Ia memainkan peranan penting dalam kajian gelombang seismik. Pantulan diperhatikan pada gelombang permukaan dalam badan air. Pantulan diperhatikan dengan pelbagai jenis gelombang elektromagnet, bukan hanya cahaya yang boleh dilihat. Pantulan VHF dan gelombang radio frekuensi lebih tinggi adalah penting untuk penghantaran radio dan radar. Malah sinar-X keras dan sinar gamma boleh dipantulkan pada sudut kecil ke permukaan oleh cermin yang dibuat khas. Dalam perubatan, pantulan ultrasound pada antara muka antara tisu dan organ digunakan semasa melakukan diagnostik ultrasound.
cerita
Hukum pantulan pertama kali disebut dalam Catoptrics Euclid, sejak kira-kira 200 SM. e.
Hukum refleksi. Formula Fresnel
Hukum pantulan cahaya - menetapkan perubahan arah perjalanan sinar cahaya akibat pertemuan dengan permukaan pantulan (cermin): kejadian dan sinar pantulan terletak pada satah yang sama dengan permukaan normal ke permukaan pantulan di titik kejadian, dan normal ini membahagikan sudut antara sinar kepada dua bahagian yang sama. Formulasi yang digunakan secara meluas tetapi kurang tepat "sudut tuju sama dengan sudut pantulan" tidak menunjukkan arah pantulan rasuk yang tepat. Walau bagaimanapun, ia kelihatan seperti ini:
Undang-undang ini adalah akibat daripada penggunaan prinsip Fermat pada permukaan pemantulan dan, seperti semua undang-undang optik geometri, diperoleh daripada optik gelombang. Undang-undang ini sah bukan sahaja untuk permukaan pemantul sempurna, tetapi juga untuk sempadan dua media yang memantulkan cahaya sebahagiannya. Dalam kes ini, seperti undang-undang pembiasan cahaya, ia tidak menyatakan apa-apa tentang keamatan cahaya yang dipantulkan.
pergeseran Fedorov
Jenis refleksi
Pantulan cahaya boleh bercermin(iaitu, seperti yang diperhatikan apabila menggunakan cermin) atau meresap(dalam kes ini, selepas refleksi, laluan sinar dari objek tidak dipelihara, tetapi hanya komponen tenaga fluks cahaya) bergantung pada sifat permukaan.
Pantulan cermin
Pantulan spekular cahaya dibezakan oleh hubungan tertentu antara kedudukan kejadian dan sinar pantulan: 1) sinar pantulan terletak pada satah yang melalui sinar tuju dan normal ke permukaan pemantulan, dipulihkan pada titik kejadian; 2) sudut pantulan adalah sama dengan sudut tuju. Keamatan cahaya yang dipantulkan (dicirikan oleh pekali pantulan) bergantung pada sudut tuju dan polarisasi pancaran sinar kejadian (lihat Polarisasi Cahaya), serta pada nisbah indeks biasan n 2 dan n 1 bagi media ke-2 dan ke-1. Kebergantungan ini (untuk medium pemantulan - dielektrik) dinyatakan secara kuantitatif oleh formula Fresnel. Daripada mereka, khususnya, ia berikutan bahawa apabila cahaya adalah kejadian normal ke permukaan, pekali pantulan tidak bergantung pada polarisasi pancaran kejadian dan sama dengan
Dalam kes khas penting kejadian biasa dari udara atau kaca ke antara muka mereka (indeks biasan udara = 1.0; kaca = 1.5), ia adalah 4%.
Jumlah refleksi dalaman
Dengan peningkatan dalam sudut tuju, sudut biasan juga meningkat, manakala keamatan rasuk pantulan meningkat, dan rasuk terbias berkurangan (jumlahnya adalah sama dengan keamatan rasuk tuju). Pada nilai kritikal tertentu, keamatan pancaran terbias menjadi sifar dan pantulan lengkap cahaya berlaku. Nilai sudut genting tuju boleh didapati dengan menetapkan sudut biasan sama dengan 90° dalam hukum biasan:
Pantulan cahaya meresap
Apabila cahaya dipantulkan dari permukaan yang tidak rata, sinar yang dipantulkan menyimpang ke arah yang berbeza (lihat Hukum Lambert). Atas sebab ini, anda tidak dapat melihat pantulan anda apabila melihat permukaan yang kasar (matte). Pantulan menjadi meresap apabila ketidakteraturan permukaan adalah mengikut urutan panjang gelombang atau lebih. Oleh itu, permukaan yang sama boleh menjadi matte, reflektif meresap untuk sinaran kelihatan atau ultraviolet, tetapi licin dan reflektif spekular untuk sinaran inframerah.
Yayasan Wikimedia. 2010.
