نقش مهمی در مطالعه امواج لرزه ای دارد. انعکاس در مشاهده می شود امواج سطحیدر مخازن انعکاس با انواع مختلفی مشاهده می شود امواج الکترومغناطیسی، نه تنها برای نور مرئی. انعکاس امواج رادیویی VHF و فرکانس بالاتر دارد مهمبرای پخش رادیویی و رادار. حتی اشعه ایکس سخت و اشعه گاما را می توان در زوایای کوچک به سطح توسط آینه های ساخته شده خاص منعکس کرد. در پزشکی، هنگام انجام تشخیص اولتراسوند از انعکاس سونوگرافی در سطح مشترک بین بافت ها و اندام ها استفاده می شود.

داستان

قانون انعکاس اولین بار در کتاب کاتوپتریس اقلیدس ذکر شد که قدمت آن به حدود 200 سال قبل از میلاد می رسد. ه.

قوانین بازتاب فرمول های فرنل

قانون انعکاس نور - تغییر جهت حرکت یک پرتو نور را در نتیجه برخورد با سطح بازتابنده (آینه) ایجاد می کند: پرتوهای فرود و منعکس شده در یک صفحه با سطح عادی به سطح بازتابنده قرار دارند. نقطه تابش، و این نرمال زاویه بین پرتوها را به دو قسمت مساوی تقسیم می کند. فرمول پرکاربرد اما کمتر دقیق "زاویه تابش برابر است با زاویه بازتاب" جهت دقیق انعکاس پرتو را نشان نمی دهد. با این حال، به نظر می رسد این است:

این قانون نتیجه اعمال اصل فرما بر سطح بازتابنده است و مانند همه قوانین اپتیک هندسی از اپتیک موجی مشتق شده است. این قانون نه تنها برای سطوح کاملاً بازتابنده، بلکه برای مرز دو رسانه ای که تا حدی نور را منعکس می کنند نیز معتبر است. در این مورد مانند قانون شکست نور چیزی در مورد شدت نور بازتاب شده بیان نمی کند.

شیفت فدوروف

انواع انعکاس

انعکاس نور می تواند باشد آینه شده(یعنی همانطور که هنگام استفاده از آینه مشاهده می شود) یا پراکنده(در این مورد، با بازتاب، مسیر پرتوهای جسم حفظ نمی شود، بلکه تنها جزء انرژی شار نور است) بسته به ماهیت سطح.

انعکاس آینه

انعکاس آینهنور با رابطه معینی بین موقعیت تابش و پرتوهای منعکس شده متمایز می شود: 1) پرتو منعکس شده در صفحه ای قرار دارد که از پرتو فرودی می گذرد و سطح عادی به سطح بازتابنده که در نقطه تابش بازیابی می شود. 2) زاویه انعکاس برابر با زاویه تابش است. شدت نور منعکس شده (که با ضریب بازتاب مشخص می شود) به زاویه تابش و قطبش پرتو فرودی پرتوها (به قطبش نور مراجعه کنید) و همچنین به نسبت ضریب شکست n 2 و n 1 بستگی دارد. رسانه دوم و اول این وابستگی (برای یک محیط بازتابنده - یک دی الکتریک) به صورت کمی با فرمول فرنل بیان می شود. از آنها، به ویژه، چنین استنباط می شود که وقتی نور به سطح عادی برخورد می کند، ضریب بازتاب به قطبش پرتو فرودی بستگی ندارد و برابر است با

در مورد مهم خاص بروز طبیعی از هوا یا شیشه به سطح مشترک آنها (ضریب شکست هوا = 1.0؛ شیشه = 1.5)، 4٪ است.

بازتاب داخلی کل

با افزایش زاویه تابش، زاویه شکست نیز افزایش می یابد، در حالی که شدت پرتو منعکس شده افزایش می یابد و پرتو شکست کاهش می یابد (مجموع آنها برابر با شدت پرتو فرودی است). در یک مقدار بحرانی خاص، شدت پرتو شکست صفر می شود و انعکاس کامل نور رخ می دهد. مقدار زاویه بحرانی تابش را می توان با تنظیم زاویه شکست برابر با 90 درجه در قانون شکست بدست آورد:

بازتاب پراکنده نور

هنگامی که نور از یک سطح ناهموار منعکس می شود، پرتوهای منعکس شده به داخل واگرا می شوند طرف های مختلف(به قانون لامبرت مراجعه کنید). به همین دلیل، هنگام نگاه کردن به یک سطح ناهموار (مات) نمی توانید انعکاس خود را ببینید. انعکاس زمانی پراکنده می شود که بی نظمی های سطحی در حد یک طول موج یا بیشتر باشند. بنابراین، همان سطح می تواند مات باشد، برای تشعشعات مرئی یا فرابنفش به طور پراکنده بازتابی دارد، اما برای تشعشعات مادون قرمز صاف و به طور خاص بازتابی دارد.

