท้อนมายังพื้นผิวของร่างกายคือพลังงานที่รังสีสะท้อนถูกพัดพาออกไปจากพื้นผิวนี้ ค่าสัมประสิทธิ์นี้ขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย เช่น องค์ประกอบของรังสีและมุมตกกระทบ แสงสะท้อนอย่างสมบูรณ์จาก ฟิล์มบางปรอทเงินหรือของเหลวที่สะสมอยู่บนแผ่นกระจก

กฎของการสะท้อนแสง

กฎของการสะท้อนแสงถูกค้นพบโดยการทดลองในศตวรรษที่ 3 โดย Euclid นักวิทยาศาสตร์ชาวกรีกโบราณ นอกจากนี้ กฎเหล่านี้สามารถหาได้จากหลักการของ Huygens ซึ่งแต่ละจุดของตัวกลางซึ่งการก่อกวนไปถึงนั้นเป็นแหล่งกำเนิดของคลื่นทุติยภูมิ ผิวคลื่น (หน้าคลื่น) ในขณะถัดไปเป็นพื้นผิวสัมผัสของคลื่นทุติยภูมิทั้งหมด หลักการของฮอยเกนส์เป็นรูปทรงเรขาคณิตล้วน

คลื่นระนาบตกลงบนพื้นผิวสะท้อนแสงเรียบของ CM (รูปที่ 1.4) นั่นคือคลื่นที่มีพื้นผิวคลื่นเป็นแถบ

ข้าว. 1.4. การก่อสร้าง Huygens

A 1 A และ B 1 B คือรังสีของคลื่นที่ตกกระทบ AC คือผิวคลื่นของคลื่นนี้ (หรือหน้าคลื่น)

ลาก่อน หน้าคลื่นจากจุด C มันจะเคลื่อนที่ในเวลา t ไปยังจุด B จากจุด A คลื่นทุติยภูมิจะเคลื่อนที่ไปตามซีกโลกเป็นระยะทาง AD = CB เนื่องจาก AD = vt และ CB = vt โดยที่ v คือความเร็วของ การแพร่กระจายคลื่น

พื้นผิวคลื่นของคลื่นที่สะท้อนกลับเป็นเส้นตรง BD สัมผัสกับซีกโลก นอกจากนี้ พื้นผิวคลื่นจะเคลื่อนที่ขนานไปกับตัวมันเองในทิศทางของลำแสงสะท้อน AA 2 และ BB 2 .

สามเหลี่ยมมุมฉาก ΔACB และ ΔADB มีด้านตรงข้ามมุมฉากร่วมกัน AB และขาเท่ากัน AD = CB ดังนั้นจึงมีค่าเท่ากัน

มุม CAB = α และ DBA = γ เท่ากัน เพราะเป็นมุมที่มีด้านตั้งฉากร่วมกัน และจากความเท่ากันของรูปสามเหลี่ยมจะได้ว่า α = γ

นอกจากนี้ จากการก่อสร้างของ Huygens ระบุว่ารังสีตกกระทบและรังสีสะท้อนอยู่ในระนาบเดียวกันโดยตั้งฉากกับพื้นผิวคืนค่า ณ จุดตกกระทบของรังสี

กฎการสะท้อนแสงมีผลกับทิศทางกลับของลำแสง เนื่องจากการย้อนกลับของเส้นทางของแสงเราได้ว่ารังสีที่แพร่กระจายไปตามเส้นทางของแสงที่สะท้อนจะสะท้อนไปตามเส้นทางของแสงที่ตกกระทบ

ร่างกายส่วนใหญ่สะท้อนเฉพาะการแผ่รังสีที่ตกกระทบเท่านั้น โดยไม่มีแหล่งกำเนิดแสง วัตถุที่ส่องสว่างจะมองเห็นได้จากทุกด้าน เนื่องจากแสงจะสะท้อนจากพื้นผิวของวัตถุนั้นในทิศทางต่างๆ และกระจายออกไป ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า การสะท้อนกระจายหรือ การสะท้อนกระจาย. การสะท้อนกระจายของแสง (รูปที่ 1.5) เกิดขึ้นจากพื้นผิวที่ขรุขระทั้งหมด ในการกำหนดเส้นทางของลำแสงสะท้อนของพื้นผิวดังกล่าว ระนาบสัมผัสกับพื้นผิวจะถูกวาดที่จุดตกกระทบของลำแสง และมุมตกกระทบและการสะท้อนจะถูกวางแผนตามระนาบนี้

ข้าว. 1.5. กระจายแสงสะท้อน.

ตัวอย่างเช่น แสงสีขาว 85% สะท้อนจากพื้นผิวของหิมะ 75% จากกระดาษสีขาว 0.5% จากกำมะหยี่สีดำ ไม่ก่อให้เกิดการสะท้อนแสงกระจาย รู้สึกไม่สบายในสายตามนุษย์ ตรงข้ามกับกระจกเงา

- นี่คือเมื่อรังสีของแสงที่ตกกระทบบนพื้นผิวเรียบที่มุมใดมุมหนึ่งจะสะท้อนไปในทิศทางเดียวเป็นส่วนใหญ่ (รูปที่ 1.6) พื้นผิวสะท้อนแสงในกรณีนี้เรียกว่า กระจกเงา(หรือ พื้นผิวกระจก). พื้นผิวกระจกสามารถพิจารณาได้ว่ามีความเรียบทางสายตาหากขนาดของสิ่งผิดปกติและความไม่สม่ำเสมอบนนั้นไม่เกินความยาวคลื่นแสง (น้อยกว่า 1 ไมโครเมตร) สำหรับพื้นผิวดังกล่าวเป็นไปตามกฎการสะท้อนแสง

ข้าว. 1.6. กระจกสะท้อนแสง.

กระจกแบนเป็นกระจกที่มีผิวสะท้อนเป็นระนาบ กระจกเรียบทำให้สามารถมองเห็นวัตถุที่อยู่ข้างหน้าได้ และดูเหมือนว่าวัตถุเหล่านี้จะอยู่ด้านหลังระนาบกระจก ใน เลนส์ทางเรขาคณิตแต่ละจุดของแหล่งกำเนิดแสง S ถือเป็นจุดศูนย์กลางของลำแสงที่แยกจากกัน (รูปที่ 1.7) ลำแสงดังกล่าวเรียกว่า รักร่วมเพศ. ภาพของจุด S ในอุปกรณ์ออปติกคือจุดศูนย์กลาง S ของลำแสงรังสีที่สะท้อนและหักเหแบบโฮโมเซนตริกในสื่อต่างๆ ถ้าแสงกระจัดกระจายตามพื้นผิว ร่างกายต่างๆกระทบกระจกราบแล้วสะท้อนเข้าตาผู้สังเกต จากนั้นภาพของร่างกายเหล่านี้จะปรากฏในกระจก