Lihat apa "Refleksi (fizik)" dalam kamus lain:
Pantulan: Pantulan (fizik) ialah proses fizikal interaksi gelombang atau zarah dengan permukaan. Pantulan (geometri) ialah pergerakan ruang Euclidean, set titik tetap yang merupakan satah hiper. Renungan... ...Wikipedia
FIZIK- FIZIK, sains yang mengkaji, bersama-sama dengan kimia, undang-undang am perubahan tenaga dan jirim. Kedua-dua sains adalah berdasarkan dua undang-undang asas sains semula jadi: undang-undang pemuliharaan jisim (undang-undang Lomonosov, Lavoisier) dan undang-undang pemuliharaan tenaga (R. Mayer, Jaul... ... Ensiklopedia Perubatan Hebat
Fizik dan realiti- "FIZIK DAN REALITI" ialah koleksi artikel oleh A. Einstein, yang ditulis dalam tempoh berbeza dalam kehidupan kreatifnya. Rus. edisi M., 1965. Buku ini mencerminkan pandangan epistemologi dan metodologi utama ahli fizik yang hebat. Antaranya…… Ensiklopedia Epistemologi dan Falsafah Sains
I. Subjek dan struktur fizik Fizik ialah sains yang mengkaji yang paling mudah dan pada masa yang sama undang-undang yang paling umum tentang fenomena alam, sifat dan struktur jirim dan undang-undang pergerakannya. Oleh itu, konsep F. dan undang-undang lain mendasari segala-galanya... ... Ensiklopedia Soviet yang Hebat
Istilah ini mempunyai makna lain, lihat Refleksi. Pantulan optik pokok pantai di sungai ... Wikipedia
Satu set kajian tentang struktur neutron menggunakan neutron, serta kajian tentang cahaya dalam neutron dan struktur neutron itu sendiri (seumur hidup, momen magnet, dll.). Ketiadaan elektrik dalam neutron. caj membawa kepada fakta bahawa mereka pada dasarnya berinteraksi... ... Ensiklopedia fizikal
Dalam pelajaran ini anda akan belajar tentang pantulan cahaya dan kami akan merumuskan undang-undang asas pantulan cahaya. Mari kita berkenalan dengan konsep-konsep ini bukan sahaja dari sudut pandangan optik geometri, tetapi juga dari sudut pandangan sifat gelombang cahaya.
Bagaimanakah kita melihat sebahagian besar objek di sekeliling kita, kerana ia bukan sumber cahaya? Jawapannya sudah diketahui oleh anda; anda menerimanya dalam kursus fizik gred 8 anda. Kita melihat dunia di sekeliling kita kerana pantulan cahaya.
Pertama, mari kita ingat definisi.
Apabila pancaran cahaya mengenai antara muka antara dua media, ia mengalami pantulan, iaitu, ia kembali ke medium asal.
Sila ambil perhatian yang berikut: pantulan cahaya adalah jauh daripada satu-satunya hasil yang mungkin bagi kelakuan lanjut pancaran kejadian itu menembusi ke dalam medium lain, iaitu, ia diserap.
Penyerapan cahaya (absorption) ialah fenomena kehilangan tenaga oleh gelombang cahaya yang melalui bahan.
Mari kita bina sinar tuju, sinar pantulan dan serenjang dengan titik tuju (Rajah 1.).
nasi. 1. Rasuk kejadian
Sudut tuju ialah sudut antara sinar tuju dan serenjang (),
Sudut gelongsor.
Undang-undang ini pertama kali dirumuskan oleh Euclid dalam karyanya Catoptrics. Dan kami telah pun berkenalan dengan mereka sebagai sebahagian daripada program fizik gred ke-8.
Hukum pantulan cahaya
1. Sinar tuju, sinar pantulan dan serenjang dengan titik tuju terletak pada satah yang sama.
2. Sudut tuju adalah sama dengan sudut pantulan.
Hukum pantulan cahaya membayangkan keterbalikan sinar cahaya. Iaitu, jika kita menukar tempat pancaran kejadian dan yang dipantulkan, maka tiada apa-apa yang akan berubah dari sudut pandangan trajektori fluks cahaya.
Julat aplikasi hukum pantulan cahaya adalah sangat luas. Ini juga merupakan fakta di mana kita memulakan pelajaran bahawa kita melihat kebanyakan objek di sekeliling kita dalam cahaya yang dipantulkan (bulan, pokok, meja). Satu lagi contoh baik penggunaan pantulan cahaya ialah cermin dan pemantul cahaya (reflektor).
Pemantul
Mari kita fahami prinsip operasi reflektor mudah.
Reflector (dari kata Yunani kuno - awalan dengan maksud usaha, fos - "cahaya"), retroreflector, flicker (daripada flick Inggeris - "blink") - peranti yang direka untuk memantulkan pancaran cahaya ke arah sumber dengan penyebaran minimum.
Setiap penunggang basikal tahu bahawa perjalanan pada waktu malam tanpa pemantul boleh berbahaya.
Kelipan juga digunakan dalam pakaian seragam pekerja jalan raya dan pegawai polis trafik.
Yang menghairankan, sifat pemantul adalah berdasarkan fakta geometri yang paling mudah, khususnya pada hukum pantulan.
Pantulan rasuk dari permukaan cermin berlaku mengikut undang-undang: sudut tuju adalah sama dengan sudut pantulan. Pertimbangkan kes rata: dua cermin membentuk sudut 90 darjah. Sinar yang bergerak dalam satah dan mengenai salah satu cermin, selepas pantulan dari cermin kedua, akan pergi tepat ke arah ia datang (lihat Rajah 2).
nasi. 2. Prinsip operasi pemantul sudut
Untuk mendapatkan kesan sedemikian dalam ruang tiga dimensi biasa, adalah perlu untuk meletakkan tiga cermin dalam satah saling berserenjang. Ambil sudut kubus dengan tepi dalam bentuk segi tiga sekata. Sinar yang mengenai sistem cermin sedemikian, selepas pantulan dari tiga satah, akan selari dengan sinar yang tiba dalam arah yang bertentangan (lihat Rajah 3.).
nasi. 3. Reflektor sudut
Refleksi akan berlaku. Peranti mudah ini dengan sifatnya yang dipanggil pemantul sudut.