بنیاد ویکی مدیا 2010.

ببینید «انعکاس (فیزیک)» در فرهنگ‌های دیگر چیست:

انعکاس: بازتاب (فیزیک) فرآیند فیزیکی برهمکنش امواج یا ذرات با یک سطح است. بازتاب (هندسه) حرکت فضای اقلیدسی است که مجموعه نقاط ثابت آن یک ابر صفحه است. بازتاب... ...ویکی پدیا

فیزیک- فیزیک، علمی که همراه با شیمی، قوانین کلی تبدیل انرژی و ماده را مطالعه می کند. هر دو علم مبتنی بر دو قانون اساسی علم طبیعی هستند: قانون بقای جرم (قانون لومونوسوف، لاووازیه) و قانون بقای انرژی (R. Mayer، Jaul... ... دایره المعارف بزرگ پزشکی

فیزیک و واقعیت- "فیزیک و واقعیت" مجموعه ای از مقالات آ.انیشتین است که در دوره های مختلف او نوشته شده است. زندگی خلاق. روس نسخه M.، 1965. این کتاب منعکس کننده دیدگاه های اصلی معرفت شناختی و روش شناختی فیزیکدان بزرگ است. از جمله آنها…… دایره المعارف معرفت شناسی و فلسفه علم

I- موضوع و ساختار فیزیک فیزیک علمی است که ساده ترین و در عین حال کلی ترین قوانین پدیده های طبیعی، خواص و ساختار ماده و قوانین حرکت آن را مطالعه می کند. بنابراین، مفاهیم F. و قوانین دیگر زیربنای همه چیز هستند... ... دایره المعارف بزرگ شوروی

این اصطلاح معانی دیگری دارد، رجوع کنید به انعکاس. بازتاب نوری درختان ساحلی در رودخانه ... ویکی پدیا

مجموعه ای از مطالعات ساختار نوترون ها با استفاده از نوترون ها و همچنین مطالعات نور در نوترون ها و ساختار خود نوترون ها (طول عمر، گشتاور مغناطیسی و غیره). عدم وجود الکتریسیته در نوترون اتهام منجر به این واقعیت است که آنها اساسا تعامل داشتن... ... دایره المعارف فیزیکی

مسئله 2

در قسمت دوم برنامه «آکادمی علوم سرگرم کننده. فیزیک" پروفسور کوارک در مورد فیزیک آینه ها به بچه ها می گوید. معلوم است که آینه بسیاری دارد ویژگی های جالب، و با کمک فیزیک می توانید بفهمید که چرا این اتفاق می افتد. چرا آینه همه چیز را برعکس منعکس می کند؟ چرا اشیاء در آینه دورتر از آنچه هستند به نظر می رسند؟ چگونه کاری کنیم که آینه اشیا را به درستی منعکس کند؟ پاسخ این سوالات و بسیاری از سوالات دیگر را با تماشای درس تصویری فیزیک آینه ها خواهید آموخت.

