Etrafınızdaki nesnelerin çoğu - evler, ağaçlar, sınıf arkadaşlarınız vb. - ışık kaynağı değildir. Ama sen onları görüyorsun. "Neden böyle?" bu paragrafta bulacaksınız.

Pirinç. 11.1. Bir ışık kaynağının yokluğunda hiçbir şey görülemez. Bir ışık kaynağı varsa sadece kaynağın kendisini değil, kaynaktan gelen ışığı yansıtan nesneleri de görürüz.

Işık kaynağı olmayan cisimleri neden gördüğümüzü öğrenmek

Işığın homojen şeffaf bir ortamda düz bir çizgide yayıldığını zaten biliyorsunuz.

Ama ışık demetinin yolunda bir cisim varsa ne olur? Işığın bir kısmı şeffafsa vücuttan geçebilir, bir kısmı emilir ve bir kısmı vücuttan yansır. Yansıyan ışınların bir kısmı gözümüze çarpacak ve bu cismi göreceğiz (Şekil 11.1).

Işık yansıması yasalarının oluşturulması

Işık yansıması yasalarını oluşturmak için özel bir cihaz kullanacağız - bir optik yıkayıcı*. Yıkayıcının ortasına bir ayna sabitliyoruz ve üzerine dar bir ışık huzmesi yönlendiriyoruz, böylece yıkayıcının yüzeyinde bir ışık şeridi oluşturuyoruz. Aynadan yansıyan ışık huzmesinin de yıkayıcının yüzeyinde bir ışık şeridi verdiğini görüyoruz (bkz. Şekil 11.2).

Gelen ışık huzmesinin yönü, CO ışını tarafından belirlenir (Şekil 11.2). Bu ışına gelen ışın denir. Yansıtılan ışık huzmesinin yönü, OK huzmesi tarafından ayarlanacaktır. Bu ışına yansıyan ışın denir.

Işın gelişinin O noktasından aynanın yüzeyine dik bir OB çizeriz. Gelen ışının, yansıyan ışının ve dikeyin aynı düzlemde - yıkayıcı yüzeyinin düzleminde - bulunduğuna dikkat edelim.

Gelen ışın ile geliş noktasından çizilen dikey arasındaki α açısına geliş açısı denir; yansıyan ışın ile verilen dikey arasındaki β açısına yansıma açısı denir.

α ve β açılarını ölçerek bunların eşit olduğunu doğrulayabiliriz.

Işık kaynağını diskin kenarı boyunca hareket ettirirseniz, ışık huzmesinin geliş açısı değişecek ve yansıma açısı buna göre değişecek ve her seferinde ışığın geliş açısı ve yansıma açısı eşit olacaktır. (Şekil 11.3). Böylece, ışık yansıması yasalarını belirledik:

Pirinç. 11.3. Işığın geliş açısı değiştikçe yansıma açısı da değişir. Yansıma açısı her zaman geliş açısına eşittir

Pirinç. 11.5. Işık ışınlarının tersine çevrilebilirliğinin gösterilmesi: yansıyan ışın gelen ışının yolunu takip eder

pirinç. 11.6. Aynaya yaklaşırken, içinde "ikilimizi" görüyoruz. Tabii ki, orada "ikili" yok - aynadaki yansımamızı görüyoruz

1. Gelen ışın, yansıyan ışın ve ışının geliş noktasından çizilen yansıma yüzeyine dik aynı düzlemdedir.

2. Yansıma açısı geliş açısına eşittir: β = α.

Işık yansıması yasaları, antik Yunan bilim adamı Öklid tarafından MÖ 3. yüzyılın başlarında belirlendi. M.Ö e.

Profesör aynayı hangi yöne çevirmelidir ki " güneş ışını»çocuğa vurmak (Şek. 11.4)?

Bir optik yıkayıcı üzerinde bir ayna kullanarak, ışık ışınlarının tersine çevrilebilirliği de gösterilebilir: eğer gelen ışın yansıyan ışının yolu boyunca yönlendirilirse, o zaman yansıyan ışın ışın gidecek düşen kişinin yolu boyunca (Şek. 11.5).

Görüntüyü düz bir aynada inceliyoruz

Düz bir aynada görüntünün nasıl oluşturulduğunu düşünün (Şek. 11.6).

Bir S noktasal ışık kaynağından düz bir aynanın yüzeyine ıraksak bir ışık demetinin düşmesine izin verin. Bu ışından SA, SB ve SC ışınlarını seçiyoruz. Işık yansıması yasalarını kullanarak, yansıyan ışınları LL b BB 1 ve CC 1 oluştururuz (Şekil 11.7, a). Bu ışınlar ıraksak bir ışında gidecek. Bunları ters yönde (aynanın arkasında) uzatırsanız, hepsi bir noktada - aynanın arkasında bulunan S 1 - kesişecektir.

Aynadan yansıyan ışınların bir kısmı gözünüze girerse, gerçekte S 1 noktasında ışık kaynağı olmamasına rağmen, yansıyan ışınların S 1 noktasından geldiği size görünür. Bu nedenle, S 1 noktası, S noktasının hayali görüntüsü olarak adlandırılır. Düz bir ayna her zaman sanal bir görüntü verir.

Nesnenin ve görüntüsünün aynaya göre nasıl yerleştirildiğini öğrenin. Bunu yapmak için geometriye dönüyoruz. Örneğin, bir aynaya düşen ve aynadan yansıyan bir SC ışını düşünün (Şekil 11.7, b).

Şekilden Δ SOC = Δ S 1 OC'nin ortak bir CO kenarına ve eşit dar açılara sahip dik açılı üçgenler olduğunu görüyoruz (çünkü ışık yansıması yasasına göre α = β). Üçgenlerin eşitliğinden, SO \u003d S 1 O'ya sahibiz, yani S noktası ve S 1 görüntüsü düz bir aynanın yüzeyine göre simetriktir.

Aynısı, uzamış bir nesnenin görüntüsü için de söylenebilir: nesne ve görüntüsü, düz bir aynanın yüzeyine göre simetriktir.

Yani, kurduk Genel özellikleri düz aynalardaki görüntüler.

1. Düz bir ayna, bir nesnenin sanal görüntüsünü verir.

2. Bir cismin düz aynadaki görüntüsü ve cismin kendisi aynanın yüzeyine göre simetriktir ve bu şu anlama gelir:

1) nesnenin görüntüsünün boyutu nesnenin kendisine eşittir;

2) nesnenin görüntüsü, nesnenin kendisi ile aynanın yüzeyinden aynı mesafede bulunur;

3) nesne üzerindeki noktayı ve görüntüdeki karşılık gelen noktayı birleştiren segment, aynanın yüzeyine diktir.

Işığın aynasal ve dağınık yansımasını ayırt eder

Akşam, odadaki ışık yandığında, görüntümüzü görebiliriz. pencere camı. Ama perde çekilirse görüntü kaybolur: Kumaşta görüntümüzü göremeyiz. Ve neden? Bu sorunun cevabı en az iki kişiyle bağlantılıdır. fiziksel olaylar.