Mari kita pertimbangkan pantulan gelombang satah (gelombang dipanggil satah jika permukaan fasa yang sama ialah satah) (Rajah 1.)
nasi. 4. Pantulan gelombang satah
Dalam rajah - permukaan, dan - dua sinar gelombang satah kejadian, ia adalah selari antara satu sama lain, dan satah adalah permukaan gelombang. Permukaan gelombang gelombang pantulan boleh diperolehi dengan melukis sampul gelombang sekunder, yang pusatnya terletak pada antara muka antara media.
Bahagian permukaan gelombang yang berbeza tidak mencapai sempadan pemantulan pada masa yang sama. Pengujaan ayunan pada satu titik akan bermula lebih awal daripada pada satu titik untuk satu tempoh masa. Pada saat gelombang mencapai satu titik dan pengujaan ayunan bermula pada titik ini, gelombang sekunder yang berpusat pada titik (sinar pantulan) akan sudah menjadi hemisfera dengan jejari. 
. Berdasarkan apa yang baru kami tulis, jejari ini juga akan sama dengan segmen.
Sekarang kita lihat: , segi tiga dan segi empat tepat, yang bermaksud 
. Dan seterusnya, terdapat sudut kejadian. A ialah sudut pantulan. Oleh itu, kita mendapat bahawa sudut tuju adalah sama dengan sudut pantulan.
Jadi, menggunakan prinsip Huygens, kami membuktikan hukum pantulan cahaya. Bukti yang sama boleh didapati menggunakan prinsip Fermat.
Sebagai contoh (Rajah 5), pantulan dari permukaan bergelombang dan kasar ditunjukkan.
nasi. 5. Pantulan dari permukaan yang kasar dan beralun
Rajah menunjukkan bahawa sinar pantulan pergi dalam pelbagai arah Lagipun, arah serenjang dengan titik tuju akan berbeza untuk sinar yang berbeza, dan oleh itu, kedua-dua sudut tuju dan sudut pantulan juga akan menjadi. berbeza.
Permukaan dianggap tidak sekata jika saiz ketidakteraturannya tidak kurang daripada panjang gelombang cahaya.
Permukaan yang akan memantulkan sinar secara sama rata ke semua arah dipanggil matte. Oleh itu, permukaan matte menjamin kita pantulan bertaburan atau meresap, yang berlaku disebabkan oleh ketidaksamaan, kekasaran dan calar.
Permukaan yang menyebarkan cahaya secara sama rata ke semua arah dipanggil matte sepenuhnya. Secara semula jadi, anda tidak akan menemui permukaan matte sepenuhnya, bagaimanapun, permukaan salji, kertas dan porselin sangat dekat dengan mereka.
Sekiranya saiz ketidakselarasan permukaan kurang daripada panjang gelombang cahaya, maka permukaan sedemikian akan dipanggil cermin.
Apabila dipantulkan dari permukaan cermin, keselarian rasuk dikekalkan (Rajah 6).
nasi. 6. Pantulan dari permukaan cermin
Permukaan licin air, kaca dan logam yang digilap adalah lebih kurang seperti cermin. Malah permukaan matte boleh berubah menjadi seperti cermin jika anda menukar sudut kejadian sinar.
Pada permulaan pelajaran, kami bercakap tentang fakta bahawa sebahagian daripada pancaran kejadian dipantulkan, dan sebahagiannya diserap. Dalam fizik, terdapat kuantiti yang mencirikan berapa pecahan tenaga pancaran kejadian yang dipantulkan dan apa yang diserap.
Albedo
Albedo ialah pekali yang menunjukkan berapa pecahan tenaga pancaran kejadian yang dipantulkan dari permukaan (dari bahasa Latin albedo - "keputihan") - ciri pemantulan meresap permukaan.
Atau dengan kata lain, ini ialah bahagian yang dinyatakan sebagai peratusan tenaga sinaran pantulan daripada tenaga yang tiba di permukaan.
Semakin dekat albedo kepada seratus, semakin banyak tenaga dipantulkan dari permukaan. Adalah mudah untuk meneka bahawa pekali albedo bergantung pada warna permukaan khususnya, tenaga akan dipantulkan jauh lebih baik dari permukaan putih daripada dari permukaan hitam.
Salji mempunyai albedo terbesar untuk bahan. Ia adalah kira-kira 70-90%, bergantung pada kebaharuan dan kepelbagaiannya. Inilah sebab mengapa salji cair perlahan-lahan semasa ia segar, atau lebih tepatnya putih. Nilai Albedo untuk bahan dan permukaan lain ditunjukkan dalam Rajah 7.
nasi. 7. Nilai Albedo untuk sesetengah permukaan
Contoh yang sangat penting bagi penerapan hukum pantulan cahaya ialah cermin satah - permukaan rata yang memantulkan cahaya secara spekular. Anda mempunyai cermin sedemikian di rumah anda.
Mari kita fikirkan cara untuk membina imej objek dalam cermin rata (Rajah 8).
nasi. 8. Membina imej objek dalam cermin satah
Sumber titik sinar pemancar cahaya dalam arah yang berbeza, mari kita ambil dua kejadian sinar dekat pada cermin satah. Sinar yang dipantulkan akan pergi seolah-olah ia datang dari satu titik yang simetri kepada titik berbanding dengan satah cermin. Perkara yang paling menarik bermula apabila sinar yang dipantulkan mengenai mata kita: otak kita sendiri melengkapkan rasuk yang menyimpang, meneruskannya di belakang cermin ke titik
Nampaknya kepada kita bahawa sinar yang dipantulkan datang dari titik.