فیزیک آینه ها

آینه سطح صافی است که برای بازتاب نور طراحی شده است. اختراع آینه شیشه ای واقعی را می توان به سال 1279 ردیابی کرد، زمانی که جان پکهام فرانسیسکن روشی را برای پوشش شیشه با لایه نازکی از سرب توصیف کرد. فیزیک یک آینه آنقدرها هم پیچیده نیست. اگر قوانین اپتیک هندسی را اعمال کنیم، مسیر پرتوهای منعکس شده از آینه ساده است. یک پرتو نور بر روی سطح آینه با زاویه آلفا به حالت عادی (عمود) کشیده شده به نقطه تابش پرتو بر روی آینه می افتد. زاویه پرتو منعکس شده برابر با همان مقدار آلفا خواهد بود. تابش اشعه بر روی آینه در زوایای قائم به صفحه آینه به سمت خود منعکس می شود. برای ساده ترین - مسطح - آینه، تصویر در پشت آینه به طور متقارن با جسم نسبت به صفحه آینه قرار می گیرد؛ این تصویر مجازی، مستقیم و به اندازه خود جسم خواهد بود. ایجاد این با استفاده از قانون بازتاب نور دشوار نیست. انعکاس یک فرآیند فیزیکی از برهمکنش امواج یا ذرات با یک سطح است، تغییر جهت جبهه موج در مرز دو محیط با ویژگی‌های مختلف، که در آن جبهه موج به محیطی که از آن آمده بازمی‌گردد. همزمان با انعکاس امواج در سطح مشترک بین رسانه ها، به عنوان یک قاعده، شکست امواج رخ می دهد (به استثنای موارد بازتاب داخلی کلی). قانون انعکاس نور - تغییر جهت حرکت یک پرتو نور را در نتیجه برخورد با سطح بازتابنده (آینه) ایجاد می کند: پرتوهای فرود و منعکس شده در یک صفحه با سطح عادی به سطح بازتابنده قرار دارند. نقطه تابش، و این نرمال زاویه بین پرتوها را به دو قسمت مساوی تقسیم می کند. فرمول پرکاربرد اما کمتر دقیق "زاویه انعکاس برابر با زاویه تابش است" جهت دقیق انعکاس پرتو را نشان نمی دهد. فیزیک یک آینه به شما اجازه می دهد تا ترفندهای جالب مختلفی را بر اساس توهمات نوری انجام دهید. دانیل ادیسونوویچ کوارک برخی از این ترفندها را در آزمایشگاه خود به بینندگان تلویزیونی نشان خواهد داد.

با عضویت در کانال "آکادمی علوم سرگرمی" و تماشای دروس جدید: http://www.youtube.com/user/AcademiaNauk?sub_confirmation=1آکادمی علوم سرگرمی. فیزیک. درس 2. فیزیک آینه ها. دروس ویدیویی فیزیک. در قسمت دوم برنامه فرهنگستان علوم سرگرمی. فیزیک" پروفسور کوارک در مورد فیزیک آینه ها به بچه ها می گوید. به نظر می رسد که آینه ویژگی های جالب زیادی دارد و با کمک فیزیک می توانید دلیل این اتفاق را بفهمید. چرا آینه همه چیز را برعکس منعکس می کند؟ چرا اشیاء در آینه دورتر از آنچه هستند به نظر می رسند؟ چگونه کاری کنیم که آینه اشیا را به درستی منعکس کند؟ پاسخ این سوالات و بسیاری از سوالات دیگر را با تماشای درس تصویری فیزیک آینه ها خواهید آموخت. فیزیک آینه ها آینه سطحی صاف است که برای بازتاب نور طراحی شده است. اختراع آینه شیشه ای واقعی را می توان به سال 1279 ردیابی کرد، زمانی که جان پکهام فرانسیسکن روشی را برای پوشش شیشه با لایه نازکی از سرب توصیف کرد. فیزیک یک آینه آنقدرها هم پیچیده نیست. اگر قوانین اپتیک هندسی را اعمال کنیم، مسیر پرتوهای منعکس شده از آینه ساده است. یک پرتو نور بر روی سطح آینه با زاویه آلفا به حالت عادی (عمود) کشیده شده به نقطه تابش پرتو بر روی آینه می افتد. زاویه پرتو منعکس شده برابر با همان مقدار آلفا خواهد بود. تابش اشعه بر روی آینه در زوایای قائم به صفحه آینه به سمت خود منعکس می شود. برای ساده ترین - مسطح - آینه، تصویر در پشت آینه به طور متقارن با جسم نسبت به صفحه آینه قرار می گیرد؛ این تصویر مجازی، مستقیم و به اندازه خود جسم خواهد بود. ایجاد این با استفاده از قانون بازتاب نور دشوار نیست. انعکاس یک فرآیند فیزیکی از برهمکنش امواج یا ذرات با یک سطح است، تغییر جهت جبهه موج در مرز دو محیط با ویژگی‌های مختلف، که در آن جبهه موج به محیطی که از آن آمده بازمی‌گردد. همزمان با انعکاس امواج در سطح مشترک بین رسانه ها، به عنوان یک قاعده، شکست امواج رخ می دهد (به استثنای موارد بازتاب داخلی کلی). قانون انعکاس نور - تغییر جهت حرکت یک پرتو نور را در نتیجه برخورد با سطح بازتابنده (آینه) ایجاد می کند: پرتوهای فرود و منعکس شده در یک صفحه با سطح عادی به سطح بازتابنده قرار دارند. نقطه تابش، و این نرمال زاویه بین پرتوها را به دو قسمت مساوی تقسیم می کند. فرمول پرکاربرد اما کمتر دقیق "زاویه انعکاس برابر با زاویه تابش است" جهت دقیق انعکاس پرتو را نشان نمی دهد. فیزیک یک آینه به شما اجازه می دهد تا ترفندهای جالب مختلفی را بر اساس توهمات نوری انجام دهید. دانیل ادیسونوویچ کوارک برخی از این ترفندها را در آزمایشگاه خود به بینندگان تلویزیونی نشان خواهد داد.