Bu tür ilk fiziksel fenomen, ışığın yansımasıdır. Bir görüntünün ortaya çıkması için, ışığın yüzeyden aynasal bir şekilde yansıtılması gerekir: S nokta kaynağından gelen ışığın aynasal yansımasından sonra, yansıyan ışınların devamı S 1 noktasında kesişir; S noktasının görüntüsü olacaktır (Şekil 11.8, a). Bu yansıma ancak çok düzgün yüzeylerden mümkündür. Bunlara ayna yüzeyler denir. Her zamanki aynaya ek olarak, ayna yüzey örnekleri cam, cilalı mobilyalar, sakin su yüzeyi vb.'dir (Şek. 11.8, b, c).

Işık pürüzlü bir yüzeyden yansıtılırsa, böyle bir yansımaya dağınık (dağınık) denir (Şekil 11.9). Bu durumda yansıyan ışınlar farklı yönlerde yayılır (bu nedenle aydınlatılan nesneyi herhangi bir yönden görürüz). Ayna olanlardan çok daha fazla ışık saçan yüzey olduğu açıktır.

Etrafınıza bakın ve ışığı dağınık olarak yansıtan en az on yüzey söyleyin.

Pirinç. 11.8. Işığın aynasal yansıması, ışığın pürüzsüz bir yüzeyden yansımasıdır.

Pirinç. 11.9. Işığın dağınık (dağınık) yansıması, ışığın pürüzlü bir yüzeyden yansımasıdır.

Bir görüntüyü görme yeteneğini etkileyen ikinci fiziksel olay, ışığın soğurulmasıdır. Sonuçta, ışık sadece dışarıdan yansıtılmaz. fiziksel bedenler, ama aynı zamanda onlar tarafından emilir. En iyi ışık reflektörleri aynalardır: Gelen ışığın %95'e kadarını yansıtabilirler. Vücutlar ışığın iyi yansıtıcılarıdır. Beyaz renk, ancak siyah yüzey üzerine düşen ışığın neredeyse tamamını emer.

Sonbaharda kar yağdığında geceler çok daha hafif olur. Neden? Sorunları çözmeyi öğrenmek

Görev. Şek. Şekil 1, BC nesnesini ve NM aynasını şematik olarak göstermektedir. BC nesnesinin görüntüsünün tamamen göründüğü alanı grafiksel olarak bulun.

Fiziksel bir problemin analizi. Bir cismin belli bir noktasındaki görüntüsünü aynada görebilmek için bu noktadan aynaya düşen ışınların en azından bir kısmının gözlemcinin gözüne yansıması gerekir. Açıktır ki, cismin uç noktalarından çıkan ışınlar göze yansıdığı gibi, cismin her noktasından çıkan ışınlar da göze yansır.

Çözüm, sonuçların analizi

1. B 1 noktasını oluşturalım - B noktasının düz bir aynadaki görüntüsü (Şekil 2, a). Aynanın yüzeyi ile aynanın uç noktalarından yansıyan ışınlar tarafından sınırlanan alan, aynadaki B noktasının B 1 görüntüsünün göründüğü alan olacaktır.

2. C noktasının C1 görüntüsünü benzer şekilde oluşturduktan sonra, aynadaki görüş alanını belirleriz (Şekil 2, b).

3. Gözlemci, yalnızca her iki görüntüyü de veren ışınlar - B 1 ve C 1 (Şekil 2, c) gözüne girerse tüm nesnenin görüntüsünü görebilir. Bu nedenle, Şekil 1'de vurgulanan alan. 2, turuncu, nesnenin görüntüsünün tamamen görülebildiği alandır.

Elde edilen sonucu analiz edin, bir kez daha Şekil 1'i düşünün. 2 problemine ve düz bir aynada bir cismin görüş alanını bulmanın daha kolay bir yolunu sunar. Birkaç nesnenin görüş alanını iki şekilde çizerek varsayımlarınızı kontrol edin.

Özetliyor

Görünen tüm cisimler ışığı yansıtır. Işık yansıtıldığında, iki ışık yansıması yasası yerine getirilir: 1) gelen ışın, yansıyan ışın ve ışının geliş noktasından çizilen yansıma yüzeyine dik, aynı düzlemde uzanır; 2) yansıma açısı geliş açısına eşittir.

Düz bir aynadaki bir nesnenin görüntüsü hayalidir, nesnenin kendisine eşit boyuttadır ve aynadan nesnenin kendisi ile aynı uzaklıkta bulunur.

Işığın aynasal ve dağınık yansımalarını ayırt eder. Speküler yansıma durumunda, yansıtıcı bir yüzeyde bir nesnenin sanal görüntüsünü görebiliriz; dağınık yansıma durumunda görüntü görünmez.

Kontrol soruları

1. Etraftaki cisimleri neden görürüz? 2. Hangi açıya geliş açısı denir? yansıma açısı? 3. Işık yansıması yasalarını formüle edin. 4. Işık yansıması yasalarının geçerliliğini doğrulamak için hangi cihaz kullanılabilir? 5. Işık ışınlarının tersinirlik özelliği nedir? 6. Görüntü hangi durumda hayali olarak adlandırılır? 7. Bir cismin düz aynadaki görüntüsünü tanımlayınız. 8. Işığın dağınık yansıması aynasaldan nasıl farklıdır?

Egzersiz numarası 11

1. Bir kız düz bir aynadan 1,5 m uzaklıkta duruyor. Yansıması kızdan ne kadar uzakta? Bunu açıkla.

2. Arabanın sürücüsü dikiz aynasına baktığında üzerinde oturan bir yolcu gördü. arka koltuk. Şu anda aynı aynaya bakan yolcu, sürücüyü görebilir mi?

3. Resmi aktarın. 1 not defterinde, her durum için bir gelen (veya yansıyan) ışın oluşturun. Gelme ve yansıma açılarını etiketleyin.

4. Gelen ve yansıyan ışınlar arasındaki açı 80°'dir. Işının geliş açısı nedir?

5. Nesne, düz bir aynadan 30 cm uzaklıktaydı. Daha sonra nesne aynadan 10 cm ayna yüzeyine dik ve aynaya 15 cm paralel yönde hareket ettirildi. Nesne ile yansıması arasındaki mesafe ne kadardı? Ne oldu?

6. Ayna vitrinine doğru 4 km/h hızla ilerliyorsunuz. Yansımanız size ne kadar hızlı yaklaşıyor? 2 m yürüdüğünüzde yansımanız ile aranızdaki mesafe ne kadar azalır?

7. Gölün yüzeyinden bir güneş ışını yansır. Gelen ışın ile ufuk arasındaki açı, gelen ışın ile yansıyan ışın arasındaki açının iki katıdır. Işının geliş açısı nedir?

8. Kız duvarda hafif bir açıyla asılı duran aynaya bakıyor (Res. 2).

1) Kızın aynadaki yansımasını oluşturun.

2) Kızın vücudunun hangi bölümünü gördüğünü grafik olarak bulun; kızın tamamen kendini gördüğü alan.

3) Ayna yavaş yavaş opak bir ekranla kaplanırsa ne gibi değişiklikler gözlemlenir?

9. Geceleri, araba farlarının ışığında, sürücüye kaldırımda bir su birikintisi görünüyor. karanlık nokta daha hafif bir yol arka planında. Neden?

10. Şek. Şekil 3, periskoptaki ışınların yolunu gösterir - çalışması ışığın doğrusal yayılmasına dayanan bir cihaz. Bu cihazın nasıl çalıştığını açıklayın. Ek bilgi kaynakları kullanın ve bunların nerede kullanıldığını öğrenin.