ข้าว. 1.7. ภาพที่เกิดจากกระจกเงาเรียบ

ภาพ S' เรียกว่า จริง ถ้ารังสีสะท้อน (หักเห) ของลำแสงตัดกันที่จุด S' ภาพ S' เรียกว่าจินตภาพหากไม่ใช่รังสีสะท้อน (หักเห) ที่ตัดกัน แต่เป็นภาพต่อเนื่อง พลังงานแสงไม่เข้าสู่จุดนี้ บนมะเดื่อ 1.7 แสดงภาพของจุดเรืองแสง S ซึ่งปรากฏขึ้นโดยใช้กระจกเงาราบ

ลำแสง SO ตกลงบนกระจก KM ที่มุม 0° ดังนั้นมุมสะท้อนจึงเป็น 0° และลำแสงนี้หลังจากการสะท้อนจะเคลื่อนไปตามเส้นทาง OS จากรังสีทั้งชุดที่ตกลงมาจากจุด S ไปยังกระจกแบน เราเลือกรังสี SO 1

ลำแสง SO 1 ตกลงบนกระจกที่มุม α และสะท้อนที่มุม γ (α = γ ) หากเรานำรังสีที่สะท้อนออกไปทางกระจกเงาต่อไป พวกมันจะมาบรรจบกันที่จุด S 1 ซึ่งเป็นภาพในจินตนาการของจุด S ในกระจกเงาราบ ดังนั้นสำหรับบุคคลที่รังสีออกมาจากจุด S 1 แม้ว่าในความเป็นจริงจะไม่มีรังสีออกมาจากจุดนี้และเข้าตา ภาพของจุด S 1 ตั้งอยู่อย่างสมมาตรกับจุดที่ส่องสว่างมากที่สุดเมื่อเทียบกับกระจก KM มาพิสูจน์กันเลย

ลำแสง SB ที่ตกกระทบบนกระจกที่มุม 2 (รูปที่ 1.8) ตามกฎการสะท้อนแสงจะสะท้อนที่มุม 1 = 2

ข้าว. 1.8. เงาสะท้อนจากกระจกเงาเรียบ

จากมะเดื่อ 1.8 จะเห็นได้ว่ามุม 1 และ 5 เท่ากัน - เป็นแนวตั้ง ผลรวมของมุม 2 + 3 = 5 + 4 = 90° ดังนั้น มุม 3 = 4 และ 2 = 5

สามเหลี่ยมมุมฉาก ΔSOB และ ΔS 1 OB มีขา OB ร่วมกันและมุมแหลม 3 และ 4 เท่ากัน ดังนั้น สามเหลี่ยมเหล่านี้จึงเท่ากันในด้านและสองมุมที่อยู่ติดกับขา ซึ่งหมายความว่า SO = OS 1 นั่นคือจุด S 1 ตั้งอยู่อย่างสมมาตรกับจุด S เมื่อเทียบกับกระจก

ในการค้นหาภาพของวัตถุ AB ในกระจกเงาก็เพียงพอแล้วที่จะลดฉากตั้งฉากจากจุดสูงสุดของวัตถุไปที่กระจกและดำเนินการต่อไปนอกเหนือจากกระจกโดยเว้นระยะห่างด้านหลังให้เท่ากับระยะทาง จากกระจกไปยังจุดสูงสุดของวัตถุ (รูปที่ 1.9) ภาพนี้จะเป็นภาพในจินตนาการและ ขนาดชีวิต. ขนาดและตำแหน่งสัมพัทธ์ของวัตถุยังคงอยู่ แต่ในขณะเดียวกัน ในกระจก ด้านซ้าย และ ด้านขวาภาพจะกลับด้านเมื่อเปรียบเทียบกับตัววัตถุ ความขนานของลำแสงที่ตกกระทบบนกระจกเงาหลังการสะท้อนกลับจะไม่ถูกรบกวนเช่นกัน

ข้าว. 1.9. ภาพของวัตถุในกระจกเงาราบ

ในทางวิศวกรรม มักใช้กระจกที่มีพื้นผิวสะท้อนแสงแบบโค้งที่ซับซ้อน เช่น กระจกทรงกลม กระจกทรงกลม- นี่คือพื้นผิวของร่างกายซึ่งมีรูปร่างเป็นทรงกลมและสะท้อนแสงเป็นพิเศษ ความขนานของรังสีเมื่อสะท้อนจากพื้นผิวดังกล่าวถูกละเมิด กระจก ก็เรียก เว้าถ้ารังสีสะท้อนจาก พื้นผิวด้านในส่วนทรงกลม รังสีของแสงคู่ขนานหลังจากการสะท้อนจากพื้นผิวดังกล่าวจะถูกรวบรวมไว้ที่จุดหนึ่ง ดังนั้นจึงเรียกกระจกเว้า การชุมนุม. หากรังสีสะท้อนจากพื้นผิวด้านนอกของกระจกก็จะเป็นเช่นนั้น นูน. ลำแสงคู่ขนานกระเจิงเข้ามา ด้านที่แตกต่างกันนั่นเป็นเหตุผลว่าทำไม กระจกนูนเรียกว่า กระจัดกระจาย.

ควรสังเกตว่าภาพที่เราเห็นในอีกด้านหนึ่งของกระจกนั้นไม่ได้เกิดจากรังสีเอง แต่เกิดจากความต่อเนื่องทางจิตใจ ภาพดังกล่าวเรียกว่า จินตภาพสามารถมองเห็นได้ด้วยตา แต่เป็นไปไม่ได้ที่จะนำขึ้นหน้าจอเนื่องจากไม่ได้สร้างขึ้นจากรังสี แต่เกิดจากความต่อเนื่องทางจิตใจ

เมื่อสะท้อนแสงจะสังเกตหลักการของเวลาการแพร่กระจายของแสงที่สั้นที่สุดด้วย เพื่อให้แสงสะท้อนเข้าตาของผู้สังเกต แสงต้องมาตรงตามที่กฎการสะท้อนระบุ โดยการแพร่กระจายไปตามเส้นทางที่แสงจะใช้ในเส้นทางของมัน เวลาน้อยที่สุดจากตัวเลือกที่เป็นไปได้ทั้งหมด

กฎการหักเหของแสง

อย่างที่เราทราบกันดีอยู่แล้วว่าแสงสามารถแพร่กระจายได้ไม่เฉพาะในสุญญากาศเท่านั้น แต่ยังแพร่ผ่านสื่อโปร่งใสอื่นๆ ด้วย ในกรณีนี้แสงจะประสบ การหักเหเมื่อผ่านจากตัวกลางที่มีความหนาแน่นน้อยกว่าไปยังตัวกลางที่มีความหนาแน่นมากกว่า รังสีของแสงระหว่างการหักเหจะถูกกดทับกับเส้นตั้งฉากที่ลากไปยังจุดตกกระทบ และเมื่อผ่านจากตัวกลางที่มีความหนาแน่นมากกว่าไปยังตัวกลางที่มีความหนาแน่นน้อยกว่า ก็จะเบี่ยงเบนไป จากแนวตั้งฉาก