Titik ini berfungsi sebagai imej sumber cahaya. Sudah tentu, pada hakikatnya, tiada apa yang bersinar di sebalik cermin, ia hanya ilusi, itulah sebabnya titik ini dipanggil imej khayalan.
Lokasi sumber dan saiz cermin menentukan medan penglihatan - kawasan ruang dari mana imej sumber kelihatan. Kawasan penglihatan ditakrifkan oleh tepi cermin dan .
Sebagai contoh, anda boleh melihat cermin di bilik mandi dari sudut tertentu, tetapi jika anda menjauhinya ke sisi, anda tidak akan melihat diri anda atau objek yang anda mahu lihat.
Untuk membina imej objek arbitrari dalam cermin satah, adalah perlu untuk membina imej bagi setiap titiknya. Tetapi jika kita tahu bahawa imej titik adalah simetri berbanding satah cermin, maka imej objek akan simetri berbanding satah cermin (Rajah 9.)
Kemungkinan besar, hari ini tidak ada satu rumah yang tidak ada cermin. Ia telah menjadi begitu kukuh dalam hidup kita sehingga sukar bagi seseorang untuk hidup tanpanya. Apakah objek ini, bagaimana imej itu mencerminkannya? Bagaimana jika anda meletakkan dua cermin bertentangan antara satu sama lain? Objek yang menakjubkan ini telah menjadi pusat kepada banyak cerita dongeng. Terdapat tanda-tanda yang mencukupi tentang dia. Apakah yang dikatakan sains tentang cermin?
Sedikit sejarah
Kebanyakan cermin moden adalah kaca bersalut. Sebagai salutan, lapisan logam nipis digunakan pada bahagian belakang kaca. Secara harfiah seribu tahun yang lalu, cermin telah digilap dengan teliti cakera tembaga atau gangsa. Tetapi tidak semua orang mampu membeli cermin. Ia menelan belanja yang banyak. Oleh itu, orang miskin terpaksa melihat cermin mereka sendiri, yang menunjukkan seseorang dalam ketinggian penuh - ini biasanya ciptaan yang agak muda. Dia berumur lebih kurang 400 tahun.
Cermin itu lebih memeranjatkan orang apabila mereka dapat melihat pantulan cermin di dalam cermin - pada umumnya mereka kelihatan sesuatu yang ajaib. Lagipun, imej bukanlah kebenaran, tetapi sejenis pantulan, sejenis ilusi. Ternyata kita dapat melihat kebenaran dan ilusi pada masa yang sama. Tidak menghairankan bahawa orang mengaitkan banyak sifat ajaib kepada objek ini dan bahkan takut kepadanya.
Cermin pertama diperbuat daripada platinum (menghairankan, logam ini pernah tidak dihargai sama sekali), emas atau timah. Para saintis telah menemui cermin yang dibuat pada Zaman Gangsa. Tetapi cermin yang boleh kita lihat hari ini memulakan sejarahnya selepas teknologi tiupan kaca dikuasai di Eropah.
Pandangan saintifik
Dari sudut pandangan sains fizik, pantulan cermin dalam cermin adalah kesan berganda dari pantulan yang sama. Lebih banyak cermin sedemikian dipasang bertentangan antara satu sama lain, lebih besar ilusi dipenuhi dengan imej yang sama. Kesan ini sering digunakan dalam tarikan untuk hiburan. Sebagai contoh, di taman Disney terdapat dewan yang tidak berkesudahan. Di sana, dua cermin dipasang bertentangan antara satu sama lain, dan kesan ini diulang berkali-kali.
Pantulan cermin yang terhasil dalam cermin, didarab dengan bilangan kali yang agak tidak terhingga, menjadi salah satu tarikan yang paling popular. Tarikan sebegini telah lama menjadi sebahagian daripada industri hiburan. Pada awal abad ke-20, tarikan yang dipanggil "Istana Ilusi" muncul di pameran antarabangsa di Paris. Dia sangat popular. Prinsip penciptaannya adalah pantulan cermin dalam cermin yang dipasang dalam satu baris, sebesar manusia penuh, di dalam pavilion yang besar. Orang ramai mempunyai tanggapan bahawa mereka berada dalam kumpulan besar.
Hukum Refleksi
Prinsip operasi mana-mana cermin adalah berdasarkan undang-undang penyebaran dan pantulan di ruang angkasa Undang-undang ini adalah yang utama dalam optik: ia akan sama (sama) dengan sudut pantulan. Ia seperti bola yang jatuh. Jika anda membuangnya secara menegak ke bawah ke arah lantai, ia juga akan melantun menegak ke atas. Jika anda melemparkannya pada sudut, ia akan melantun semula pada sudut yang sama dengan sudut hentaman. Sinar cahaya dipantulkan dari permukaan dengan cara yang sama. Lebih-lebih lagi, semakin licin dan licin permukaan ini, semakin ideal undang-undang ini berfungsi. Pantulan dalam cermin rata berfungsi mengikut undang-undang ini, dan lebih ideal permukaannya, lebih baik pantulan.
Tetapi jika kita berurusan dengan permukaan matte atau kasar, maka sinaran bertaburan secara huru-hara.
Cermin boleh memantulkan cahaya. Apa yang kita lihat, semua objek yang dipantulkan, adalah terima kasih kepada sinaran yang serupa dengan matahari. Jika tiada cahaya, maka tiada apa yang kelihatan di cermin. Apabila sinar cahaya jatuh pada objek atau mana-mana makhluk hidup, ia dipantulkan dan membawa bersama mereka maklumat tentang objek itu. Oleh itu, pantulan seseorang dalam cermin adalah idea tentang objek yang terbentuk pada retina matanya dan dihantar ke otak dengan semua cirinya (warna, saiz, jarak, dll.).