LABORATUVAR #3

Ders. Düz ayna kullanılarak ışığın yansımasının incelenmesi.

Amaç: deneysel olarak ışık yansıması yasalarını kontrol edin.

ekipman: bir ışık kaynağı (stand üzerinde bir mum veya elektrik lambası), düz bir ayna, yarıklı bir ekran, birkaç boş beyaz kağıt, bir cetvel, bir iletki, bir kalem.

iş için talimatlar

deney için hazırlık

1. Çalışmadan önce şunları unutmayın: 1) cam nesnelerle çalışırken güvenlik gereklilikleri; 2) ışığın yansıma yasaları.

2. Deney düzeneğini kurun (Şekil 1). Bunun için:

1) ekranı beyaz bir kağıda bir yuva ile kurun;

2) ışık kaynağını hareket ettirerek kağıt üzerinde bir ışık şeridi elde edin;

3) ışık şeridine belirli bir açıda ve kağıt yaprağına dik olarak düz bir ayna yerleştirin, böylece yansıyan ışık huzmesi de kağıt üzerinde açıkça görülebilir bir şerit verir.

Deney

Güvenlik talimatlarına kesinlikle uyun (ders kitabının arka sayfasına bakın).

1. İyi bilenmiş bir kalemle kağıt üzerine ayna boyunca bir çizgi çizin.

2. Bir kağıda üç nokta koyun: birincisi gelen ışık huzmesinin ortasında, ikincisi yansıyan ışık huzmesinin ortasında, üçüncüsü ise ışık huzmesinin yüzeye çarptığı yerde. ayna (Şek. 2).

3. Yukarıdaki adımları birkaç kez daha tekrarlayın (üzerinde farklı sayfalar kağıt), aynayı gelen ışık huzmesine farklı açılarda ayarlayın.

4. Ayna ile kağıt arasındaki açıyı değiştirerek, bu durumda yansıyan ışık huzmesini görmeyeceğinizden emin olun.

Deneyin sonuçlarının işlenmesi

Her deneyim için:

1) ayna üzerine gelen ışını ve yansıyan ışını oluşturun;

2) kirişin geliş noktasından ayna boyunca çizilen çizgiye dik bir çizgi çizin;

3) Işığın geliş açısını (α) ve yansıma açısını (β) etiketleyin ve ölçün. Ölçüm sonuçlarını tabloya girin.

Deneyin analizi ve sonuçları

Deneyi ve sonuçlarını analiz edin. Aşağıdakileri gösteren bir sonuca varın: 1) ışık huzmesinin geliş açısı ile belirlediğiniz yansıma açısı arasındaki oran nedir; 2) deneylerin sonuçlarının kesinlikle doğru olup olmadığı ve değilse, hatanın nedenleri nelerdir?

yaratıcı görev

şek. 3, düz bir ayna kullanarak bir odanın yüksekliğini belirlemek için bir deney yapmak için bir plan üzerinde düşünün ve yazın; gerekli ekipmanı belirtin.

Mümkünse deney yapın.

"Yıldızlı" görev

İki farklı ortam arasındaki arayüzde, eğer bu arayüz dalga boyunu önemli ölçüde aşarsa, ışık yayılma yönünde bir değişiklik olur: ışık enerjisinin bir kısmı ilk ortama geri döner, yani yansıyan, ve parça ikinci ortama nüfuz eder ve aynı zamanda kırılmış. AO ışını denir gelen ışın ve ışın OD'si yansıyan ışın(bkz. şekil 1.3). Bu ışınların karşılıklı düzenlenmesi şu şekilde belirlenir: ışığın yansıma ve kırılma kanunları.

Pirinç. 1.3. Işığın yansıması ve kırılması.

Gelen ışın ile arayüze dik açı arasındaki, ışının geliş noktasında yüzeye geri yüklenen açıya α denir. geliş açısı.

Yansıtılan ışın ile aynı dikey arasındaki γ açısına denir. yansıma açısı.

Her ortam belli bir dereceye kadar (yani kendi tarzında) ışık radyasyonunu yansıtır ve emer. karakterize eden değer yansıma maddenin yüzeyine denir Yansıma katsayısı. Yansıma katsayısı, radyasyonun bir cismin yüzeyine getirdiği enerjinin ne kadarının yansıyan radyasyonla bu yüzeyden taşınan enerji olduğunu gösterir. Bu katsayı, örneğin radyasyonun bileşimi ve geliş açısı gibi birçok faktöre bağlıdır. Işık tamamen yansıtılır ince tabaka bir cam tabakası üzerinde biriken gümüş veya sıvı cıva.

Işık yansıması kanunları

Işık yansıması yasaları, MÖ 3. yüzyılda eski Yunan bilim adamı Öklid tarafından deneysel olarak bulundu. Ayrıca bu yasalar, pertürbasyonun ulaştığı ortamın her noktasının ikincil dalgaların kaynağı olduğu Huygens ilkesinin bir sonucu olarak elde edilebilir. Bir sonraki andaki dalga yüzeyi (dalga cephesi), tüm ikincil dalgalara teğet bir yüzeydir. Huygens ilkesi tamamen geometriktir.

CM'nin pürüzsüz bir yansıtıcı yüzeyine bir düzlem dalga düşer (Şekil 1.4), yani dalga yüzeyleri şeritler olan bir dalga.

Pirinç. 1.4. Huygens inşaatı.

A 1 A ve B 1 B gelen dalganın ışınlarıdır, AC bu dalganın dalga yüzeyidir (veya dalga cephesidir).

Hoşçakal dalga cephesi C noktasından t zamanında B noktasına hareket edecek, A noktasından ikincil dalga yarım küre boyunca AD = CB mesafesine yayılacaktır, çünkü AD = vt ve CB = vt, burada v hızıdır dalga yayılımı.

Yansıtılan dalganın dalga yüzeyi, yarım kürelere teğet olan düz bir BD çizgisidir. Ayrıca dalga yüzeyi yansıyan AA 2 ve BB 2 ışınları doğrultusunda kendisine paralel hareket edecektir.

ΔACB ve ΔADB dik üçgenlerinin AB hipotenüsü ortaktır ve AD = CB bacakları eşittir. Bu nedenle eşittirler.

CAB = α ve DBA = γ açıları, kenarları birbirine dik açılar oldukları için eşittir. Ve üçgenlerin eşitliğinden α = γ çıkar.

Huygens yapısından, gelen ve yansıyan ışınların, ışının geliş noktasında geri yüklenen yüzeye dik açıyla aynı düzlemde olduğu sonucu çıkar.

Yansıma kanunları, ışık ışınlarının ters yönü için geçerlidir. Işık ışınlarının yönünün tersinir olması nedeniyle, yansıyan ışının yolu boyunca yayılan bir ışının, gelenin yolu boyunca yansıdığını biliyoruz.

Çoğu cisim ışık kaynağı olmadan sadece üzerine gelen radyasyonu yansıtır. Işık yüzeylerinden farklı yönlerde yansıdığı ve saçıldığı için aydınlatılmış nesneler her yönden görülebilir. Bu fenomen denir dağınık yansıma veya dağınık yansıma. Işığın dağınık yansıması (Şekil 1.5) tüm pürüzlü yüzeylerden oluşur. Böyle bir yüzeyden yansıyan ışının yolunu belirlemek için, ışının geliş noktasında yüzeye teğet bir düzlem çizilir ve bu düzleme göre geliş ve yansıma açıları çizilir.