กฎการหักเหของแสงมี 2 ข้อ คือ

รังสีตกกระทบ รังสีหักเห และเส้นตั้งฉากที่ลากไปยังจุดตกกระทบอยู่ในระนาบเดียวกัน

2. อัตราส่วนของไซน์ของมุมตกกระทบและการหักเหเท่ากับอัตราส่วนผกผันของดัชนีการหักเหของแสง:

บาป = n2

บาป g n1

สิ่งที่น่าสนใจคือการที่ลำแสงผ่านปริซึมสามหน้า ในกรณีนี้มีการเบี่ยงเบนของลำแสงหลังจากผ่านปริซึมจากทิศทางเดิม:

วัตถุโปร่งใสต่างกันมีดัชนีการหักเหของแสงต่างกัน สำหรับก๊าซนั้นแตกต่างจากเอกภาพน้อยมาก เมื่อความดันเพิ่มขึ้น ดัชนีการหักเหของแสงของก๊าซจึงขึ้นอยู่กับอุณหภูมิด้วย จำได้ว่าถ้าคุณมองวัตถุที่อยู่ห่างไกลผ่านอากาศร้อนที่พวยพุ่งขึ้นจากไฟ เราจะเห็นว่าทุกสิ่งที่อยู่ในระยะไกลดูเหมือนหมอกควันที่แกว่งไปมา ในของเหลวดัชนีการหักเหของแสงไม่เพียงขึ้นอยู่กับตัวของเหลวเท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของสารที่ละลายในนั้นด้วย ด้านล่างนี้คือตารางเล็กๆ ของดัชนีการหักเหของแสงของสารบางชนิด

การสะท้อนแสงภายในทั้งหมด

ใยแก้วนำแสง

ควรสังเกตว่าลำแสงที่แพร่กระจายในอวกาศมีคุณสมบัติย้อนกลับได้ ซึ่งหมายความว่าตามเส้นทางที่ลำแสงแพร่กระจายจากแหล่งกำเนิดในอวกาศ ลำแสงจะเคลื่อนไปตามเส้นทางเดิมหากแหล่งกำเนิดแสงและจุดสังเกตสลับกัน

ลองนึกภาพว่าลำแสงกระจายจากตัวกลางที่มีความหนาแน่นทางแสงไปยังตัวกลางที่มีความหนาแน่นน้อยกว่า จากนั้นตามกฎการหักเหของแสงจะต้องออกมาระหว่างการหักเหของแสงโดยเบี่ยงเบนจากแนวตั้งฉาก พิจารณารังสีที่เล็ดลอดออกมาจากจุดกำเนิดแสงที่อยู่ในตัวกลางที่มีความหนาแน่นทางแสงมากกว่า ตัวอย่างเช่น ในน้ำ

จะเห็นได้จากรูปนี้ว่าลำแสงแรกตกกระทบบนอินเทอร์เฟซในแนวตั้งฉาก ในกรณีนี้ ลำแสงจะไม่เบี่ยงเบนไปจากทิศทางเดิม บ่อยครั้งที่พลังงานสะท้อนจากอินเทอร์เฟซและส่งกลับไปยังแหล่งที่มา พลังงานที่เหลือของเขาดับลง รังสีที่เหลือจะสะท้อนบางส่วนออกไปบางส่วน เมื่อมุมตกกระทบเพิ่มขึ้น มุมหักเหก็เพิ่มขึ้นด้วย ซึ่งสอดคล้องกับกฎการหักเห แต่เมื่อมุมตกกระทบใช้ค่าที่ตามกฎการหักเหของแสง มุมทางออกของลำแสงควรเป็น 90 องศา ลำแสงจะไม่ถึงพื้นผิวเลย: พลังงานลำแสงทั้งหมด 100% จะสะท้อนจาก อินเทอร์เฟซ รังสีอื่น ๆ ทั้งหมดที่ตกกระทบบนอินเทอร์เฟซในมุมที่มากกว่านี้จะสะท้อนออกจากอินเทอร์เฟซอย่างสมบูรณ์ มุมนี้เรียกว่า มุมจำกัดและเรียกปรากฏการณ์นี้ว่า การสะท้อนภายในทั้งหมดนั่นคืออินเทอร์เฟซใน กรณีนี้ทำหน้าที่เป็นกระจกที่สมบูรณ์แบบ ค่าของมุมจำกัดสำหรับขอบเขตด้วยสุญญากาศหรืออากาศสามารถคำนวณได้จากสูตร:

บาป เม.ย. = 1/นที่นี่ นคือดัชนีการหักเหของแสงในตัวกลางที่หนาแน่นกว่า

ปรากฏการณ์ของการสะท้อนกลับทั้งหมดใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์ออปติกต่างๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ใช้ในอุปกรณ์สำหรับกำหนดความเข้มข้นของสารที่ละลายในน้ำ (เครื่องวัดการหักเหของแสง) มีการวัดมุมที่ จำกัด ของการสะท้อนภายในทั้งหมดโดยกำหนดดัชนีการหักเหของแสงจากนั้นจึงกำหนดความเข้มข้นของสารที่ละลายได้จากตาราง

ปรากฏการณ์ของการสะท้อนกลับภายในทั้งหมดนั้นเด่นชัดเป็นพิเศษในไฟเบอร์ออปติก ภาพด้านล่างแสดงไฟเบอร์กลาสหนึ่งส่วนในส่วน:

ลองใช้ใยแก้วบาง ๆ แล้วปล่อยลำแสงไปที่ปลายด้านหนึ่ง เนื่องจากเส้นใยมีความบางมาก ลำแสงใดๆ ที่เข้าสู่ปลายเส้นใยจะตกลงบนพื้นผิวด้านข้างในมุมที่เกินมุมจำกัดอย่างมาก และจะสะท้อนกลับหมด ดังนั้น ลำแสงที่เข้ามาจะสะท้อนซ้ำๆ จากพื้นผิวด้านข้างและจะออกจากด้านตรงข้ามโดยสูญเสียเพียงเล็กน้อยหรือไม่มีเลย ภายนอกจะดูราวกับว่าปลายด้านตรงข้ามของเส้นใยเรืองแสง นอกจากนี้ไม่จำเป็นเลยที่ไฟเบอร์กลาสจะต้องตรง สามารถโค้งงอได้ตามที่คุณต้องการ และการโค้งงอจะไม่ส่งผลต่อการแพร่กระจายของแสงผ่านไฟเบอร์