Jenis permukaan cermin
Cermin boleh menjadi rata atau sfera, yang seterusnya, boleh menjadi cekung atau cembung. Hari ini sudah ada cermin pintar: sejenis pembawa media yang direka untuk menunjukkan kepada khalayak sasaran. Prinsip operasinya adalah seperti berikut: apabila seseorang menghampiri, cermin seolah-olah hidup dan mula menunjukkan video. Lebih-lebih lagi, video ini tidak dipilih secara kebetulan. Satu sistem dibina ke dalam cermin yang mengecam dan memproses imej yang terhasil bagi seseorang. Dia cepat menentukan jantina, umur, mood emosinya. Oleh itu, sistem dalam cermin memilih video demo yang berpotensi menarik minat seseorang. Ini berfungsi 85 kali daripada 100! Tetapi saintis tidak berhenti di situ dan ingin mencapai ketepatan 98%.
Permukaan cermin sfera
Apakah asas kerja cermin sfera, atau, kerana ia juga dipanggil, cermin melengkung - cermin dengan permukaan cembung dan cekung? Cermin sedemikian berbeza daripada cermin biasa kerana ia membengkokkan imej. Permukaan cermin cembung memungkinkan untuk melihat lebih banyak objek daripada yang rata. Tetapi pada masa yang sama, semua objek ini kelihatan lebih kecil saiznya. Cermin sedemikian dipasang di dalam kereta. Kemudian pemandu berpeluang melihat imej di sebelah kiri dan di sebelah kanan.
Cermin melengkung cekung memfokuskan imej yang terhasil. Dalam kes ini, anda boleh melihat objek yang dicerminkan dengan seberapa terperinci yang mungkin. Contoh mudah: cermin ini sering digunakan untuk bercukur dan dalam perubatan. Imej objek dalam cermin sedemikian dipasang daripada imej banyak titik berbeza dan individu objek ini. Untuk membina imej objek dalam cermin cekung, ia akan mencukupi untuk membina imej dua titik ekstremnya. Imej mata yang tinggal akan terletak di antara mereka.
Lutsinar
Terdapat satu lagi jenis cermin yang mempunyai permukaan lut sinar. Mereka direka sedemikian rupa sehingga satu sisi seperti cermin biasa, dan yang lain separuh telus. Dari sisi lutsinar ini, anda boleh melihat pemandangan di sebalik cermin, tetapi dari sisi biasa anda tidak dapat melihat apa-apa selain pantulan. Cermin seperti itu selalunya boleh dilihat dalam filem jenayah, apabila polis menjalankan siasatan dan menyoal siasat suspek, dan sebaliknya mereka memerhatinya atau membawa saksi untuk pengenalan, tetapi supaya mereka tidak kelihatan.
Mitos Infiniti
Terdapat kepercayaan bahawa dengan mencipta koridor cermin, anda boleh mencapai infiniti pancaran cahaya dalam cermin. Orang khurafat yang percaya kepada tilik sering menggunakan upacara ini. Tetapi sains telah lama membuktikan bahawa ini adalah mustahil. Sungguh menarik bahawa cermin itu tidak pernah 100% siap. Ini memerlukan permukaan licin 100% yang ideal. Dan ia boleh menjadi kira-kira 98-99%. Selalu ada beberapa kesilapan. Oleh itu, kanak-kanak perempuan yang menceritakan nasib di koridor cermin sedemikian dengan risiko cahaya lilin, paling banyak, hanya memasuki keadaan psikologi tertentu yang boleh menjejaskan mereka secara negatif.
Jika anda meletakkan dua cermin bertentangan antara satu sama lain dan menyalakan lilin di antaranya, anda akan melihat banyak lampu berbaris dalam satu baris. Soalan: berapa banyak lampu yang boleh anda kira? Pada pandangan pertama, ini adalah nombor yang tidak terhingga. Lagipun, siri ini nampaknya tiada penghujungnya. Tetapi jika kita menjalankan pengiraan matematik tertentu, kita akan melihat bahawa walaupun dengan cermin mempunyai pantulan 99%, selepas kira-kira 70 kitaran cahaya akan menjadi separuh lemah. Selepas 140 pantulan ia akan melemah dengan faktor dua lagi. Setiap kali sinaran cahaya malap dan bertukar warna. Oleh itu, akan tiba masanya apabila lampu padam sepenuhnya.
Jadi adakah infiniti masih mungkin?
Pantulan tak terhingga rasuk dari cermin hanya boleh dilakukan dengan cermin yang sangat ideal diletakkan selari. Tetapi adakah mungkin untuk mencapai kemutlakan seperti itu apabila tiada dalam dunia material yang mutlak dan ideal? Jika ini boleh, ia hanya dari sudut pandangan kesedaran agama, di mana kesempurnaan mutlak adalah Tuhan, Pencipta segala-galanya yang ada di mana-mana.
Oleh kerana kekurangan permukaan cermin yang ideal dan keselarian ideal antara satu sama lain, beberapa pantulan akan mengalami lenturan, dan imej akan hilang, seolah-olah di sekitar sudut. Jika kita juga mengambil kira hakikat bahawa seseorang yang melihat apabila terdapat dua cermin, dan terdapat juga lilin di antara mereka, juga tidak akan berdiri selari, maka barisan lilin yang kelihatan akan hilang di belakang bingkai cermin dengan agak dengan cepat.