آینه های مدرن شناخته شده، به عنوان یک قاعده، چیزی بیش از یک ورق شیشه ای با یک لایه فلزی نازک در پشت نیستند. به نظر می رسد آینه ها همیشه وجود داشته اند، به این شکل یا آن شکل، اما در شکل فعلی، نسبتا جدید هستند. تا هزار سال پیش، آینه‌ها دیسک‌های صیقلی مسی یا برنزی بودند که قیمت آن‌ها بیش از توان پرداخت بیشتر مردم آن عصر بود. دهقانی که می خواست انعکاس او را ببیند، رفت تا به حوض نگاه کند. آینه ها در تمام قد، یک اختراع حتی جدیدتر هستند. آنها فقط حدود 400 سال سن دارند.

آینه ها حقیقت و توهم را همزمان به ما می دهند. شاید این پارادوکس، آینه ها را به مرکز جذب جادو و علم تبدیل کند.

آینه ها در تاریخ

هنگامی که مردم در حدود 600 سال قبل از میلاد شروع به ساخت آینه های ساده کردند، از ابسیدین صیقلی به عنوان سطح بازتابنده استفاده کردند. در نهایت، آنها شروع به تولید آینه های پیچیده تری از مس، برنز، نقره، طلا و حتی سرب کردند.

با این حال، با توجه به وزن مواد، این آینه ها با استانداردهای ما کوچک بودند. قطر آنها به ندرت به 20 سانتی متر می رسید و عمدتاً به عنوان تزئین استفاده می شد. پوشیدن آینه ای که با زنجیر به کمربند وصل شده بود بسیار شیک بود.

یک استثناء فانوس دریایی فاروس، یکی از عجایب هفتگانه جهان بود، که آینه بزرگ برنزی آن آتش یک آتش بزرگ را در شب منعکس می کرد.

آینه های مدرن تنها در اواخر قرون وسطی ظاهر شدند، اما در آن روزها تولید آنها دشوار و گران بود. یکی از مشکلات این بود که ماسه شیشه حاوی ناخالصی های زیادی بود که مانع از ایجاد شفافیت واقعی آن می شد. علاوه بر این، شوک حرارتی ناشی از افزودن فلز مذاب برای ایجاد یک سطح بازتابنده تقریباً همیشه شیشه را خرد می کرد.

در دوران رنسانس، زمانی که فلورانسی‌ها روشی را برای ساختن پشتیبان سربی با دمای پایین اختراع کردند، آینه‌های مدرن برای اولین بار ظاهر شدند. این آینه ها در نهایت شفاف شدند و امکان استفاده از آنها در هنر را فراهم کردند. به عنوان مثال، معمار فیلیپو برونلسکی یک پرسپکتیو خطی با آینه ایجاد کرد تا توهم عمق در فضا ایجاد کند. علاوه بر این، آینه تاسیس شد یونیفرم جدیدهنر - سلف پرتره. استادان ونیزی آینه سازی به اوج در فناوری شیشه دست یافتند. اسرار آنها به قدری گرانبها و تجارت آینه آنقدر پرسود بود که استادان خائنی که سعی می کردند دانش خود را به خارج از کشور بفروشند اغلب کشته می شدند.

در این زمان، آینه ها هنوز فقط در دسترس ثروتمندان بود، اما دانشمندان شروع به جستجوی استفاده های جایگزین برای آنها کردند. در اوایل دهه 1660، ریاضیدانان متوجه شدند که می‌توان از آینه‌ها به‌جای عدسی در تلسکوپ‌ها استفاده کرد. جیمز بردلی از این دانش برای ساخت اولین تلسکوپ بازتابی در سال 1721 استفاده کرد.