ในเรื่องนี้นักวิทยาศาสตร์เกิดแนวคิด: จะเกิดอะไรขึ้นถ้าเราไม่ใช้เส้นใยเดียว แต่เป็นกลุ่มทั้งหมด แต่ในเวลาเดียวกัน มันจำเป็นที่เส้นใยทั้งหมดในกลุ่มจะต้องอยู่ในลำดับที่เข้มงวดร่วมกันและปลายของเส้นใยทั้งหมดอยู่ในระนาบเดียวกันของทั้งสองด้านของมัด และในขณะเดียวกัน หากนำภาพไปใช้กับปลายด้านหนึ่งของกลุ่มโดยใช้เลนส์ เส้นใยแต่ละเส้นจะส่งอนุภาคเล็กๆ ของภาพไปยังปลายอีกด้านของมัด เมื่อรวมกันแล้ว ไฟเบอร์ที่ปลายอีกด้านของมัดจะสร้างภาพเดียวกันกับที่เลนส์สร้างขึ้น นอกจากนี้ ภาพจะอยู่ในแสงธรรมชาติ จึงได้มีการสร้างอุปกรณ์ชื่อต่อมาว่า ไฟโบรกาสโคป. ด้วยอุปกรณ์นี้ คุณสามารถตรวจสอบพื้นผิวด้านในของกระเพาะอาหารโดยไม่ต้องทำ การแทรกแซงการผ่าตัด. ส่องกล้องผ่านหลอดอาหารเข้าไปในกระเพาะอาหารและตรวจสอบพื้นผิวด้านในของกระเพาะอาหาร โดยหลักการแล้ว อุปกรณ์นี้ไม่เพียงแต่ตรวจดูกระเพาะอาหารเท่านั้น แต่ยังตรวจดูอวัยวะอื่นๆ จากภายในได้ด้วย อุปกรณ์นี้ใช้ไม่เพียง แต่ในทางการแพทย์เท่านั้น แต่ยังใช้ในเทคโนโลยีด้านต่าง ๆ เพื่อตรวจสอบพื้นที่ที่ไม่สามารถเข้าถึงได้ และในขณะเดียวกันสายรัดเองก็สามารถโค้งงอได้ทุกรูปแบบ ซึ่งในกรณีนี้จะไม่ส่งผลต่อคุณภาพของภาพแต่อย่างใด ข้อเสียเปรียบเพียงอย่างเดียวของอุปกรณ์นี้คือโครงสร้างแรสเตอร์ของรูปภาพ กล่าวคือ รูปภาพประกอบด้วยจุดแต่ละจุด เพื่อให้ภาพคมชัดยิ่งขึ้น คุณต้องมีใยแก้วมากขึ้นและต้องบางลงด้วย และสิ่งนี้จะเพิ่มต้นทุนของอุปกรณ์อย่างมาก แต่ด้วยการพัฒนาเพิ่มเติมของความสามารถทางเทคนิค ปัญหานี้จะได้รับการแก้ไขในไม่ช้า

เลนส์

อันดับแรก มาดูที่ตัวเลนส์กันก่อน เลนส์เป็น ร่างกายโปร่งใสล้อมรอบด้วยพื้นผิวทรงกลมสองพื้นผิวหรือพื้นผิวทรงกลมและระนาบ

พิจารณาเลนส์ในส่วนตัดขวาง เลนส์จะโค้งลำแสงที่ผ่านเข้ามา หากลำแสงผ่านเลนส์ไปแล้วจะถูกรวบรวม ณ จุดหนึ่ง จะเรียกว่าเลนส์ดังกล่าว การรวบรวมหากลำแสงคู่ขนานที่ตกกระทบเบี่ยงเบนหลังจากผ่านเลนส์ไปแล้ว จะเรียกว่าเลนส์ดังกล่าว กระจัดกระจาย

เลนส์มาบรรจบและแยกเลนส์และเลนส์เหล่านั้น การประชุม:

จะเห็นได้จากตัวเลขนี้ว่ารังสีทั้งหมดที่ตกกระทบในแนวขนานกับเลนส์จะมาบรรจบกันที่จุดหนึ่ง จุดนี้เรียกว่า จุดสนใจ(ฉ) เลนส์ ระยะทางจากโฟกัสถึงเลนส์เรียกว่า ความยาวโฟกัสเลนส์ มีหน่วยวัดเป็น SI หน่วยเป็นเมตร แต่มีอีกหน่วยหนึ่งที่แสดงลักษณะของเลนส์ ค่านี้เรียกว่า กำลังแสง และเป็นส่วนกลับของความยาวโฟกัส และเรียกว่า ไดออปเตอร์. (ป). แสดงด้วยตัวอักษร DD = 1/ฉ.สำหรับเลนส์คอนเวอร์จิคัล ค่ากำลังแสงจะมีเครื่องหมายบวก หากเลนส์สัมผัสกับแสงสะท้อนจากวัตถุที่ขยายออก องค์ประกอบของวัตถุแต่ละชิ้นจะแสดงในระนาบที่ผ่านโฟกัสในรูปของภาพ การดำเนินการนี้จะกลับภาพ เนื่องจากภาพนี้จะสร้างโดยรังสีเองจึงจะถูกเรียก ถูกต้อง.

ปรากฏการณ์นี้ใช้ในกล้องสมัยใหม่ ภาพจริงถูกสร้างขึ้นบนฟิล์มถ่ายภาพ

เลนส์แยกทำหน้าที่ตรงกันข้ามกับเลนส์ที่มาบรรจบกัน หากลำแสงคู่ขนานตกลงบนลำแสงปกติ หลังจากผ่านเลนส์แล้ว ลำแสงจะแยกออกจากกันราวกับว่าลำแสงทั้งหมดออกมาจากจุดสมมุติที่อยู่อีกด้านหนึ่งของเลนส์ จุดนี้เรียกว่าจุดโฟกัสจินตภาพและความยาวโฟกัสจะมีเครื่องหมายลบ เพราะฉะนั้น, พลังงานแสงเลนส์ดังกล่าวจะแสดงเป็นไดออปเตอร์เช่นกัน แต่ค่าของเลนส์จะเป็นเครื่องหมายลบ เมื่อดูวัตถุรอบข้างผ่านเลนส์ที่แยกออก วัตถุทั้งหมดที่มองเห็นผ่านเลนส์จะมีขนาดลดลง

แสงเป็นส่วนสำคัญในชีวิตของเรา หากไม่มีสิ่งนี้ ชีวิตบนโลกของเราก็เป็นไปไม่ได้ ในเวลาเดียวกันปรากฏการณ์หลายอย่างที่เกี่ยวข้องกับแสงถูกนำมาใช้อย่างแข็งขันในปัจจุบันในกิจกรรมต่าง ๆ ของมนุษย์ตั้งแต่การผลิตเครื่องใช้ไฟฟ้าไปจนถึงยานอวกาศ หนึ่งในปรากฏการณ์พื้นฐานทางฟิสิกส์คือการสะท้อนแสง

การสะท้อนของแสง

มีการศึกษากฎการสะท้อนแสงที่โรงเรียน สิ่งที่คุณต้องรู้เกี่ยวกับเขา และอื่นๆ อีกมากมาย ข้อมูลที่เป็นประโยชน์บทความของเราสามารถบอกคุณได้

ความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับแสง

ตามกฎแล้ว สัจพจน์ทางกายภาพเป็นสิ่งที่เข้าใจได้มากที่สุด เนื่องจากมีการแสดงภาพที่สามารถสังเกตได้ง่ายที่บ้าน กฎการสะท้อนแสงหมายถึงสถานการณ์ที่รังสีของแสงเปลี่ยนทิศทางเมื่อชนกับพื้นผิวที่แตกต่างกัน

บันทึก! ขอบเขตของการหักเหของแสงจะเพิ่มพารามิเตอร์เช่นความยาวคลื่นอย่างมีนัยสำคัญ

ในระหว่างการหักเหของรังสี พลังงานส่วนหนึ่งของรังสีจะย้อนกลับมาที่ตัวกลางหลัก เมื่อรังสีบางส่วนทะลุผ่านตัวกลางอื่น การหักเหของแสงจะถูกสังเกต
เพื่อให้เข้าใจปรากฏการณ์ทางกายภาพเหล่านี้ คุณจำเป็นต้องรู้คำศัพท์ที่เกี่ยวข้อง:

• ฟลักซ์ของพลังงานแสงในฟิสิกส์หมายถึงการตกลงมาเมื่อกระทบส่วนต่อประสานระหว่างสองสสาร
• ส่วนหนึ่งของพลังงานแสงซึ่งในสถานการณ์ที่กำหนดจะกลับสู่ตัวกลางหลักเรียกว่าการสะท้อน

บันทึก! กฎการสะท้อนมีหลายสูตร ไม่ว่าคุณจะกำหนดมันอย่างไร มันยังคงอธิบายตำแหน่งสัมพัทธ์ของรังสีที่สะท้อนกลับและรังสีที่ตกกระทบ

• มุมตกกระทบ นี่หมายถึงมุมที่เกิดขึ้นระหว่างเส้นตั้งฉากของขอบเขตของสื่อและแสงที่ตกกระทบ กำหนดที่จุดตกกระทบของลำแสง

มุมลำแสง

• มุมสะท้อน มันถูกสร้างขึ้นระหว่างลำแสงสะท้อนกับเส้นตั้งฉากที่ได้รับการบูรณะ ณ จุดตกกระทบ

นอกจากนี้ จำเป็นต้องทราบว่าแสงสามารถแพร่กระจายในตัวกลางที่เป็นเนื้อเดียวกันได้เฉพาะในแนวเส้นตรง

บันทึก! สื่อต่าง ๆ สามารถสะท้อนและดูดซับรังสีของแสงได้หลายวิธี

นี่คือที่มาของค่าสัมประสิทธิ์การสะท้อน นี่คือค่าที่แสดงลักษณะการสะท้อนแสงของวัตถุและสสาร หมายความว่าปริมาณรังสีที่ฟลักซ์ของแสงนำมาสู่พื้นผิวของตัวกลางจะเป็นพลังงานที่จะสะท้อนออกมา อัตราส่วนนี้ขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ ได้แก่ ค่าสูงสุดมีองค์ประกอบของรังสีและมุมตกกระทบ
สังเกตการสะท้อนของฟลักซ์แสงอย่างเต็มที่เมื่อลำแสงตกลงบนสารและวัตถุที่มีพื้นผิวสะท้อนแสง ตัวอย่างเช่น สามารถสังเกตเห็นการสะท้อนของลำแสงเมื่อกระทบกับแก้ว ปรอทเหลว หรือเงิน

ทัศนศึกษาประวัติศาสตร์ขนาดเล็ก

กฎการหักเหและการสะท้อนของแสงก่อตัวขึ้นและจัดระบบตั้งแต่ช่วงต้นศตวรรษที่ 3 พ.ศ อี ออกแบบโดย Euclid

กฎทั้งหมด (การหักเหและการสะท้อน) ที่เกี่ยวข้องกับปรากฏการณ์ทางกายภาพนี้ได้รับการสร้างขึ้นจากการทดลองและสามารถยืนยันได้อย่างง่ายดายด้วยหลักการทางเรขาคณิตของ Huygens ตามหลักการนี้ จุดใดๆ ของตัวกลางที่สิ่งรบกวนสามารถไปถึงได้ จะทำหน้าที่เป็นแหล่งกำเนิดของคลื่นทุติยภูมิ
มาดูกฎหมายที่มีอยู่ในปัจจุบันกันดีกว่า

กฎหมายเป็นพื้นฐานของทุกสิ่ง

กฎการสะท้อนของฟลักซ์แสงถูกกำหนดให้เป็นปรากฏการณ์ทางกายภาพ ซึ่งระหว่างนั้นแสงที่ส่งจากตัวกลางหนึ่งไปยังอีกตัวกลางหนึ่งไปยังอีกตัวกลางจะถูกส่งกลับบางส่วน

การสะท้อนของแสงที่ส่วนต่อประสาน

เครื่องวิเคราะห์ภาพของบุคคลจะสังเกตแสงในขณะที่ลำแสงที่มาจากแหล่งกำเนิดเข้าสู่ลูกตา ในสถานการณ์ที่ร่างกายไม่ได้ทำหน้าที่เป็นแหล่งที่มา เครื่องวิเคราะห์ภาพสามารถรับรู้รังสีจากแหล่งอื่นที่สะท้อนจากร่างกายได้ ในกรณีนี้ การแผ่รังสีของแสงที่ตกกระทบบนพื้นผิวของวัตถุสามารถเปลี่ยนทิศทางการแพร่กระจายต่อไปได้ เป็นผลให้ร่างกายที่สะท้อนแสงจะทำหน้าที่เป็นแหล่งที่มา เมื่อสะท้อนกลับ ส่วนหนึ่งของกระแสจะกลับไปยังตัวกลางตัวแรกที่ถูกนำทางไปในตอนแรก ที่นี่ร่างกายที่สะท้อนมันจะกลายเป็นแหล่งที่มาของการไหลที่สะท้อนแล้ว
มีกฎหลายข้อสำหรับปรากฏการณ์ทางกายภาพนี้:

• กฎข้อที่หนึ่งกล่าวว่า: ลำแสงสะท้อนและตกกระทบพร้อมกับเส้นตั้งฉากที่ปรากฏที่ส่วนต่อประสานระหว่างสื่อเช่นเดียวกับที่จุดตกกระทบของฟลักซ์แสงที่ได้รับการฟื้นฟูจะต้องอยู่ในระนาบเดียวกัน

บันทึก! นี่หมายความว่าระนาบคลื่นตกกระทบกับพื้นผิวสะท้อนแสงของวัตถุหรือสสาร ผิวคลื่นเป็นแถบ