Pantulan berganda
Di sekolah, pelajar belajar membina imej objek menggunakan hukum pantulan cahaya dalam cermin, objek dan imej cerminnya adalah simetri. Dengan mengkaji pembinaan imej menggunakan sistem dua atau lebih cermin, pelajar menerima kesan pantulan berganda sebagai hasilnya.
Jika anda menambah yang kedua terletak pada sudut tepat kepada yang pertama kepada cermin rata tunggal, maka bukan dua pantulan akan muncul dalam cermin, tetapi tiga (ia biasanya ditetapkan S1, S2 dan S3). Peraturan ini berfungsi: imej yang muncul dalam satu cermin dipantulkan pada yang kedua, kemudian yang pertama dipantulkan pada yang lain, dan sekali lagi. Yang baharu, S2, akan dicerminkan dalam yang pertama, mencipta imej ketiga. Semua pantulan akan sepadan.
simetri
Persoalannya timbul: mengapa pantulan simetri dalam cermin? Jawapannya diberikan oleh sains geometri, dan berhubung rapat dengan psikologi. Apa yang atas dan bawah untuk kita menukar tempat untuk cermin. Cermin itu seolah-olah membelok ke dalam apa yang ada di hadapannya. Tetapi sangat mengejutkan bahawa pada akhirnya lantai, dinding, siling dan segala-galanya kelihatan sama dalam refleksi seperti yang mereka lakukan dalam realiti.
Bagaimanakah seseorang melihat pantulan dalam cermin?
Manusia melihat berkat cahaya. Kuantanya (foton) mempunyai sifat gelombang dan zarah. Berdasarkan teori sumber cahaya primer dan sekunder, foton daripada pancaran cahaya yang jatuh pada objek legap diserap oleh atom pada permukaannya. Atom yang teruja segera mengembalikan tenaga yang diserapnya. Foton sekunder dipancarkan sama rata ke semua arah. Permukaan kasar dan matte memberikan pantulan meresap.
Jika ini adalah permukaan cermin (atau sesuatu yang serupa), maka zarah yang memancarkan cahaya dipesan, dan cahaya mempamerkan ciri gelombang. Gelombang sekunder diberi pampasan dalam semua arah, sebagai tambahan kepada fakta bahawa ia tertakluk kepada undang-undang bahawa sudut tuju adalah sama dengan sudut pantulan.
Foton kelihatan melantun dari cermin secara elastik. Lintasan mereka bermula dari objek yang kelihatan berada di belakangnya. Inilah yang dilihat oleh mata manusia apabila melihat cermin. Dunia di sebalik cermin berbeza dengan dunia sebenar. Untuk membaca teks di sana, anda perlu bermula dari kanan ke kiri, dan jarum jam pergi ke arah yang bertentangan. Ganda dalam cermin mengangkat tangan kirinya apabila orang yang berdiri di hadapan cermin mengangkat kanannya.
Pantulan dalam cermin akan berbeza untuk orang yang melihat ke dalamnya pada masa yang sama, tetapi terletak pada jarak yang berbeza dan dalam kedudukan yang berbeza.
Pada zaman dahulu, cermin terbaik adalah cermin yang diperbuat daripada perak yang digilap dengan teliti. Hari ini, lapisan logam digunakan pada bahagian belakang kaca. Ia dilindungi daripada kerosakan oleh beberapa lapisan cat. Daripada perak, untuk menjimatkan wang, lapisan aluminium sering digunakan (pekali pantulan adalah kira-kira 90%). Mata manusia hampir tidak dapat melihat perbezaan antara salutan perak dan aluminium.
Isu 2Dalam episod kedua program "Akademi Sains Penghibur. Fizik" Profesor Quark akan memberitahu kanak-kanak tentang fizik cermin. Ternyata cermin mempunyai banyak ciri menarik, dan dengan bantuan fizik anda boleh mengetahui mengapa ini berlaku. Mengapa cermin mencerminkan segala-galanya sebaliknya? Mengapa objek dalam cermin kelihatan lebih jauh daripada mereka? Bagaimana untuk membuat cermin memantulkan objek dengan betul? Anda akan mempelajari jawapan kepada ini dan banyak soalan lain dengan menonton pelajaran video tentang fizik cermin.
Fizik cermin
Cermin ialah permukaan licin yang direka untuk memantulkan cahaya. Penciptaan cermin kaca sebenar boleh dikesan kembali ke 1279, apabila Franciscan John Peckham menerangkan kaedah menyalut kaca dengan lapisan nipis plumbum. Fizik cermin tidaklah begitu rumit. Laluan sinar yang dipantulkan dari cermin adalah mudah jika kita menggunakan hukum optik geometri. Satu sinar cahaya jatuh pada permukaan cermin pada sudut alfa kepada normal (serenjang) yang dilukis ke titik tuju sinar pada cermin. Sudut pancaran pantulan akan sama dengan nilai alfa yang sama. Satu kejadian sinar pada cermin pada sudut tegak dengan satah cermin akan dipantulkan semula pada dirinya sendiri. Untuk cermin yang paling mudah - rata, imej akan terletak di belakang cermin secara simetri kepada objek berbanding satah cermin itu akan menjadi maya, lurus dan saiz yang sama dengan objek itu sendiri; Ini tidak sukar untuk ditetapkan menggunakan undang-undang pantulan cahaya. Pantulan adalah proses fizikal interaksi gelombang atau zarah dengan permukaan, perubahan arah hadapan gelombang di sempadan dua media dengan sifat yang berbeza, di mana hadapan gelombang kembali ke medium dari mana ia datang. Pada masa yang sama dengan pantulan gelombang pada antara muka antara media, sebagai peraturan, pembiasan gelombang berlaku (dengan pengecualian kes pantulan dalaman total). Hukum pantulan cahaya - menetapkan perubahan arah perjalanan sinar cahaya akibat pertemuan dengan permukaan pantulan (cermin): kejadian dan sinar pantulan terletak pada satah yang sama dengan permukaan normal ke permukaan pantulan di titik kejadian, dan normal ini membahagikan sudut antara sinar kepada dua bahagian yang sama. Formulasi yang digunakan secara meluas tetapi kurang tepat "sudut pantulan adalah sama dengan sudut tuju" tidak menunjukkan arah pantulan rasuk yang tepat. Fizik cermin membolehkan anda melakukan pelbagai helah menarik berdasarkan ilusi optik. Daniil Edisonovich Quark akan menunjukkan beberapa helah ini kepada penonton televisyen di makmalnya.
