inlärningsmål
i slutet av detta avsnitt kommer du att kunna:
- förklara reflektion av ljus från polerade och grova ytor.
När vi tittar in i en spegel, eller Kisar på solljus glinting från en sjö, ser vi en reflektion. När du tittar på den här sidan ser du också ljus reflekterat från det. Stora teleskop använder reflektion för att bilda en bild av stjärnor och andra astronomiska objekt.
Figur 1., Reflektionslagen säger att reflektionsvinkeln är lika med incidensvinkeln—θr = θi. Vinklarna mäts i förhållande till vinkelrätt mot ytan vid den punkt där strålen träffar ytan.
reflektionslagen illustreras i Figur 1, som också visar hur vinklarna mäts i förhållande till den vinkelräta mot ytan vid den punkt där ljusstrålen slår. Vi förväntar oss att se reflektioner från släta ytor, men Figur 2 illustrerar hur en grov yta reflekterar ljus., Eftersom ljuset träffar olika delar av ytan i olika vinklar återspeglas det i många olika riktningar eller diffunderas. Diffust ljus är det som gör det möjligt för oss att se ett pappersark från vilken vinkel som helst, vilket illustreras i Figur 3. Många föremål, som människor, kläder, löv och väggar, har grova ytor och kan ses från alla håll. En spegel har å andra sidan en slät yta (jämfört med ljusets våglängd) och reflekterar ljus i specifika vinklar, vilket illustreras i Figur 4., När månen reflekterar från en sjö, som visas i Figur 5, sker en kombination av dessa effekter.
Figur 2. Ljuset sprids när det reflekterar från en grov yta. Här är många parallella strålar infallande, men de återspeglas i många olika vinklar eftersom ytan är grov.
Figur 3. När ett pappersark är upplyst med många parallella infallande strålar kan det ses i många olika vinklar, eftersom dess yta är grov och diffunderar ljuset.,
Figur 4. En spegel upplyst av många parallella strålar speglar dem i bara en riktning, eftersom dess yta är mycket jämn. Endast observatören i en viss vinkel kommer att se det reflekterade ljuset.
Figur 5. Månskenet sprids ut när det reflekteras av sjön, eftersom ytan är blank men ojämn. (kredit: Diego Torres Silvestre, Flickr)
reflektionslagen är mycket enkel: reflektionsvinkeln motsvarar incidensvinkeln.,
Reflektionslagen
reflektionsvinkeln motsvarar infallsvinkeln.
När vi ser oss själva i en spegel verkar det som om vår bild faktiskt ligger bakom spegeln. Detta illustreras i Figur 6. Vi ser ljuset som kommer från en riktning som bestäms av reflektionslagen. Vinklarna är sådana att vår bild är exakt samma avstånd bakom spegeln när vi står bort från spegeln. Om spegeln är på väggen i ett rum, bilderna i det är alla bakom spegeln, vilket kan göra rummet verkar större., Även om dessa spegelbilder gör att objekt verkar vara där de inte kan vara (som bakom en solid vägg), är bilderna inte fikon av vår fantasi. Spegelbilder kan fotograferas och videofilmas av instrument och ser precis som de gör med våra ögon (optiska instrument själva). Det exakta sättet på vilket bilder bildas av speglar och linser kommer att behandlas i senare avsnitt av detta kapitel.
Figur 6. Vår bild i en spegel ligger bakom spegeln., De två strålarna som visas är de som slår spegeln på bara rätt vinklar som ska återspeglas i personens ögon. Bilden verkar vara i den riktning strålarna kommer från när de kommer in i ögonen.
Take-Home Experiment: Law of Reflection
ta ett papper och skina en ficklampa i en vinkel på papperet, som visas i Figur 3. Skina nu ficklampan i en spegel i en vinkel. Bekräftar era observationer förutsägelserna i Figur 3 och figur 4? Skina ficklampan på olika ytor och bestäm om det reflekterade ljuset är diffust eller inte., Du kan välja ett glänsande metalliskt lock på en kruka eller din hud. Med hjälp av spegeln och ficklampan kan du bekräfta reflektionslagen? Du måste rita linjer på ett papper som visar händelsen och reflekterade strålar. (Den här delen fungerar ännu bättre om du använder en laserpenna.)
Sektionssammanfattning
- reflektionsvinkeln motsvarar infallsvinkeln.
- en spegel har en slät yta och reflekterar ljus i specifika vinklar.
- ljuset sprids när det reflekterar från en grov yta.
- spegelbilder kan fotograferas och filmas av instrument.,
konceptuell fråga
- med hjälp av reflektionslagen, förklara hur pulver tar sken av en persons näsa. Vad är namnet på den optiska effekten?
problem& övningar
- visar att när ljuset reflekterar från två speglar som möter varandra i rätt vinkel är den utgående strålen parallell med den inkommande strålen, vilket illustreras i följande figur.
Figur 7., En hörnreflektor skickar den reflekterade strålen tillbaka i en riktning parallellt med den infallande strålen, oberoende av inkommande riktning.
- ljusshower iscensatta med lasrar använder rörliga speglar för att svänga balkar och skapa färgglada effekter. Visa att en ljusstråle som reflekteras från en spegel ändrar riktning med 2θ när spegeln roteras med en vinkel θ.
- en platt spegel varken konvergerar eller avviker. För att bevisa detta, överväga två strålar som härrör från samma punkt och divergerar i en vinkel θ. Visa att efter att ha slagit en planspegel förblir vinkeln mellan deras riktningar θ.,
figur 8. En platt spegel varken konvergerar eller avviker ljusstrålar. Två strålar fortsätter att avvika i samma vinkel efter reflektion.
ordlista
spegel: slät yta som reflekterar ljus vid specifika vinklar, bildar en bild av personen eller objektet framför den
reflektionslag: reflektionsvinkel motsvarar infallsvinkeln