یک آینه مدرن با نقره‌کاری - پاشیدن یک لایه نازک نقره یا آلومینیوم روی پشت یک ورق شیشه ساخته می‌شود. یوستوس فون لیبیگ این فرآیند را در سال 1835 ابداع کرد. اکثر آینه هایی که امروزه ساخته می شوند با روش پیشرفته تری برای گرم کردن آلومینیوم در خلاء ساخته می شوند که سپس به شیشه خنک کننده می چسبد. نقره هنوز هم می تواند برای آینه های خانگی استفاده شود، اما نقره یک نقطه ضعف قابل توجه دارد - به سرعت اکسید می شود و گوگرد اتمسفر را جذب می کند و مناطق تاریک را ایجاد می کند. آلومینیوم کمتر در معرض تیره شدن است زیرا لایه نازک اکسید آلومینیوم شفاف باقی می ماند. آینه‌ها در حال حاضر برای همه چیز از نمایشگر LCD گرفته تا چراغ‌های جلو خودرو و لیزر استفاده می‌شوند.

فیزیک آینه ها

برای درک فیزیک یک آینه، ابتدا باید فیزیک نور را درک کنیم. که در قانون بازتابمی گویند وقتی پرتوی از نور به سطحی برخورد می کند، به شیوه ای خاص مانند توپی که به دیوار پرتاب می شود، منعکس می شود. زاویه ورودی، نامیده می شود زاویه تابش، همیشه برابر است با زاویه ای که پرتو از سطح خارج می شود یا زاویه بازتاب.

نور به خودی خود نامرئی است تا زمانی که از چیزی منعکس شود و به چشم ما برخورد کند. پرتوی از نور که در فضا حرکت می کند تا زمانی که به محیطی مانند ابری از هیدروژن برخورد نکند که آن را پراکنده می کند، از بیرون قابل مشاهده نیست. این پراکندگی به عنوان شناخته شده است انعکاس توزیع شدهو این است که چگونه چشمان ما آنچه را که هنگام برخورد نور به یک سطح ناهموار اتفاق می افتد، تفسیر می کند. قانون بازتاب همچنان اعمال می شود، اما نور به جای برخورد با یک سطح صاف، به بسیاری از سطوح میکروسکوپی برخورد می کند.

آینه ها با داشتن سطح صاف، نور را بدون ایجاد مزاحمت در تصاویر دریافتی منعکس می کنند. نامیده می شود تصویر آینه ای. تصویر در آینه تخیلی است، زیرا نه با تقاطع پرتوهای نور منعکس شده، بلکه با "ادامه آنها از طریق شیشه نگاه" تشکیل می شود. از چپ به راست» و «درست» نیست؟ نکته این است که تصویر آینه مانند یک "مهر نور" به نظر می رسد و نه نمایی از شیء از دیدگاه آینه. در عین حال، هم فاصله تا جسم و هم اندازه شی در یک آینه تخت مانند آینه اصلی باقی می ماند.

انواع آینه

یک راه ساده برای تغییر نحوه عملکرد آینه، خم کردن آن است. آینه های منحنی در دو نوع اصلی وجود دارند: محدب و مقعر.

انعکاس پرتو موازی پرتو از یک آینه محدب. F - تمرکز خیالی آینه، O - مرکز نوری. OP - محور نوری اصلی

محدبآینه ای که مرکز آن به سمت بیرون خمیده است، زاویه وسیعی را در نزدیکی لبه های آن منعکس می کند و تصویری کمی مخدوش ایجاد می کند که کوچکتر از اندازه واقعی آن است. آینه های محدب کاربردهای زیادی دارند. هرچه اندازه تصویر کوچکتر باشد، بیشتر در چنین آینه ای می توانید ببینید. آینه های محدب در آینه های دید عقب خودرو استفاده می شود. برخی از فروشگاه‌های بزرگ، آینه‌های محدب عمودی را در رختکن نصب می‌کنند، زیرا باعث می‌شوند مشتریان بلندتر و لاغرتر از آنچه هستند به نظر برسند.