กฎข้อที่หนึ่งและสอง

• กฎข้อที่สอง สูตรของมันมีดังนี้: มุมสะท้อนของฟลักซ์แสงจะเท่ากับมุมตกกระทบ นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าพวกเขามีด้านที่ตั้งฉากกัน เมื่อคำนึงถึงหลักการความเท่าเทียมกันของรูปสามเหลี่ยมจะเห็นได้ชัดว่าความเท่าเทียมกันนี้มาจากไหน เมื่อใช้หลักการเหล่านี้ เป็นเรื่องง่ายที่จะพิสูจน์ว่ามุมเหล่านี้อยู่ในระนาบเดียวกันกับเส้นตั้งฉากที่วาด ซึ่งได้คืนค่าที่ขอบเขตของการแยกสารสองชนิดที่จุดตกกระทบของลำแสง

กฎทั้งสองนี้ในฟิสิกส์เชิงแสงเป็นพื้นฐาน นอกจากนี้ยังใช้ได้กับลำแสงที่มีการเคลื่อนที่ย้อนกลับ อันเป็นผลมาจากการย้อนกลับของพลังงานลำแสง การไหลที่แพร่กระจายไปตามเส้นทางของการสะท้อนก่อนหน้านี้จะสะท้อนในลักษณะเดียวกันกับเส้นทางของการตกกระทบ

กฎแห่งการสะท้อนในทางปฏิบัติ

เป็นไปได้ที่จะตรวจสอบการนำกฎหมายนี้ไปใช้ในทางปฏิบัติ ในการทำเช่นนี้ คุณต้องส่งลำแสงบาง ๆ ไปยังพื้นผิวสะท้อนแสงใด ๆ เพื่อจุดประสงค์นี้ ตัวชี้แบบเลเซอร์จึงสมบูรณ์แบบและ กระจกธรรมดา.

ผลของกฎหมายในทางปฏิบัติ

เล็งตัวชี้เลเซอร์ไปที่กระจก ผลที่ตามมา เลเซอร์เรย์กระเด็นออกจากกระจกและเผยแพร่ต่อไป กำหนดทิศทาง. ในกรณีนี้ มุมตกกระทบและลำแสงที่สะท้อนกลับจะเท่ากันแม้จะมองปกติก็ตาม

บันทึก! แสงจากพื้นผิวดังกล่าวจะสะท้อนในมุมป้านแล้วกระจายไปตามเส้นทางที่ต่ำซึ่งอยู่ใกล้พื้นผิวมากพอ แต่ลำแสงที่จะตกลงในแนวดิ่งจะสะท้อนเป็นมุมแหลม ในเวลาเดียวกันเส้นทางต่อไปจะเกือบจะคล้ายกับเส้นทางที่ตกลงมา

อย่างที่เราเห็น จุดสำคัญ กฎนี้เป็นความจริงที่ว่ามุมจะต้องวัดจากแนวตั้งฉากกับพื้นผิว ณ จุดตกกระทบของฟลักซ์แสง

บันทึก! กฎนี้ไม่เพียงปฏิบัติตามแสงเท่านั้น แต่ยังปฏิบัติตามคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าทุกชนิดด้วย (ไมโครเวฟ วิทยุ คลื่นเอ็กซ์เรย์ ฯลฯ)

คุณสมบัติของการสะท้อนแสงแบบกระจาย

วัตถุจำนวนมากสามารถสะท้อนการแผ่รังสีของแสงบนพื้นผิวเท่านั้น วัตถุที่มีแสงสว่างเพียงพอจะมองเห็นได้ชัดเจนจากทิศทางต่างๆ เนื่องจากพื้นผิวของวัตถุจะสะท้อนและกระจายแสงไปในทิศทางต่างๆ

การสะท้อนกระจาย

ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าการสะท้อนแสงแบบกระจาย (diffuse) ปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นเมื่อรังสีกระทบพื้นผิวขรุขระต่างๆ ต้องขอบคุณเขาที่ทำให้เราสามารถแยกแยะระหว่างวัตถุที่ไม่มีความสามารถในการเปล่งแสง หากการกระเจิงของรังสีแสงมีค่าเท่ากับศูนย์ เราจะไม่สามารถมองเห็นวัตถุเหล่านี้ได้

บันทึก! การสะท้อนกระจายไม่ก่อให้เกิดความรู้สึกไม่สบายในบุคคล

การไม่มีความรู้สึกไม่สบายนั้นอธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าไม่ใช่โลกทั้งหมด เหนือกฎกลับสู่สภาพแวดล้อมหลัก นอกจากนี้พารามิเตอร์นี้ พื้นผิวที่แตกต่างกันจะแตกต่างกัน:

• ใกล้หิมะ - สะท้อนรังสีประมาณ 85%
• สำหรับกระดาษขาว - 75%;
• สำหรับสีดำและกำมะหยี่ - 0.5%

หากแสงสะท้อนมาจากพื้นผิวที่ขรุขระ แสงจะส่องเข้าหากันแบบสุ่ม

คุณสมบัติการมิเรอร์

การสะท้อนแบบพิเศษของการแผ่รังสีของแสงแตกต่างจากสถานการณ์ที่อธิบายไว้ก่อนหน้านี้ นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าเนื่องจากการไหลตกลงบนพื้นผิวเรียบในมุมหนึ่งพวกเขาจะสะท้อนไปในทิศทางเดียวกัน

การสะท้อนของกระจก

ปรากฏการณ์นี้สามารถทำซ้ำได้อย่างง่ายดายโดยใช้กระจกธรรมดา เมื่อส่องกระจกไปที่ รังสีดวงอาทิตย์มันจะทำหน้าที่เป็นพื้นผิวสะท้อนแสงที่ดีเยี่ยม

บันทึก! ถึง พื้นผิวกระจกสามารถนำมาประกอบ ทั้งเส้นโทร. ตัวอย่างเช่น กลุ่มนี้ประกอบด้วยวัตถุออปติกที่เรียบทั้งหมด แต่พารามิเตอร์เช่นขนาดของสิ่งผิดปกติและความไม่สม่ำเสมอในวัตถุเหล่านี้จะน้อยกว่า 1 ไมครอน ความยาวคลื่นของแสงประมาณ 1 µm

พื้นผิวสะท้อนแสงแบบกระจกดังกล่าวทั้งหมดเป็นไปตามกฎหมายที่อธิบายไว้ก่อนหน้านี้

การใช้กฎหมายในเทคโนโลยี

ในปัจจุบันนี้ เทคโนโลยีมักจะใช้กระจกหรือวัตถุกระจกที่มีพื้นผิวสะท้อนแสงแบบโค้ง สิ่งเหล่านี้เรียกว่ากระจกทรงกลม
วัตถุดังกล่าวเป็นวัตถุที่มีรูปร่างเป็นทรงกลม พื้นผิวดังกล่าวมีลักษณะเป็นการละเมิดความขนานของรังสี
บน ช่วงเวลานี้กระจกทรงกลมมีสองประเภท:

• เว้า. พวกมันสามารถสะท้อนรังสีแสงจากพื้นผิวด้านในของส่วนทรงกลมได้ เมื่อสะท้อนกลับ รังสีจะถูกรวบรวมไว้ที่จุดหนึ่ง ดังนั้นพวกเขาจึงมักถูกเรียกว่า "ผู้รวบรวม"