Pada antara muka antara dua media yang berbeza, jika ini antara muka melebihi panjang gelombang dengan ketara, perubahan dalam arah perambatan cahaya berlaku: sebahagian daripada tenaga cahaya kembali ke medium pertama, iaitu tercermin, dan sebahagiannya menembusi ke dalam persekitaran kedua dan pada masa yang sama dibiaskan. Rasuk AO dipanggil sinar kejadian, dan sinar OD – pancaran pantulan(lihat Rajah 1.3). Kedudukan relatif sinar ini ditentukan hukum pantulan dan pembiasan cahaya.
nasi. 1.3. Pantulan dan pembiasan cahaya.
Sudut α antara sinar tuju dan serenjang dengan antara muka, dikembalikan ke permukaan pada titik tuju sinar, dipanggil sudut tuju.
Sudut γ antara sinar pantulan dan serenjang yang sama dipanggil sudut pantulan.
Setiap medium pada tahap tertentu (iaitu, dengan cara tersendiri) memantulkan dan menyerap sinaran cahaya. Kuantiti yang mencirikan pemantulan permukaan sesuatu bahan dipanggil pekali pantulan. Pekali pantulan menunjukkan bahagian tenaga yang dibawa oleh sinaran ke permukaan jasad adalah tenaga yang dibawa pergi dari permukaan ini oleh sinaran pantulan. Pekali ini bergantung kepada banyak faktor, contohnya, pada komposisi sinaran dan pada sudut kejadian. Cahaya dipantulkan sepenuhnya daripada lapisan nipis perak atau cecair merkuri yang didepositkan pada kepingan kaca.
Hukum pantulan cahaya
Undang-undang pantulan cahaya telah ditemui secara eksperimen pada abad ke-3 SM oleh saintis Yunani purba Euclid. Juga, undang-undang ini boleh diperolehi sebagai akibat daripada prinsip Huygens, yang mengikutnya setiap titik dalam medium yang mana gangguan telah dicapai adalah sumber gelombang sekunder. Permukaan gelombang (depan gelombang) pada saat berikutnya ialah permukaan tangen kepada semua gelombang sekunder. Prinsip Huygens adalah geometri semata-mata.
Gelombang satah jatuh pada permukaan reflektif licin CM (Rajah 1.4), iaitu gelombang yang permukaan gelombangnya adalah jalur.
nasi. 1.4. Pembinaan Huygens.
A 1 A dan B 1 B ialah sinar gelombang kejadian, AC ialah permukaan gelombang gelombang ini (atau hadapan gelombang).
Selamat tinggal gelombang hadapan dari titik C akan bergerak dalam masa t ke titik B, dari titik A gelombang sekunder akan merebak merentasi hemisfera ke jarak AD = CB, kerana AD = vt dan CB = vt, di mana v ialah kelajuan gelombang pembiakan.
Permukaan gelombang gelombang pantulan ialah garis lurus BD, tangen kepada hemisfera. Selanjutnya, permukaan gelombang akan bergerak selari dengan dirinya ke arah sinar pantulan AA 2 dan BB 2.
Segitiga tegak ΔACB dan ΔADB mempunyai hipotenus sepunya AB dan kaki yang sama AD = CB. Oleh itu mereka adalah sama.
Sudut CAB = = α dan DBA = = γ adalah sama kerana ini adalah sudut dengan sisi yang saling berserenjang. Dan daripada kesamaan segi tiga ia mengikuti bahawa α = γ.
Daripada pembinaan Huygens ia juga mengikuti bahawa kejadian dan sinar pantulan terletak pada satah yang sama dengan serenjang dengan permukaan dipulihkan pada titik kejadian sinar.
Hukum pantulan adalah sah apabila sinar cahaya bergerak ke arah yang bertentangan. Sebagai akibat daripada keterbalikan laluan sinar cahaya, kita mempunyai sinar yang merambat di sepanjang laluan yang dipantulkan dipantulkan di sepanjang laluan kejadian satu.
Kebanyakan badan hanya memantulkan kejadian sinaran pada mereka, tanpa menjadi sumber cahaya. Objek bercahaya kelihatan dari semua sisi, kerana cahaya dipantulkan dari permukaannya dalam arah yang berbeza, berselerak. Fenomena ini dipanggil pantulan meresap atau pantulan meresap. Pantulan cahaya meresap (Rajah 1.5) berlaku dari semua permukaan kasar. Untuk menentukan laluan sinar pantulan permukaan sedemikian, satah tangen ke permukaan dilukis pada titik tuju sinar, dan sudut tuju dan pantulan dibina berhubung dengan satah ini.
nasi. 1.5. Pantulan cahaya meresap.