Pirinç. 1.5. Işığın dağınık yansıması.

Örneğin beyaz ışığın %85'i kar yüzeyinden, %75'i beyaz kağıttan, %0,5'i siyah kadifeden yansıtılır. Işığın dağınık yansıması neden olmaz rahatsızlık aynanın aksine insan gözünde.

- bu, pürüzsüz bir yüzeye belirli bir açıyla düşen ışık ışınlarının esas olarak bir yönde yansıtıldığı zamandır (Şekil 1.6). Bu durumda yansıtıcı yüzeye denir ayna(veya ayna yüzeyi). Ayna yüzeyleri, üzerlerindeki düzensizliklerin ve homojen olmayanların boyutları ışık dalga boyunu aşmıyorsa (1 μm'den az) optik olarak pürüzsüz kabul edilebilir. Bu tür yüzeyler için ışığın yansıması yasası sağlanır.

Pirinç. 1.6. Işığın ayna yansıması.

düz ayna yansıtan yüzeyi bir düzlem olan bir aynadır. Düz bir ayna önündeki nesneleri görmeyi mümkün kılar ve bu nesneler ayna düzleminin arkasında yer alıyormuş gibi görünür. İÇİNDE geometrik optik S ışık kaynağının her noktası, ayrılan ışın demetinin merkezi olarak kabul edilir (Şekil 1.7). Böyle bir ışın demetine denir eşmerkezli. Bir optik cihazdaki bir S noktasının görüntüsü, çeşitli ortamlarda yansıyan ve kırılan eşmerkezli bir ışın demetinin merkezi S'dir. Işık yüzeyler tarafından saçılırsa çeşitli organlar, düz bir aynaya çarpar ve ondan yansıyarak gözlemcinin gözüne düşer, ardından bu cisimlerin görüntüleri aynada görünür.

Pirinç. 1.7. Düz bir ayna tarafından üretilen bir görüntü.

Işının yansıyan (kırılan) ışınları S' noktasında kesişiyorsa, S' görüntüsü gerçek olarak adlandırılır. S' görüntüsü, içinde kesişen yansıyan (kırılan) ışınların kendisi değil, devamıysa, hayali olarak adlandırılır. Işık enerjisi bu noktadan girmez. Şek. 1.7, düz bir ayna yardımıyla görünen parlak bir S noktasının görüntüsünü gösterir.

SO ışını KM aynasına 0° açıyla düşer, bu nedenle yansıma açısı 0°'dir ve bu ışın yansımadan sonra OS yolunu izler. S noktasından düz bir aynaya düşen tüm ışın setinden SO 1 ışınını seçiyoruz.

S01 demeti aynaya a açısıyla düşer ve y açısıyla yansıtılır (α = y). Yansıtılan ışınları aynanın ötesine devam ettirirsek, düz bir aynadaki S noktasının hayali bir görüntüsü olan S 1 noktasında birleşirler. Böylece kişiye ışınlar S 1 noktasından çıkıyormuş gibi görünürken gerçekte bu noktadan çıkıp göze giren ışınlar yoktur. S 1 noktasının görüntüsü, KM aynasına göre en parlak S noktasına simetrik olarak yerleştirilmiştir. Hadi kanıtlayalım.

Işığın yansıma yasasına göre aynaya 2 açıyla gelen SB ışını (Şekil 1.8), 1 = 2 açıyla yansıtılır.

Pirinç. 1.8. Düz bir aynadan yansıma.

Şek. 1.8 den 1 ve 5 açılarının dikey olarak eşit olduğu görülmektedir. 2 + 3 = 5 + 4 = 90° açılarının toplamı. Bu nedenle, 3 = 4 ve 2 = 5 açıları.

Dik açılı üçgenler ΔSOB ve ΔS 1 OB ortak bir OB bacağına ve eşit dar açılara 3 ve 4 sahiptir, bu nedenle bu üçgenler kenarda eşittir ve bacağa bitişik iki açıdır. Bu, SO = OS 1 , yani S 1 noktasının aynaya göre S noktasına simetrik olarak yerleştirildiği anlamına gelir.

Düz bir aynada bir AB nesnesinin görüntüsünü bulmak için, nesnenin en uç noktalarından aynaya dikmeleri indirip aynanın ötesinde devam ettirerek arkasında bu mesafe kadar bir mesafe bırakmak yeterlidir. aynadan nesnenin uç noktasına kadar (Şek. 1.9). Bu görüntü hayali olacak ve yaşam boyutu. Nesnelerin boyutları ve göreli konumu korunur, ancak aynı zamanda aynada sol ve Sağ Taraf görüntüler, nesnenin kendisiyle karşılaştırıldığında tersine çevrilir. Düz aynaya gelen ışık ışınlarının yansıma sonrası paralelliği de bozulmaz.

Pirinç. 1.9. Düz aynadaki bir nesnenin görüntüsü.

Mühendislikte, küresel aynalar gibi karmaşık kavisli yansıtıcı yüzeye sahip aynalar sıklıkla kullanılır. küresel ayna- bu, küresel bir segment şeklindeki ve ışığı aynasal olarak yansıtan vücudun yüzeyidir. Bu tür yüzeylerden yansıyan ışınların paralelliği bozulur. ayna denir içbükeyışınlar yansıtılırsa iç yüzey küresel segment. Böyle bir yüzeyden yansıyan paralel ışık ışınları bir noktada toplanır, bu nedenle çukur ayna denir. toplama. Işınlar aynanın dış yüzeyinden yansırsa ayna dışbükey. Paralel ışık ışınları saçılır farklı taraflar, Bu yüzden dışbükey ayna isminde saçılma.

Aynanın diğer tarafında gördüğümüz görüntünün ışınların kendileri tarafından değil, zihinsel devamı ile oluşturulduğuna dikkat edilmelidir. Böyle bir görüntü denir hayali. Gözle görülebilir ama ışınlarla değil, zihinsel devamlarıyla yaratıldığı için ekranda elde etmek imkansızdır.

Yansıtırken, ışığın en kısa yayılma süresi ilkesi de gözetilir. Işığın gözlemcinin gözüne yansıdıktan sonra gelebilmesi için, ışığın tam olarak yansıma yasasının gösterdiği şekilde gelmesi gerekir. Işığın yolunda harcayacağı bir yol boyunca yayılarak olur. en az zaman olası tüm seçeneklerden.

ışığın kırılma yasası

Bildiğimiz gibi, ışık sadece boşlukta değil, diğer şeffaf ortamlarda da yayılabilir. Bu durumda, ışık yaşayacak refraksiyon. Daha az yoğun bir ortamdan daha yoğun bir ortama geçerken, kırılma sırasında ışık ışını geliş noktasına çizilen dikeye bastırılır ve daha yoğun bir ortamdan daha az yoğun olana geçerken tam tersi: sapar dikeyden.

İki kırılma yasası vardır:

Gelen ışın, kırılan ışın ve gelme noktasına çizilen dikme aynı düzlemdedir.