انعکاس یک پرتو موازی پرتو از یک آینه کروی مقعر. نقاط O - مرکز نوری، P - قطب، F - کانون اصلی آینه. OP - محور نوری اصلی، R - شعاع انحنای آینه

مقعریا کرویآینه هایی با انحنای به سمت داخل شبیه قطعه ای از توپ هستند. با این آینه ها، نور در ناحیه خاصی در مقابل آنها منعکس می شود. این منطقه نامیده می شود نقطه کانونی. از فاصله دور، اشیاء در چنین آینه ای وارونه ظاهر می شوند، اما اگر به آینه نزدیکتر به نقطه کانونی نزدیک شوید، تصویر وارونه می شود. از آینه های مقعر در همه جا استفاده می شود، مثلاً برای روشن کردن شعله المپیک.

فاصله کانونی آینه های کروی علامت مشخصی دارد:

برای یک آینه مقعر برای یک آینه محدب که در آن R شعاع انحنای آینه است.

اکنون که انواع اصلی آینه ها را می شناسید، می توانید به انواع دیگر و غیرعادی تر فکر کنید. در اینجا یک لیست کوتاه آمده است:

1. آینه غیر معکوس:ثبت اختراع آینه غیر معکوس به سال 1887 برمی گردد، زمانی که جان دربی آن را با قرار دادن دو آینه عمود بر یکدیگر ایجاد کرد.

2. آینه های آکوستیک:آینه های آکوستیک، به شکل ظروف بتونی بزرگ، برای بازتاب و پخش صدا به جای نور ساخته شده اند. ارتش بریتانیا قبل از اختراع از آنها استفاده می کرد راداربه عنوان یک سیستم هشدار اولیه در برابر حملات هوایی.

3. آینه های دو طرفه:این آینه ها با پوشاندن یک طرف یک ورق شیشه با یک لایه بسیار نازک از مواد بازتابنده ساخته می شوند که می توان از آن عبور کرد. نور روشن. چنین آینه هایی در اتاق های بازجویی نصب می شوند. در یک طرف چنین آینه ای یک اتاق تاریک برای مشاهده افسران پلیس وجود دارد، در طرف دیگر یک اتاق بازجویی با نور روشن وجود دارد. ناظران از یک اتاق تاریک شخص مورد بازجویی را در یک اتاق روشن می بینند، اما او فقط تصویر آینه ای خود را در چنین آینه ای می بیند. شیشه پنجره معمولی نیز یک ماده بازتابنده ضعیف است. به همین دلیل، دیدن چیزی در خیابان دشوار است زمان تاریکروزهایی که چراغ های اتاق روشن است.

آینه در ادبیات و خرافات

آینه های جادویی زیادی در ادبیات وجود دارد، از تاریخ باستاندر مورد نرگس خوش تیپ، عاشق و اشتیاق بازتاب خود در گودال آب، قبل از سفر آلیس از طریق شیشه. در اساطیر چینی، داستانی در مورد پادشاهی آینه وجود دارد، جایی که موجودات با جادوی خواب در بند هستند، اما روزی برای نبرد با دنیای ما زنده خواهند شد.

آینه ها نیز با مفهوم روح ارتباط تنگاتنگی دارند. این باعث ایجاد بسیاری از خرافات وحشی می شود. به عنوان مثال، شکستن یک آینه ظاهراً هفت سال بدشانسی برای شما به همراه خواهد داشت. توضیح این است که روح شما که هر هفت سال یکبار تجدید می شود، با شکستن آینه نابود می شود. از همین نظریه چنین بر می آید که خون آشام هایی که روح ندارند در آینه نامرئی می شوند. نگاه کردن به آینه برای نوزادانی که روحشان رشد نکرده است یا شروع به لکنت زبان می کنند نیز خطرناک است.

عطر اغلب با آینه همراه است. هنگام عزاداری یهودیان به احترام مردگان، آینه ها را با پارچه می پوشانند، اما در بسیاری از کشورها این امر نیز مرسوم است. طبق خرافات، آینه می تواند روح یک فرد در حال مرگ را به دام بیاندازد. زنی که زایمان می کند و در آینه نگاه می کند، به زودی چهره های شبح مانندی را می بیند که از پشت انعکاس او به بیرون نگاه می کنند. علاوه بر این، اگر در شب کریسمس با یک شمع در دست به آینه نگاه کنید و نام متوفی را با صدای بلند صدا بزنید، آنگاه قدرت آینه چهره آن شخص را به شما نشان می دهد. فال دخترانه برای «نامزد» نیز رایج است که طبق نقشه فالگیران، آینه باید چهره داماد آینده را نشان دهد.