Sebagai contoh, 85% cahaya putih dipantulkan dari permukaan salji, 75% dari kertas putih, 0.5% dari baldu hitam. Pantulan cahaya yang meresap tidak menyebabkan sensasi yang tidak menyenangkan pada mata manusia, tidak seperti pantulan spekular.
- ini adalah apabila sinaran cahaya datang pada permukaan licin pada sudut tertentu dipantulkan secara dominan dalam satu arah (Rajah 1.6). Permukaan reflektif dalam kes ini dipanggil cermin(atau permukaan cermin). Permukaan cermin boleh dianggap licin optik jika saiz penyelewengan dan ketidakhomogenan pada mereka tidak melebihi panjang gelombang cahaya (kurang daripada 1 mikron). Untuk permukaan sedemikian, hukum pantulan cahaya dipenuhi.
nasi. 1.6. Pantulan specular cahaya.
Cermin rata ialah cermin yang permukaan pemantulannya adalah satah. Cermin rata memungkinkan untuk melihat objek di hadapannya, dan objek ini nampaknya terletak di belakang satah cermin. Dalam optik geometri, setiap titik sumber cahaya S dianggap sebagai pusat pancaran sinar yang mencapah (Rajah 1.7). Pancaran sinar sedemikian dipanggil homosentrik. Imej titik S dalam peranti optik ialah pusat S’ bagi pancaran sinar homosentrik yang dipantulkan dan dibiaskan dalam pelbagai media. Jika cahaya yang bertaburan oleh permukaan pelbagai badan jatuh pada cermin rata, dan kemudian, dipantulkan daripadanya, jatuh ke mata pemerhati, maka imej badan ini kelihatan di cermin.
nasi. 1.7. Imej yang dicipta oleh cermin satah.
Imej S’ dipanggil nyata jika sinar pantulan (bias) rasuk bersilang di titik S’. Imej S' dipanggil khayalan jika bukan sinar yang dipantulkan (dibiaskan) itu sendiri yang bersilang, tetapi kesinambungannya. Tenaga cahaya tidak sampai ke tahap ini. Dalam Rajah. Rajah 1.7 menunjukkan imej bagi titik bercahaya S, yang muncul menggunakan cermin rata.
Rasuk SO jatuh pada cermin CM pada sudut 0°, oleh itu, sudut pantulan ialah 0°, dan sinar ini, selepas pantulan, mengikut laluan OS. Daripada keseluruhan set sinar yang jatuh dari titik S ke cermin rata, kami memilih sinar SO 1.
Rasuk SO 1 jatuh pada cermin pada sudut α dan dipantulkan pada sudut γ (α = γ). Jika kita meneruskan sinar pantulan di belakang cermin, ia akan menumpu pada titik S 1, iaitu imej maya bagi titik S dalam cermin satah. Oleh itu, nampaknya kepada seseorang bahawa sinaran keluar dari titik S 1, walaupun sebenarnya tidak ada sinar yang keluar dari titik ini dan memasuki mata. Imej bagi titik S 1 terletak secara simetri kepada titik paling bercahaya S berbanding dengan cermin CM. Jom buktikan.
Kejadian rasuk SB pada cermin pada sudut 2 (Rajah 1.8), mengikut hukum pantulan cahaya, dipantulkan pada sudut 1 = 2.
nasi. 1.8. Pantulan dari cermin rata.
Daripada Rajah. 1.8 anda boleh melihat bahawa sudut 1 dan 5 adalah sama – seperti sudut menegak. Jumlah sudut ialah 2 + 3 = 5 + 4 = 90°. Oleh itu, sudut 3 = 4 dan 2 = 5.
Segitiga tegak ΔSOB dan ΔS 1 OB mempunyai kaki sepunya OB dan sama sudut akut 3 dan 4, oleh itu, segi tiga ini adalah sama di sisi dan dua sudut bersebelahan dengan kaki. Ini bermakna SO = OS 1, iaitu titik S 1 terletak secara simetri kepada titik S berbanding cermin.
Untuk mencari imej objek AB dalam cermin rata, cukup untuk menurunkan serenjang dari titik ekstrem objek ke cermin dan, meneruskannya di luar cermin, ketepikan jarak di belakangnya sama dengan jarak dari cermin ke titik ekstrem objek (Rajah 1.9). Imej ini akan menjadi maya dan bersaiz hidup. Dimensi dan kedudukan relatif objek dipelihara, tetapi pada masa yang sama, di cermin, bahagian kiri dan kanan imej bertukar tempat berbanding objek itu sendiri. Keselarian sinar cahaya yang datang pada cermin rata selepas pantulan juga tidak dilanggar.
nasi. 1.9. Imej objek dalam cermin satah.
Dalam teknologi, cermin dengan permukaan pantulan melengkung yang kompleks, sebagai contoh, cermin sfera, sering digunakan. Cermin sfera- ini adalah permukaan badan, mempunyai bentuk segmen sfera dan memantulkan cahaya secara spekular. Keselarian sinar apabila dipantulkan dari permukaan tersebut dilanggar. Cermin itu dipanggil cekung, jika sinar dipantulkan dari permukaan dalam segmen sfera. Sinar cahaya selari, selepas pantulan dari permukaan sedemikian, dikumpulkan pada satu titik, itulah sebabnya cermin cekung dipanggil mengumpul. Jika sinaran dipantulkan dari permukaan luar cermin, maka ia akan cembung. Sinar cahaya selari bertaburan dalam arah yang berbeza, jadi cermin cembung dipanggil tersebar.