2. Geliş ve kırılma açılarının sinüslerinin oranı, kırılma indekslerinin ters oranına eşittir:

günah bir = n2

günah g n1

Bir ışık huzmesinin bir üçgen prizmadan geçmesi ilgi çekicidir. Bu durumda, her durumda, ışının prizmadan geçtikten sonra orijinal yönünden bir sapması vardır:

Farklı saydam cisimlerin farklı kırılma indisleri vardır. Gazlar için birlikten çok az farklıdır. Artan basınçla artar, bu nedenle gazların kırılma indisi de sıcaklığa bağlıdır. Ateşten yükselen sıcak havanın içinden uzaktaki nesnelere bakarsanız, uzaktaki her şeyin sallanan bir pus gibi göründüğünü gördüğümüzü hatırlayın. Sıvılarda kırılma indisi yalnızca sıvının kendisine değil, içinde çözünmüş maddelerin konsantrasyonuna da bağlıdır. Aşağıda, bazı maddelerin kırılma indislerinin küçük bir tablosu bulunmaktadır.

Işığın toplam iç yansıması.

Fiber optik

Uzayda yayılan ışık huzmesinin tersinirlik özelliğine sahip olduğuna dikkat edilmelidir. Bu, ışının uzayda kaynaktan yayıldığı yol boyunca, kaynak ve gözlem noktası değiştirilirse aynı yolu geri takip edeceği anlamına gelir.

Bir ışık demetinin optik olarak daha yoğun bir ortamdan optik olarak daha az yoğun bir ortama yayıldığını hayal edin. Daha sonra kırılma yasasına göre kırılma sırasında dikeyden saparak dışarı çıkması gerekir. Örneğin su gibi optik olarak daha yoğun bir ortamda bulunan noktasal bir ışık kaynağından yayılan ışınları düşünün.

Bu şekilden ilk ışının arayüze dik olarak geldiği görülmektedir. Bu durumda, ışın orijinal yönden sapmaz. Genellikle enerjisi arayüzden yansır ve kaynağa geri döner. Enerjisinin geri kalanı dışarı çıkar. Işınların geri kalanı kısmen yansır, kısmen söner. Gelme açısı arttıkça, kırılma yasasına karşılık gelen kırılma açısı da artar. Ancak geliş açısı, kırılma yasasına göre ışın çıkış açısının 90 derece olması gerektiği bir değer aldığında, ışın yüzeye hiç ulaşmayacaktır: ışın enerjisinin tamamı %100 yansıtılacaktır. arayüz. Arayüze bundan daha büyük bir açıyla gelen diğer tüm ışınlar arayüzden tamamen yansıtılacaktır. Bu köşe denir sınır açısı ve fenomen denir toplam iç yansıma. Yani, arayüzdeki bu durum mükemmel bir ayna görevi görür. Vakum veya hava ile sınır için sınırlama açısının değeri aşağıdaki formülle hesaplanabilir:

Sin nis = 1/n Burada N daha yoğun ortamın kırılma indisidir.

Toplam iç yansıma olgusu, çeşitli optik cihazlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Özellikle suda çözünmüş maddelerin konsantrasyonunu belirlemek için bir cihazda (refraktometre) kullanılır. Orada, kırılma indisinin belirlendiği toplam iç yansımanın sınırlayıcı açısı ölçülür ve ardından çözünmüş maddelerin konsantrasyonu tablodan belirlenir.

Toplam iç yansıma olgusu, özellikle fiber optikte belirgindir. Aşağıdaki şekil, bir fiberglasın kesitini göstermektedir:

İnce bir cam elyafı alıp uçlarından birine bir ışık huzmesi gönderelim. Lif çok ince olduğundan, lifin ucundan giren herhangi bir ışın yan yüzeyine sınırlayıcı açıyı önemli ölçüde aşan bir açıyla düşecek ve tamamen yansıtılacaktır. Böylece gelen ışın yan yüzeyden tekrar tekrar yansıtılacak ve karşı uçtan çok az kayıpla veya hiç kayıp olmadan çıkacaktır. Dışa doğru, lifin karşı ucu parlak bir şekilde parlıyormuş gibi görünecektir. Ayrıca cam elyafının düz olması hiç gerekli değildir. İstediğiniz gibi bükülebilir ve hiçbir bükülme ışığın fiber boyunca yayılmasını etkilemez.

Bu bağlamda, bilim adamları şu fikri ortaya attılar: Ya bir lif değil, bir sürü lif alırsak. Ancak aynı zamanda, demetteki tüm liflerin kesin bir karşılıklı düzende olması ve demetin her iki yanında tüm liflerin uçlarının aynı düzlemde olması gerekir. Ve aynı zamanda, bir mercek kullanılarak demetin bir ucuna bir görüntü uygulanırsa, o zaman her bir fiber ayrı ayrı görüntünün küçük bir parçacığını demetin karşı ucuna iletecektir. Hep birlikte, demetin karşı ucundaki lifler, mercek tarafından oluşturulan görüntünün aynısını yeniden üretecektir. Ayrıca, görüntü doğal ışıkta olacaktır. Böylece, daha sonra adlandırılan bir cihaz yaratıldı. fibrogastroskop. Bu cihaz ile mide iç yüzeyini işlem yapmadan inceleyebilirsiniz. cerrahi müdahale. Yemek borusundan mideye bir fibrogastroskop sokulur ve midenin iç yüzeyi incelenir. Prensip olarak, bu cihaz sadece mideyi değil, diğer organları da içeriden inceleyebilir. Bu cihaz sadece tıpta değil, teknolojinin çeşitli alanlarında da ulaşılamayan bölgeleri incelemek için kullanılmaktadır. Ve aynı zamanda, kablo demetinin kendisi, bu durumda görüntü kalitesini hiçbir şekilde etkilemeyen her türlü kıvrıma sahip olabilir. Bu cihazın tek dezavantajı, görüntünün raster yapısıdır: yani görüntü, tek tek noktalardan oluşur. Görüntünün daha keskin olması için daha da fazla cam elyafına sahip olmanız ve bunların daha da ince olması gerekir. Ve bu, cihazın maliyetini önemli ölçüde artırır. Ancak teknik yeteneklerin daha da geliştirilmesiyle bu sorun yakında çözülecektir.

Lens

İlk önce lense bakalım. lens şeffaf gövde ya iki küresel yüzeyle ya da bir küresel yüzey ve bir düzlemle sınırlanmıştır.

Kesitteki lensleri düşünün. Mercek, içinden geçen ışık demetini büker. Işın mercekten geçtikten sonra bir noktada toplanacaksa, böyle bir mercek denir. toplama. Gelen paralel ışık demeti mercekten geçtikten sonra uzaklaşıyorsa, böyle bir merceğe denir. saçılma.

Yakınsak ve ıraksak mercekler ve bunların sözleşmeler:

Bu şekilde merceğe paralel gelen tüm ışınların bir noktada birleştiği görülmektedir. Bu nokta denir odak(F) lensler. Odaktan merceğin kendisine olan mesafe denir odak uzaklığı lensler. Metre cinsinden SI birimlerinde ölçülür. Ancak merceği karakterize eden başka bir birim daha var. Bu değere optik güç denir ve odak uzunluğunun tersidir ve denir. diyoptri. (Dp). Harf ile gösterilir D. D = 1/F. Yakınsak bir mercek için optik güç değeri artı işaretine sahiptir. Mercek, uzatılmış bir nesneden yansıyan ışığa maruz kalırsa, nesnenin her bir öğesi, odaktan geçen düzlemde bir görüntü şeklinde görüntülenecektir. Bu, görüntüyü tersine çevirecektir. Bu görüntü ışınların kendisi tarafından oluşturulacağı için buna geçerli.