در رابط بین دو رسانه مختلف، اگر این رابطبه طور قابل توجهی از طول موج فراتر می رود، تغییر جهت انتشار نور رخ می دهد: بخشی از انرژی نور به محیط اول باز می گردد، یعنی منعکس شده است، و بخشی به محیط دوم و همزمان نفوذ می کند شکست. پرتو AO نامیده می شود پرتو فرودو اشعه OD - پرتو منعکس شده(شکل 1.3 را ببینید). موقعیت نسبی این پرتوها مشخص می شود قوانین بازتاب و شکست نور.

برنج. 1.3. انعکاس و شکست نور.

زاویه α بین پرتو فرودی و عمود بر سطح مشترک، که در نقطه تابش پرتو به سطح باز می گردد، نامیده می شود. زاویه تابش.

زاویه γ بین پرتو منعکس شده و همان عمود بر نامیده می شود زاویه بازتاب.

هر محیطی به میزان معینی (یعنی به روش خود) تابش نور را منعکس و جذب می کند. مقداری که بازتاب سطح یک ماده را مشخص می کند نامیده می شود ضریب بازتاب. ضریب انعکاس نشان می دهد که چه بخشی از انرژی که توسط تابش به سطح جسم می آید، انرژی است که توسط تابش منعکس شده از این سطح منتقل می شود. این ضریب به عوامل زیادی بستگی دارد، به عنوان مثال، به ترکیب تابش و به زاویه تابش. نور به طور کامل از یک لایه نازک نقره یا جیوه مایع که روی یک ورق شیشه قرار گرفته است منعکس می شود.

قوانین بازتاب نور

قوانین بازتاب نور به طور تجربی در قرن سوم قبل از میلاد توسط دانشمند یونان باستان اقلیدس کشف شد. همچنین، این قوانین را می توان در نتیجه اصل هویگنس به دست آورد که بر اساس آن هر نقطه در محیطی که اختلال به آن رسیده است، منبع امواج ثانویه است. سطح موج (جبهه موج) در لحظه بعد یک سطح مماس بر تمام امواج ثانویه است. اصل هویگنسکاملا هندسی است

یک CM روی یک سطح بازتابنده صاف می افتد (شکل 1.4). موج هواپیما، یعنی موجی که سطوح موج آن راه راه است.

برنج. 1.4. ساخت و ساز هویگنس

A 1 A و B 1 B پرتوهای موج فرودی هستند، AC سطح موج این موج (یا جبهه موج) است.

خدا حافظ جبهه موجاز نقطه C در زمان t به نقطه B حرکت می کند، از نقطه A یک موج ثانویه در سراسر نیمکره به فاصله AD = CB پخش می شود، زیرا AD = vt و CB = vt، جایی که v سرعت موج است. انتشار

سطح موج موج منعکس شده یک خط مستقیم BD است که بر نیمکره ها مماس است. علاوه بر این، سطح موج به موازات خود در جهت پرتوهای بازتاب شده AA 2 و BB 2 حرکت می کند.

مثلث های قائم الزاویهΔАСВ و ΔADB دارای یک هیپوتانوس مشترک AB و پاهای برابر AD = CB هستند. بنابراین آنها برابر هستند.

زوایای CAB = = α و DBA = = γ مساوی هستند زیرا اینها زوایایی با اضلاع متقابل عمود هستند. و از تساوی مثلث ها نتیجه می شود که α = γ.

از ساخت هویگنس نیز چنین استنباط می شود که پرتوهای فرود و منعکس شده در یک صفحه قرار دارند که عمود بر سطح در نقطه تابش پرتو بازسازی شده است.

قوانین بازتاب زمانی معتبر هستند که پرتوهای نور در جهت مخالف حرکت کنند. در نتیجه برگشت پذیری مسیر پرتوهای نور، داریم که پرتوی منتشر شده در امتداد مسیر پرتو منعکس شده در طول مسیر پرتو فرودی منعکس می شود.

