objectifs D’apprentissage
à la fin de cette section, vous pourrez:
- expliquer la réflexion de la lumière à partir de surfaces polies et rugueuses.
chaque fois que nous regardons dans un miroir, ou louchons à la lumière du soleil qui brille d’un lac, nous voyons un reflet. Quand vous regardez cette page, vous voyez la lumière réfléchie par elle. Les grands télescopes utilisent la réflexion pour former une image d’étoiles et d’autres objets astronomiques.
la Figure 1., La loi de réflexion stipule que l’angle de réflexion est égal à l’angle d’incidence—θr = θi. Les angles sont mesurés par rapport à la perpendiculaire à la surface au point où le rayon frappe la surface.
la loi de réflexion est illustrée sur la Figure 1, qui montre également comment les angles sont mesurés par rapport à la perpendiculaire à la surface au point où le rayon lumineux frappe. Nous nous attendons à voir des reflets de surfaces lisses, mais la Figure 2 illustre comment une surface rugueuse réfléchit la lumière., Étant donné que la lumière frappe différentes parties de la surface sous différents angles, elle est réfléchie dans de nombreuses directions différentes ou diffusée. La lumière diffuse est ce qui nous permet de voir une feuille de papier sous n’importe quel angle, comme illustré à la Figure 3. De nombreux objets, tels que des personnes, des vêtements, des feuilles et des murs, des surfaces rugueuses et peuvent être vus de tous les côtés. Un miroir, quant à lui, a une surface lisse (par rapport à la longueur d’onde de la lumière) et réfléchit la lumière à des angles spécifiques, comme illustré à la Figure 4., Lorsque la lune se reflète à partir d’un lac, comme le montre la Figure 5, une combinaison de ces effets a lieu.
la Figure 2. La lumière est diffusée lorsqu’elle se réfléchit à partir d’une surface rugueuse. Ici, de nombreux rayons parallèles sont incidents, mais ils sont réfléchis à de nombreux angles différents car la surface est rugueuse.
la Figure 3. Lorsqu’une feuille de papier est éclairée par de nombreux rayons incidents parallèles, elle peut être vue sous de nombreux angles différents, car sa surface est rugueuse et diffuse la lumière.,
la Figure 4. Un miroir éclairé par de nombreux rayons parallèles les réfléchit dans une seule direction, car sa surface est très lisse. Seul l’observateur à un angle particulier verra la lumière réfléchie.
la Figure 5. Le clair de lune est étalé quand il est reflété par le lac, car la surface est brillante mais inégale. (crédit: Diego Torres Silvestre, Flickr)
la loi de réflexion est très simple: l’angle de réflexion est égal à l’angle d’incidence.,
La Loi de la Réflexion
L’angle de réflexion est égal à l’angle d’incidence.
Quand nous nous voyons dans un miroir, il semble que notre image est en fait derrière le miroir. Ceci est illustré dans la Figure 6. Nous voyons la lumière provenant d’une direction déterminée par la loi de la réflexion. Les angles sont tels que notre image est exactement la même distance derrière le miroir que nous sommes loin du miroir. Si le miroir est sur le mur d’une chambre, les images sont tous derrière le miroir, ce qui peut rendre la pièce semble plus grande., Bien que ces images en miroir donnent l’impression que les objets sont là où ils ne peuvent pas être (comme derrière un mur solide), les images ne sont pas le fruit de notre imagination. Les images miroir peuvent être photographiées et filmées par des instruments et regarder comme elles le font avec nos yeux (instruments optiques eux-mêmes). La manière précise dont les images sont formées par les miroirs et les lentilles sera traitée dans les sections ultérieures de ce chapitre.
la Figure 6. Notre image dans un miroir est derrière le miroir., Les deux rayons représentés sont ceux qui frappent le miroir aux angles corrects pour être reflétés dans les yeux de la personne. L’image semble être dans la direction d’où viennent les rayons lorsqu’ils pénètrent dans les yeux.
expérience à emporter: loi de la réflexion
prenez un morceau de papier et faites briller une lampe de poche en angle avec le papier, comme illustré à la Figure 3. Maintenant briller la lampe de poche à un miroir, à un angle. Vos observations confirment-elles les prédictions de la Figure 3 et de la Figure 4? Faites briller la lampe de poche sur différentes surfaces et déterminez si la lumière réfléchie est diffuse ou non., Vous pouvez choisir un couvercle métallique brillant d’un pot ou de votre peau. En utilisant le miroir et la lampe de poche, pouvez-vous confirmer la loi de la réflexion? Vous devrez tracer des lignes sur un morceau de papier montrant les rayons incidents et réfléchis. (Cette partie fonctionne encore mieux si vous utilisez un laser crayon.)
en Résumé
- à L’angle de réflexion est égal à l’angle d’incidence.
- Un miroir a une surface lisse et réfléchit la lumière à des angles spécifiques.
- La Lumière est diffusée lorsqu’elle se réfléchit à partir d’une surface rugueuse.
- Les images miroir peuvent être photographiées et filmées par des instruments.,
question Conceptuelle
- En utilisant la loi de la réflexion, expliquez comment la poudre enlève l’éclat du nez d’une personne. Quel est le nom de l’effet d’optique?
problèmes& exercices
- montrent que lorsque la lumière se réfléchit à partir de deux miroirs qui se rencontrent à angle droit, le rayon sortant est parallèle au rayon entrant, comme illustré dans la figure suivante.
la Figure 7., Un réflecteur d’angle renvoie le rayon réfléchi dans une direction parallèle au rayon incident, indépendamment de la direction entrante.
- Les spectacles de lumière mis en scène avec des lasers utilisent des miroirs mobiles pour faire pivoter les faisceaux et créer des effets colorés. Montrer qu’un rayon lumineux réfléchi par un miroir change de direction de 2θ lorsque le miroir est tourné d’un angle θ.
- Un miroir plat n’est ni convergent ni divergent. Pour le prouver, considérons deux rayons provenant du même point et divergeant selon un angle θ. Montrer qu’après avoir frappé un miroir plan, l’angle entre leurs directions reste θ.,
la Figure 8. Un miroir plat ne converge ni ne diverge les rayons lumineux. Deux rayons continuent de diverger au même angle après réflexion.
Glossaire
miroir: surface lisse qui reflète la lumière à des angles spécifiques, formant une image de la personne ou de l’objet en face de lui
la loi de la réflexion: l’angle de réflexion est égal à l’angle d’incidence