Bu fenomen modern kameralarda kullanılmaktadır. Gerçek görüntü fotoğraf filmi üzerinde oluşturulur.

Uzaklaşan bir mercek, yakınsak bir merceğin tersi şekilde hareket eder. Üzerine normal boyunca paralel bir ışık demeti düşerse, mercekten geçtikten sonra ışık demeti, sanki tüm ışınlar merceğin diğer tarafında bulunan hayali bir noktadan çıkıyormuş gibi uzaklaşacaktır. Bu noktaya hayali odak denir ve odak uzaklığı eksi işaretli olacaktır. Buradan, optik güç böyle bir mercek diyoptri olarak da ifade edilecektir, ancak değeri eksi işareti ile olacaktır. Etraftaki nesneleri ıraksayan bir mercekle görüntülerken, mercekten görülebilen tüm nesnelerin boyutu küçültülmüş olarak görünür.

Işık hayatımızın önemli bir parçasıdır. Onsuz, gezegenimizdeki yaşam imkansızdır. Aynı zamanda ışıkla ilişkilendirilen pek çok olgu, günümüzde elektrikli aletlerin üretiminden uzay araçlarına kadar insan faaliyetinin çeşitli alanlarında aktif olarak kullanılmaktadır. Fizikteki temel olaylardan biri ışığın yansımasıdır.

ışığın yansıması

Işığın yansıması yasası okulda incelenir. Kendisi hakkında bilmeniz gerekenler ve çok daha fazlası kullanışlı bilgi makalemiz size söyleyebilir.

Işık hakkında bilginin temelleri

Kural olarak, fiziksel aksiyomlar, evde kolayca gözlemlenebilecek görsel bir tezahürleri olduğu için en anlaşılır olanlar arasındadır. Işığın yansıması yasası, ışık ışınlarının farklı yüzeylerle çarpıştığında yön değiştirdiği bir durumu ifade eder.

Not! Kırılma sınırı, dalga boyu gibi bir parametreyi önemli ölçüde artırır.

Işınların kırılması sırasında, enerjilerinin bir kısmı birincil ortama geri dönecektir. Işınların bir kısmı başka bir ortama girdiğinde kırılmaları gözlenir.
Tüm bu fiziksel olayları anlamak için ilgili terminolojiyi bilmeniz gerekir:

• fizikte ışık enerjisinin akışı, iki madde arasındaki arayüze çarptığında düşme olarak tanımlanır;
• belirli bir durumda birincil ortama geri dönen ışık enerjisinin bir kısmına yansıyan denir;

Not! Yansıma kuralının birkaç formülasyonu vardır. Nasıl formüle ederseniz edin, yine de yansıyan ve gelen ışınların göreli konumunu tanımlayacaktır.

• geliş açısı. Bu, medya sınırının dikey çizgisi ile üzerine düşen ışık arasında oluşan açıyı ifade eder. Kirişin geliş noktasında belirlenir;

ışın açıları

• yansıma açısı Yansıtılan ışın ile geliş noktasında restore edilen dikey çizgi arasında oluşur.

Ayrıca ışığın homojen bir ortamda sadece düz bir çizgide yayılabileceğinin bilinmesi gerekir.

Not! Farklı ortamlar, ışık radyasyonunu farklı şekillerde yansıtabilir ve emebilir.

Yansıma katsayısı buradan gelir. Bu, nesnelerin ve maddelerin yansıtıcılığını karakterize eden bir değerdir. Işık akısının ortamın yüzeyine getirdiği radyasyonun ne kadarının ondan yansıyacak enerji olacağı anlamına gelir. Bu oran, aşağıdakiler de dahil olmak üzere bir dizi faktöre bağlıdır: en yüksek değer radyasyon bileşimine ve geliş açısına sahiptir.
Işık akısının tam yansıması, ışın yansıtıcı yüzeye sahip madde ve nesnelerin üzerine düştüğünde gözlenir. Örneğin, bir ışının cama, sıvı cıvaya veya gümüşe çarptığında yansıması gözlemlenebilir.

Küçük bir tarihi gezi

Işığın kırılma ve yansıması yasaları, 3. yüzyılın başlarında oluşturulmuş ve sistematize edilmiştir. M.Ö e. Öklid tarafından tasarlandılar.

Bu fiziksel fenomenle ilgili tüm yasalar (kırılma ve yansıma) deneysel olarak oluşturulmuştur ve Huygens'in geometrik ilkesiyle kolayca doğrulanabilir. Bu prensibe göre, ortamın bir bozucu etkinin ulaşabileceği herhangi bir noktası, ikincil dalgaların kaynağı olarak işlev görür.
Bugün var olan yasalara daha yakından bakalım.

Yasalar her şeyin temelidir

Işık akısının yansıma yasası, bir ortamdan diğerine yönlendirilen ışığın kendi bölümlerinde kısmen geri döndürüleceği fiziksel bir fenomen olarak tanımlanır.

Arayüzdeki ışığın yansıması

Bir kişinin görsel analizörü, kaynağından gelen ışının göz küresine girdiği anda ışığı gözlemler. Vücudun bir kaynak olarak hareket etmediği bir durumda, görsel analizör vücuttan yansıyan başka bir kaynaktan gelen ışınları algılayabilir. Bu durumda, bir nesnenin yüzeyine gelen ışık radyasyonu, daha fazla yayılma yönünü değiştirebilir. Sonuç olarak, ışığı yansıtan vücut, ışığın kaynağı olarak hareket edecektir. Yansıtıldığında, akışın bir kısmı orijinal olarak yönlendirildiği ilk ortama geri dönecektir. Burada onu yansıtan beden zaten yansıtılan akışın kaynağı olacaktır.
Bu fiziksel fenomen için birkaç yasa vardır:

• birinci yasa der ki: yansıtan ve gelen ışın, ortamlar arasındaki arayüzde ve ayrıca ışık akısının geri yüklenen geliş noktasında görünen dikey çizgi ile birlikte aynı düzlemde bulunmalıdır;

Not! Bu, bir nesnenin veya maddenin yansıtıcı yüzeyinde bir düzlem dalgasının meydana geldiği anlamına gelir. Dalga yüzeyleri çizgilidir.

Birinci ve ikinci yasa

• ikinci yasa. Formülasyonu şu şekildedir: ışık akısının yansıma açısı geliş açısına eşit olacaktır. Bunun nedeni, karşılıklı olarak dik taraflara sahip olmalarıdır. Üçgenlerin eşitlik ilkeleri dikkate alındığında, bu eşitliğin nereden geldiği netleşir. Bu ilkeleri kullanarak, bu açıların, ışık huzmesinin geliş noktasında iki maddenin ayrılma sınırında restore edilen çizilen dikey çizgi ile aynı düzlemde olduğunu kanıtlamak kolaydır.

Optik fizikteki bu iki yasa esastır. Ayrıca, ters harekete sahip bir kiriş için de geçerlidirler. Işın enerjisinin tersine çevrilmesinin bir sonucu olarak, daha önce yansıtılanın yolu boyunca ilerleyen akış, gelenin yoluna benzer şekilde yansıtılacaktır.

