læringsmål
Ved slutningen af det afsnit, du vil være i stand til at:
- Forklare refleksion af lys fra poleret og ru overflader.
Når vi kigger ind i et spejl, eller skele på sollys glinting fra en sø, vi ser en refleksion. Når du ser på denne side, ser du også lys reflekteret fra det. Store teleskoper bruger refleksion til at danne et billede af stjerner og andre astronomiske objekter.
Figur 1., Loven i refleksion hedder det, at vinklen på refleksion er lig med den vinkel på forekomsten-=r = .i. Vinklerne måles i forhold til vinkelret på overfladen på det punkt, hvor strålen rammer overfladen.
refleksionsloven er illustreret i Figur 1, som også viser, hvordan vinklerne måles i forhold til vinkelret på overfladen på det punkt, hvor lysstrålen rammer. Vi forventer at se refleksioner fra glatte overflader, men figur 2 illustrerer, hvordan en ru overflade reflekterer lys., Da lyset rammer forskellige dele af overfladen i forskellige vinkler, afspejles det i mange forskellige retninger eller diffunderes. Diffust lys er det, der giver os mulighed for at se et ark papir fra enhver vinkel, som illustreret i figur 3. Mange genstande, såsom mennesker, tøj, blade og vægge, har ru overflader og kan ses fra alle sider. Et spejl har derimod en glat overflade (sammenlignet med lysets bølgelængde) og reflekterer lys i bestemte vinkler, som illustreret i figur 4., Når månen reflekterer fra en sø, som vist i figur 5, finder en kombination af disse effekter sted.
Figur 2. Lyset diffunderes, når det reflekteres fra en grov overflade. Her er mange parallelle stråler hændelse, men de afspejles i mange forskellige vinkler, da overfladen er ru.
Figur 3. Når et ark papir er belyst med mange parallelle indfaldende stråler, kan det ses i mange forskellige vinkler, fordi overfladen er ru og diffunderer lyset.,
Figur 4. Et spejl belyst af mange parallelle stråler afspejler dem i kun en retning, da overfladen er meget glat. Kun observatøren i en bestemt vinkel vil se det reflekterede lys.
Figur 5. Moonlight er spredt ud, når det afspejles af søen, da overfladen er skinnende, men ujævn. (kredit: Diego Torres Silvestre, Flickr)
loven om refleksion er meget enkel: reflektionsvinklen er lig med indfaldsvinklen.,
Refleksionsloven
reflektionsvinklen er lig med indfaldsvinklen.
Når vi ser os selv i et spejl, ser det ud til, at vores billede faktisk er bag spejlet. Dette er illustreret i figur 6. Vi ser lyset komme fra en retning bestemt af refleksionsloven. Vinklerne er sådan, at vores billede er nøjagtigt den samme afstand bag spejlet, da vi står væk fra spejlet. Hvis spejlet er på væggen i et rum, er billederne i det hele bag spejlet, hvilket kan få rummet til at virke større., Selvom disse spejlbilleder får objekter til at se ud til at være, hvor de ikke kan være (som bag en solid væg), er billederne ikke hjernespind af vores fantasi. Spejlbilleder kan fotograferes og videobåndes af instrumenter og ser ud som de gør med vores øjne (optiske instrumenter selv). Den nøjagtige måde, hvorpå billeder dannes af spejle og linser, vil blive behandlet i senere afsnit af dette kapitel.
Figur 6. Vores billede i et spejl er bag spejlet., De to viste stråler er dem, der rammer spejlet i bare de rigtige vinkler, der skal reflekteres i personens øjne. Billedet ser ud til at være i den retning, strålerne kommer fra, når de kommer ind i øjnene.
Take-Home eksperiment: lov af refleksion
Tag et stykke papir og skinne en lommelygte i en vinkel på papiret, som vist i figur 3. Nu skinne lommelygten i et spejl i en vinkel. Bekræfter dine observationer forudsigelserne i figur 3 og figur 4? Skinne lommelygten på forskellige overflader og afgøre, om det reflekterede lys er diffust eller ej., Du kan vælge et skinnende metallisk låg på en gryde eller din hud. Ved hjælp af spejl og lommelygte, kan du bekræfte loven om refleksion? Du bliver nødt til at tegne linjer på et stykke papir, der viser hændelsen og reflekterede stråler. (Denne del fungerer endnu bedre, hvis du bruger en laserblyant.)
Sektionsoversigt
- reflektionsvinklen er lig med indfaldsvinklen.
- et spejl har en glat overflade og reflekterer lys i bestemte vinkler.
- lys diffunderes, når det reflekteres fra en ru overflade.
- spejlbilleder kan fotograferes og videobåndes af instrumenter.,
konceptuelt spørgsmål
- brug refleksionsloven til at forklare, hvordan pulver tager skinnet ud af en persons næse. Hvad hedder den optiske effekt?
Problemer & Øvelser
- Vis på, at når lyset reflekteres fra to spejle, der mødes med hinanden i en ret vinkel, den afgående ray er parallel til den indkommende stråle, som illustreret i følgende figur.
Figur 7., En hjørnereflektor sender den reflekterede stråle tilbage i en retning parallelt med den indfaldende stråle, uafhængig af indkommende retning.
- lyssho.iscenesat med lasere brug bevægelige spejle til at svinge bjælker og skabe farverige effekter. Vis, at en lysstråle reflekteret fra et spejl ændrer retning med 2 when, når spejlet drejes med en vinkel θ.
- et fladt spejl er hverken konvergerende eller divergerende. For at bevise dette skal du overveje to stråler, der stammer fra det samme punkt og afviger i en vinkel.. Vis, at efter slående et fly spejl, vinklen mellem deres retninger forbliver..,
Figur 8. Et fladt spejl hverken konvergerer eller afviger lysstråler. To stråler fortsætter med at afvige i samme vinkel efter refleksion.
ordliste
spejl: glat overflade, der reflekterer lys i bestemte vinkler og danner et billede af personen eller objektet foran den
reflektionslov: reflektionsvinkel er lig med indfaldsvinklen