กระจกเว้า

• นูน กระจกดังกล่าวมีลักษณะสะท้อนรังสีจากพื้นผิวด้านนอก ในช่วงนี้จะเกิดการกระจายตัวไปด้านข้าง ด้วยเหตุนี้จึงเรียกวัตถุดังกล่าวว่า "การกระเจิง"

กระจกนูน

ในกรณีนี้ มีหลายตัวเลือกสำหรับพฤติกรรมของรังสี:

• เผาไหม้เกือบขนานกับพื้นผิว ในสถานการณ์นี้ แสงจะแตะพื้นผิวเพียงเล็กน้อย และสะท้อนในมุมที่ป้านมาก จากนั้นเขาก็เดินทางค่อนข้างต่ำ
• เมื่อถอยกลับ รังสีจะถูกผลักออกไปในมุมแหลม ในกรณีนี้ ดังที่เรากล่าวไว้ข้างต้น ลำแสงที่สะท้อนกลับจะเคลื่อนไปตามเส้นทางที่ใกล้กับจุดเกิดเหตุมาก

อย่างที่คุณเห็นกฎหมายมีผลบังคับใช้ในทุกกรณี

บทสรุป

กฎการสะท้อนของรังสีของแสงมีความสำคัญต่อเรามากเนื่องจากเป็นปรากฏการณ์ทางกายภาพพื้นฐาน พวกเขาได้พบการใช้งานที่กว้างขวางใน เขตข้อมูลต่างๆกิจกรรมของมนุษย์ การศึกษาพื้นฐานของทัศนศาสตร์เกิดขึ้นใน มัธยมซึ่งเป็นการพิสูจน์อีกครั้งถึงความสำคัญของความรู้พื้นฐานดังกล่าว

วิธีทำดวงตานางฟ้าสำหรับแจกันด้วยตัวคุณเอง?

ลำแสงพื้นผิว (รูปที่ 3.1) (`vecS_1` - เวกเตอร์กำกับไปตามลำแสงตกกระทบ) ที่จุด 'O' ซึ่งลำแสงวางพิงระนาบ เราสร้างระนาบ ภายนอก`vecN` ปกติ (เช่น ตั้งฉาก) และสุดท้าย ผ่านรังสี `vecS_1` และ `vecN` ปกติ วาดระนาบ `P` เครื่องบินลำนี้มีชื่อว่า ระนาบของอุบัติการณ์. ไม่ว่าพื้นผิวที่เราเลือกประกอบด้วยสารใด บางส่วนของรังสีที่ตกกระทบจะสะท้อนออกมา ลำแสงสะท้อน `vecS_2` จะไปในทิศทางใด

มันจะแปลกถ้ามันเบี่ยงเบนไปจากระนาบการตกกระทบ เช่น ไปทางขวาหรือทางซ้าย ท้ายที่สุดแล้วคุณสมบัติของพื้นที่ทั้งสองด้านของระนาบนี้ก็เหมือนกัน โชคดีที่สิ่งนี้ไม่เกิดขึ้น

มุมแหลมระหว่างรังสี `vecS_1` และ `vecN` ปกติภายนอกเรียกว่ามุมตกกระทบ แสดงมุมนี้ด้วยสัญลักษณ์ `varphi_1` มุมแหลมที่เกิดจากรังสีสะท้อน `vecS_2` และเส้นปกติ (เราจะเรียกว่า `varphi_2`) เรียกว่ามุมสะท้อน การสังเกตและการวัดจำนวนมากช่วยให้เราสามารถกำหนดสมมติฐานของทัศนศาสตร์ทางเรขาคณิตต่อไปนี้:

สมมุติฐาน 3

รังสีตกกระทบ `vecS_1`, `vecN` ปกติ และรังสีสะท้อน `vecS_2` อยู่ในระนาบเดียวกันเสมอ เรียกว่า ระนาบตกกระทบ มุมสะท้อนเท่ากับมุมตกกระทบ เช่น

`varphi_2=varphi_1` (3.1)

มาแนะนำอีกหนึ่งคำนิยาม มุม 'เดลต้า' ที่เกิดจากความต่อเนื่องของลำแสงที่ตกกระทบบนกระจกเงาราบ และลำแสงที่สะท้อนจากกระจก จะเรียกว่ามุมโก่ง มุมเบี่ยงเบนจะน้อยกว่าหรือเท่ากับ `180^@` เสมอ แนวคิดของมุมเบี่ยงเบนสามารถตีความได้กว้างกว่ามาก ต่อไปนี้เราจะเรียกสิ่งนี้ว่ามุมที่เกิดขึ้นจากความต่อเนื่องของรังสีที่เข้าสู่ระบบออปติคัลโดยพลการและรังสีที่ออกจากระบบนี้

กำหนดมุมเบี่ยงเบนของลำแสงที่ตกกระทบบนกระจกระนาบ มุมตกกระทบ `varphi_1=30^@`

มุม `อัลฟา` ที่เกิดจากการตกกระทบและรังสีสะท้อนจะเท่ากับผลรวมของมุมตกกระทบและการสะท้อน กล่าวคือ `อัลฟา=60^@` มุม `alpha` และ `delta` อยู่ติดกัน เพราะฉะนั้น,

`เดลต้า=180^@-60^@=120^@`

พื้นผิวเรียบที่สะท้อนรังสีที่ตกกระทบเกือบทั้งหมดเรียกว่าพื้นผิวสเปกกูลาร์ สิ่งนี้ทำให้เกิดคำถาม: ทำไม "เกือบทุกอย่าง" ไม่ใช่ "ทุกอย่าง" คำตอบนั้นง่าย: กระจกที่สมบูรณ์แบบไม่เกิดขึ้นในธรรมชาติ ตัวอย่างเช่น กระจกที่คุณพบในชีวิตประจำวันจะสะท้อนแสงที่ตกกระทบได้มากถึง `90%` และอีก `10%` ที่เหลือจะส่องผ่านและดูดซับได้บางส่วน

เลเซอร์สมัยใหม่ใช้กระจกที่สะท้อนรังสีได้ถึง `99%` และมากกว่านั้น (แม้ว่าจะอยู่ในขอบเขตที่ค่อนข้างแคบของสเปกตรัม แต่เราจะพูดถึงเรื่องนี้เมื่อคุณอยู่เกรด 11) สำหรับการผลิตกระจกดังกล่าวได้มีการพัฒนาทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์ทั้งหมดและมีการจัดการผลิตพิเศษ

น้ำใสบริสุทธิ์ยังสะท้อนส่วนหนึ่งของรังสีที่ตกกระทบบนพื้นผิว เมื่อแสงตกกระทบพื้นผิวปกติ พลังงานของรังสีที่ตกกระทบจะสะท้อนออกมาน้อยกว่า `2%` เล็กน้อย เมื่อมุมตกกระทบเพิ่มขึ้น สัดส่วนของรังสีที่สะท้อนกลับจะเพิ่มขึ้น ที่มุมตกกระทบใกล้กับ `90^@` ( ตกเลื่อน) สะท้อนพลังงานที่ตกกระทบเกือบ 100%