Uygulamada Yansıma Yasası

Bu kanunun uygulanıp uygulanmadığını pratikte doğrulamak mümkündür. Bunu yapmak için, herhangi bir yansıtıcı yüzeye ince bir ışın yönlendirmeniz gerekir. Bu amaç için bir lazer işaretçi mükemmeldir ve sıradan ayna.

Yasanın uygulamadaki etkisi

Lazer işaretçiyi aynaya doğrultun. Sonuç olarak lazer ışını aynadan sekmek ve içine daha da yaymak verilen yön. Bu durumda, gelen ve yansıyan ışınların açıları, onlara normal bir bakışla bile eşit olacaktır.

Not! Bu tür yüzeylerden gelen ışık geniş bir açıyla yansıtılacak ve daha sonra yüzeye yeterince yakın yerleştirilmiş alçak bir yol boyunca yayılacaktır. Ancak neredeyse dikey olarak düşecek olan ışın, dar bir açıyla yansıtılacaktır. Aynı zamanda, sonraki yolu neredeyse düşene benzer olacaktır.

Gördüğümüz gibi, kilit nokta bu kural açıların, ışık akısının geldiği noktada yüzeye dik olarak ölçülmesi gerektiği gerçeğidir.

Not! Bu yasa sadece ışığa değil, her türlü elektromanyetik dalgaya da (mikrodalga, radyo, röntgen dalgaları vb.) uyar.

Dağınık yansımanın özellikleri

Birçok nesne, yalnızca yüzeylerine gelen ışık radyasyonunu yansıtabilir. İyi aydınlatılmış nesneler, yüzeyleri ışığı farklı yönlerde yansıtıp saçtığından, farklı yönlerden açıkça görülebilir.

dağınık yansıma

Bu fenomene dağınık (yaygın) yansıma denir. Bu fenomen, radyasyon çeşitli pürüzlü yüzeylere çarptığında oluşur. Onun sayesinde ışık yayma özelliği olmayan nesneleri ayırt edebiliyoruz. Işık radyasyonunun saçılması sıfıra eşitse, bu nesneleri göremeyeceğiz.

Not! Dağınık yansıma bir kişide rahatsızlığa neden olmaz.

Rahatsızlığın olmaması, tüm dünyanın olmadığı gerçeğiyle açıklanmaktadır. yukarıdaki kural, birincil ortama geri döner. Ayrıca bu parametre farklı yüzeyler farklı olacak:

• kar yakınında - radyasyonun yaklaşık %85'i yansıtılır;
• beyaz kağıt için - %75;
• siyah ve kadife için - %0,5.

Yansıma pürüzlü yüzeylerden geliyorsa, ışık rastgele olarak birbirine doğru yönlendirilecektir.

Yansıtma Özellikleri

Işık radyasyonunun speküler yansıması, daha önce açıklanan durumlardan farklıdır. Bunun nedeni, akışın düzgün bir yüzeye belirli bir açıyla düşmesi sonucunda aynı yönde yansıtılacak olmasıdır.

ayna yansıması

Bu fenomen, sıradan bir ayna kullanılarak kolayca yeniden üretilebilir. aynayı işaret ederken Güneş ışınları, mükemmel bir yansıtıcı yüzey görevi görecektir.

Not! İLE ayna yüzeyleri atfedilebilir bütün çizgi tel. Örneğin, bu grup tüm düz optik nesneleri içerir. Ancak bu nesnelerdeki düzensizliklerin ve homojen olmayanların boyutu gibi bir parametre 1 mikrondan daha az olacaktır. Işığın dalga boyu yaklaşık 1 µm'dir.

Tüm bu ayna yansıtıcı yüzeyler daha önce açıklanan yasalara uyar.

Hukukun teknolojide kullanılması

Günümüzde aynalar veya eğimli yansıtıcı yüzeye sahip ayna nesneleri teknolojide sıklıkla kullanılmaktadır. Bunlar sözde küresel aynalardır.
Bu tür nesneler, küresel bir parça şekline sahip gövdelerdir. Bu tür yüzeyler, ışınların paralelliğinin ihlali ile karakterize edilir.
Açık şu anİki tür küresel ayna vardır:

• içbükey. Küre segmentlerinin iç yüzeyinden gelen ışık radyasyonunu yansıtabilirler. Yansıtıldığında ışınlar burada bir noktada toplanır. Bu nedenle, genellikle "toplayıcı" olarak da adlandırılırlar;

içbükey ayna

• dışbükey Bu tür aynalar, radyasyonun dış yüzeyden yansıması ile karakterize edilir. Bu sırada yanlara doğru dağılma meydana gelir. Bu nedenle bu tür nesnelere "saçılma" adı verilir.

dışbükey ayna

Bu durumda, ışınların davranışı için birkaç seçenek vardır:

• neredeyse yüzeye paralel yanıyor. Bu durumda, yüzeye çok az dokunur ve çok geniş bir açıyla yansıtılır. Sonra oldukça alçak bir yörüngeye giriyor;
• geri çekilirken, ışınlar keskin bir açıyla püskürtülür. Bu durumda yukarıda da söylediğimiz gibi yansıyan ışın gelene çok yakın bir yol izleyecektir.

Gördüğünüz gibi, yasa her durumda yerine getirilir.

Çözüm

Işık radyasyonunun yansıma yasaları bizim için çok önemlidir çünkü bunlar temel fiziksel olaylardır. geniş bir uygulama bulmuşlardır. çeşitli alanlar insan aktivitesi. Optiğin temellerinin incelenmesi, lise, bu da bu tür temel bilgilerin önemini bir kez daha kanıtlıyor.

Bir vazo için melek gözleri nasıl yapılır?

yüzey ışık huzmesi (Şekil 3.1) ('vecS_1' - gelen ışın boyunca yönlendirilen vektör). Işın düzleme dayandığı 'O' noktasında, düzleme inşa ediyoruz harici normal "vecN" (yani dik) ve son olarak "vecS_1" ışını ve normal "vecN" boyunca "P" düzlemini çizin. Bu uçak denir geliş düzlemi. Seçtiğimiz yüzey hangi maddeden oluşursa oluşsun, gelen radyasyonun bir kısmı yansıtılacaktır. Yansıyan ışın "vecS_2" hangi yöne gidecek?

Geliş düzleminden, örneğin sağa veya sola sapması garip olurdu: Sonuçta, bu düzlemin her iki tarafındaki uzayın özellikleri aynıdır. Neyse ki, bu olmaz.

Keskin köşe`vecS_1` ışını ile dışa dönük normal `vecN` arasındaki açı gelme açısı olarak adlandırılır. Bu köşeyi `varphi_1` sembolü ile gösterelim. Yansıtılan ışın 'vecS_2' ile normal (varphi_2' olarak gösterelim) tarafından oluşturulan keskin açıya yansıma açısı denir. Çok sayıda gözlem ve ölçüm, aşağıdaki geometrik optik varsayımını formüle etmemizi sağlar:

varsayım 3

Gelen ışını "vecS_1", normal "vecN" ve yansıyan "vecS_2" ışını her zaman geliş düzlemi adı verilen aynı düzlemde bulunur. Yansıma açısı, geliş açısına eşittir, yani.