เรามาแตะคำถามอีกข้อหนึ่งโดยสังเขป ไม่มีพื้นผิวที่เรียบอย่างสมบูรณ์แบบ เมื่อเพียงพอ กำลังขยายสูงบนพื้นผิวของกระจก คุณสามารถเห็น microcracks, เศษ, ความผิดปกติ, ระนาบที่เอียงเมื่อเทียบกับระนาบของกระจก ยิ่งมีความผิดปกติมากเท่าไหร่ การสะท้อนของวัตถุในกระจกก็จะยิ่งดูน่าเบื่อมากขึ้นเท่านั้น พื้นผิวสีขาว กระดาษเขียนเต็มไปด้วยความไม่สม่ำเสมอในระดับจุลภาคอย่างหนาแน่นจนแทบจะไม่ให้แสงสะท้อนใดๆ เลย กล่าวกันว่าพื้นผิวดังกล่าวสะท้อน กระจาย กล่าวคือ พื้นที่เล็กๆ ที่แตกต่างกันของพื้นผิวกระดาษจะสะท้อนแสงไปในทิศทางต่างๆ กัน แต่พื้นผิวดังกล่าวสามารถมองเห็นได้ชัดเจนจาก สถานที่ต่างๆ. โดยทั่วไป วัตถุส่วนใหญ่จะสะท้อนแสงกระจาย ใช้พื้นผิวสะท้อนแสงกระจายเป็นหน้าจอ

อย่างไรก็ตาม เป็นไปได้ที่จะได้ภาพสะท้อนของวัตถุสว่างจากกระดาษ ในการทำเช่นนี้คุณต้องดูที่พื้นผิวของกระดาษเกือบตลอดพื้นผิว ทางที่ดีควรสังเกตแสงสะท้อนของหลอดไฟที่ส่องแสงหรือดวงอาทิตย์ ทำการทดลองนี้!

เมื่อสร้างภาพ `S` บางจุดในกระจกเงาราบ จำเป็นต้องใช้ตาม อย่างน้อย,สอง ลำแสงโดยพลการ. เทคนิคการก่อสร้างชัดเจนจากรูปที่ 3.2. จากมุมมองในทางปฏิบัติ จะเป็นการสมควรที่จะปล่อยให้รังสีเส้นหนึ่ง (ในรูปคือรังสี 1) ตามแนวปกติไปยังระนาบของกระจก

เป็นเรื่องปกติที่จะเรียกภาพของวัตถุที่ได้จากการตัดกันของรังสีสะท้อน ถูกต้องและภาพที่ได้จากการข้ามความต่อเนื่องของรังสีเหล่านี้ทางจิตใจในทิศทางตรงกันข้าม - จินตภาพ. ดังนั้น `S_1` จึงเป็นภาพเสมือนจริงของแหล่งที่มา `S` ในกระจกเงาเรียบ (รูปที่ 3.2)

ตัวอย่าง 3.1

กระเปาะ โคมไฟตั้งอยู่ที่ระยะ `l_1=0.6` ม. จากพื้นโต๊ะ และ `L_2=1.8` ม. จากเพดาน เส้นใยของหลอดไฟถือได้ว่าเป็นแหล่งกำเนิดแสง บนโต๊ะมีเศษกระจกแบนเป็นรูปสามเหลี่ยมที่มีด้าน `5` cm, `6` cm และ `7` cm (รูปที่ 3.3)

1) ภาพของเส้นใยของหลอดไฟที่กระจกมองจากเพดานอยู่ห่างจากเพดานเท่าใด

2) ค้นหารูปร่างและขนาดของ "กระต่าย" ที่ได้จากเศษกระจกบนเพดาน (MIPT, 1996)

มาวาดรูปอธิบายความหมายของงาน (รูปที่ 3.3) ให้ความสนใจกับสองสิ่ง:

ก) กระจกอยู่บนโต๊ะในระยะห่างจากหลอดไฟโดยพลการ

b) สามารถสร้างภาพโดยใช้รังสีใดๆ ที่ "สะท้อน" จากระนาบที่ตรงกับระนาบของกระจก (เช่น รังสี `3^"` และ `4^"`) ง่ายที่จะแสดงว่า `SC=CS_1` นั่นคือ `L_3=L_1` ดังนั้นระยะทาง

`x=2L_1+L_2=>x=2*0.6+1.8=3` ม.

เพื่อกำหนดรูปร่างและขนาดของ "กระต่าย" สะดวกในการพิจารณารังสีที่ "เปล่งออกมา" จากภาพ `S_1` เนื่องจากระนาบของกระจกและเพดานขนานกัน รูปร่างของ "กระต่าย" จะคล้ายกับกระจก มาหาค่าสัมประสิทธิ์ความคล้ายคลึงกันกัน หากความยาวของด้านข้างของกระจกคือ `h` และความยาวของด้านข้างของ "กระต่าย" ที่ตรงกับมันคือ `H` คุณสามารถเขียนสัดส่วนได้:

`h/H=L_3/x=(0.6 "m")/(3 "m")=1/5=>H=5h`

ดังนั้น ความยาวของด้านข้างของ "กระต่าย" คือ `25` cm, `30` cm และ `35` cm ตามลำดับ

ตัวอย่าง 3.2

ในห้องแรก มีดอกไม้ `(F)` อยู่บนโต๊ะ และกระจก `(M)` แขวนอยู่บนผนังใกล้กับประตู `(D)` Malvina `(G)` อยู่ในห้องถัดไป (รูปที่ 3.4) เลือกข้อความที่ถูกต้อง

A. จากสถานที่ของเธอ Malvina ไม่สามารถมองเห็นภาพในจินตนาการของดอกไม้ `(F)` ในกระจกได้

B. จากสถานที่ของเธอ Malvina สามารถเห็นภาพของเธอในกระจก

V. จากที่ของเขา Malvina ไม่สามารถมองเห็นในกระจกได้ ภาพจริงดอกไม้ `(F)`.

มาวาดรูปอธิบายกัน (รูปที่ 3.5) ในการทำเช่นนี้ เราจะสร้างภาพ `F^"` ของดอกไม้ มันจะเป็นจินตนาการ

เส้นตรง `F^"G` ไม่ถูกกีดขวาง ดังนั้น Malvina จึงสามารถเห็นภาพในจินตนาการของดอกไม้ `(F^")` ดังนั้นคำตอบข้อ ก. จึงไม่ถูกต้อง เธอมองไม่เห็นภาพของเธอ ดังนั้นคำตอบ B จึงไม่ถูกต้องเช่นกัน เนื่องจากภาพของดอกไม้เป็นภาพในจินตนาการ Malvina จึงไม่สามารถเห็นภาพจริงของดอกไม้ได้

คำตอบที่ถูกต้องคือ ข.