"varphi_2=varphi_1". (3.1)

Bir tanım daha yapalım. Düz aynaya gelen ışın ile aynadan yansıyan ışının devam etmesiyle oluşan delta açısına sapma açısı denir. Sapma açısı her zaman "180^@" değerinden küçük veya buna eşittir. Sapma açısı kavramı çok daha geniş yorumlanabilir. Aşağıda keyfi bir optik sisteme giren bir ışın ile bu sistemden çıkan ışının devam etmesiyle oluşan açıya bundan sonra diyeceğiz.

Düz aynaya gelen ışının sapma açısını belirleyiniz. Geliş açısı `varphi_1=30^@`.

Gelen ve yansıyan ışınların oluşturduğu "alfa" açısı, gelme ve yansıma açılarının toplamına eşittir, yani "alfa=60^@". "alfa" ve "delta" açıları bitişiktir. Buradan,

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

Üzerine gelen radyasyonun neredeyse tamamını yansıtan pürüzsüz bir yüzeye aynasal yüzey denir. Bu şu soruyu akla getiriyor: neden "her şey" değil de "neredeyse her şey"? Cevap basit: mükemmel aynalar doğada oluşmaz. Örneğin günlük hayatta karşılaştığınız aynalar gelen ışığın '%90'a kadarını' yansıtır, geri kalan '%10'luk kısmı ise kısmen geçer ve kısmen soğurur.

Modern lazerler, radyasyonun '%99'una' kadar ve hatta daha fazlasını yansıtan aynalar kullanır (tayfın oldukça dar bir bölgesinde olmasına rağmen, ancak 11. sınıftayken bundan bahsedeceğiz). Bu tür aynaların üretimi için bütün bir bilimsel teori geliştirildi ve özel bir üretim düzenlendi.

Saf şeffaf su, yüzeyindeki radyasyon olayının bir kısmını da yansıtır. Işık normalden yüzeye düştüğünde, gelen radyasyonun enerjisinin "%2"sinden biraz daha azı yansıtılır. Geliş açısı arttıkça, yansıyan radyasyonun oranı artar. "90^@"ya yakın bir geliş açısıyla ( kayan düşüş), gelen enerjinin neredeyse tamamı "%100" yansıtılır.

Kısaca bir soruya daha değinelim. Mükemmel pürüzsüz yüzeyler yoktur. Ne zaman yeterli yüksek büyütme Aynanın yüzeyinde, düzlemi ayna düzlemine göre eğimli olan mikro çatlaklar, talaşlar, düzensizlikler görebilirsiniz. Düzensizlik ne kadar fazlaysa, nesnelerin aynadaki yansıması o kadar donuk görünür. Yüzey beyazı yazı kağıdı mikroskobik düzensizliklerle o kadar yoğun bir şekilde noktalanmıştır ki, pratikte herhangi bir aynasal yansıma vermez. Böyle bir yüzeyin yansıttığı söylenir dağınık yani kağıdın yüzeyindeki farklı küçük alanlar ışığı farklı yönlerde yansıtır. Ancak böyle bir yüzey açıkça görülebilir. farklı yerler. Genel olarak, çoğu nesne ışığı dağınık olarak yansıtır. Cisimden yansımalı yüzeyler ekran olarak kullanılır.

Ancak parlak nesnelerin ayna görüntüsünü kağıttan elde etmek mümkündür. Bunu yapmak için, kağıdın yüzeyine neredeyse yüzeyi boyunca bakmanız gerekir. Parlayan bir ampulün veya Güneş'in yansımasını gözlemlemek en iyisidir. Bu deneyi yapın!

Düz bir aynada bir "S" noktasının görüntüsünü oluştururken, şuna göre kullanmak gerekir: en azından,iki keyfi ışın. Yapım tekniği Şekil 1'den açıktır. 3.2. Pratik bir bakış açısıyla, ışınlardan birinin (şekilde 1. ışındır) ayna düzlemine normal boyunca bırakılması uygundur.

Yansıyan ışınların kesişmesi sonucu elde edilen bir nesnenin görüntüsüne, geçerli ve bu ışınların devamlarının ters yönde zihinsel olarak çaprazlanmasıyla elde edilen görüntü - hayali. Dolayısıyla, "S_1", "S" kaynağının düz bir aynadaki sanal bir görüntüsüdür (Şekil 3.2).

Örnek 3.1

ampul masa lambası masa yüzeyinden `l_1=0,6` m ve tavandan `L_2=1,8` m uzaklıkta yer almaktadır. Bir ampulün filamanı bir noktasal ışık kaynağı olarak kabul edilebilir. Masanın üzerinde, kenarları "5" cm, "6" cm ve "7" cm olan bir üçgen şeklinde düz bir ayna parçası bulunur (Şekil 3.3).

1) Ampulün telinin ayna tarafından verilen görüntüsü tavandan ne kadar uzaklıkta?

2) Tavandaki bir ayna parçasından elde edilen "tavşan"ın şeklini ve boyutlarını bulun (MIPT, 1996).

Görevin anlamını açıklayan bir çizim yapalım (Şekil 3.3). İki şeye dikkat edin:

a) ayna masanın üzerinde, lambadan isteğe bağlı bir uzaklıkta;

b) görüntü, aynanın düzlemiyle çakışan düzlemden "yansıyan" herhangi bir ışın kullanılarak oluşturulabilir (örneğin, '3^"' ve '4^"' ışınları). "SC=CS_1", yani "L_3=L_1" olduğunu göstermek kolaydır. Bu nedenle mesafe

`x=2L_1+L_2=>x=2*0.6+1.8=3` m.

"Tavşan"ın şeklini ve boyutunu belirlemek için, "S_1" görüntüsünden "yayılan" ışınları dikkate almak uygundur. Aynanın düzlemi ve tavan paralel olduğu için "tavşan" ın şekli aynaya benzer olacaktır. Benzerlik katsayısını bulalım. Aynanın kenarının uzunluğu "h" ise ve "tavşan"ın buna karşılık gelen kenarının uzunluğu "H" ise, o zaman oranı yazabilirsiniz:

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

Böylece "tavşan"ın kenar uzunlukları sırasıyla "25" cm, "30" cm ve "35" cm'dir.

Örnek 3.2

Birinci odada masanın üzerinde `(F)` çiçeği ve `(D)` kapısının yanında duvarda asılı `(M)` ayna vardır. Malvina `(G)` yan odada (Şekil 3.4). Doğru ifadeyi seçin.

C. Malvina bulunduğu yerden aynadaki "(F)" çiçeğinin hayali görüntüsünü göremez.

B. Malvina bulunduğu yerden aynadaki görüntüsünü görebilir.

V. Malvina bulunduğu yerden aynada göremiyor gerçek görüntüçiçek "(F)".

Açıklayıcı bir çizim yapalım (Şekil 3.5). Bunu yapmak için, bir çiçeğin `F^"` görüntüsünü oluşturacağız. Hayali olacak.

`F^"G` düz çizgisi engeller tarafından engellenmez, bu nedenle Malvina `(F^")` çiçeğinin hayali görüntüsünü görebilir. Yani cevap A doğru değil. Görüntüsünü göremiyor. Yani cevap B de geçerli değil. Çiçeğin görüntüsü hayali olduğu için Malvina çiçeğin gerçek görüntüsünü göremez.

Doğru cevap B'dir.