اکثر اجسام فقط تابش تابیده شده بر روی خود را منعکس می کنند، بدون اینکه منبع نور باشند. اجسام نورانی از همه طرف قابل مشاهده هستند، زیرا نور از سطح آنها در جهات مختلف منعکس می شود و پراکنده می شود. این پدیده نامیده می شود انعکاس توزیع شدهیا انعکاس توزیع شده. بازتاب پراکنده نور (شکل 1.5) از تمام سطوح ناهموار رخ می دهد. برای تعیین مسیر پرتو منعکس شده چنین سطحی، صفحه ای مماس بر سطح در نقطه تابش پرتو رسم می شود و زوایای تابش و بازتاب نسبت به این صفحه ساخته می شود.

برنج. 1.5. بازتاب پراکنده نور.

به عنوان مثال، 85٪ نور سفید از سطح برف، 75٪ از کاغذ سفید، 0.5٪ از مخمل سیاه منعکس می شود. انعکاس پراکنده نور برخلاف انعکاس چشمی باعث ایجاد احساسات ناخوشایند در چشم انسان نمی شود.

- این زمانی است که پرتوهای نوری که روی یک سطح صاف در یک زاویه مشخص می تابند، عمدتاً در یک جهت منعکس می شوند (شکل 1.6). سطح بازتابنده در این حالت نامیده می شود آینه(یا سطح آینه). سطوح آینه را می توان از نظر نوری صاف در نظر گرفت اگر اندازه بی نظمی ها و ناهمگونی های روی آنها از طول موج نور (کمتر از 1 میکرون) تجاوز نکند. برای چنین سطوحی، قانون بازتاب نور رعایت می شود.

برنج. 1.6. انعکاس چشمی نور.

آینه تختآینه ای است که سطح بازتابش آن یک صفحه است. یک آینه تخت امکان دیدن اجسام مقابل آن را فراهم می کند و به نظر می رسد که این اجسام در پشت صفحه آینه قرار دارند. که در اپتیک هندسیهر نقطه از منبع نور S مرکز پرتوی واگرا از پرتوها در نظر گرفته می شود (شکل 1.7). چنین پرتویی از پرتوها نامیده می شود همسان محور. تصویر نقطه S در یک دستگاه نوری، مرکز S یک پرتو همسانتریک بازتابیده و شکست شده از پرتوها در محیط های مختلف. اگر نور پراکنده شده توسط سطوح اجسام مختلف بر روی یک آینه مسطح بیفتد و سپس منعکس شده از آن به چشم ناظر بیفتد، تصاویر این اجسام در آینه قابل مشاهده است.

برنج. 1.7. تصویری که توسط یک آینه هواپیما ایجاد شده است.

اگر پرتوهای منعکس شده (انکسار) پرتو در نقطه S قطع شوند، تصویر S واقعی نامیده می شود. اگر خود پرتوهای منعکس شده (انکسار) همدیگر را قطع نمی‌کنند، تصویر S خیالی نامیده می‌شود، بلکه ادامه آنها هستند. انرژی نور به این نقطه نمی رسد. در شکل شکل 1.7 تصویری از یک نقطه نورانی S را نشان می دهد که با استفاده از یک آینه تخت ظاهر می شود.

پرتو SO با زاویه 0 درجه روی آینه CM می افتد بنابراین زاویه انعکاس 0 درجه است و این پرتو پس از انعکاس مسیر OS را دنبال می کند. از کل مجموعه پرتوهایی که از نقطه S به یک آینه تخت می افتند، پرتو SO 1 را انتخاب می کنیم.

پرتو SO 1 با زاویه α روی آینه می افتد و در زاویه γ (α = γ) منعکس می شود. اگر پرتوهای منعکس شده را در پشت آینه ادامه دهیم، در نقطه S 1 که تصویر مجازی نقطه S در یک آینه صفحه است، همگرا می شوند. بنابراین، برای شخص به نظر می رسد که پرتوها از نقطه S 1 خارج می شوند، اگرچه در واقع هیچ اشعه ای از این نقطه خارج شده و وارد چشم نمی شود. تصویر نقطه S 1 به طور متقارن به نورانی ترین نقطه S نسبت به آینه CM قرار دارد. بیایید آن را ثابت کنیم.

برخورد پرتو SB بر روی آینه با زاویه 2 (شکل 1.8)، طبق قانون بازتاب نور، در زاویه 1 = 2 منعکس می شود.

برنج. 1.8. انعکاس از یک آینه تخت.

از شکل 1.8 می بینید که زوایای 1 و 5 برابر هستند - مانند زوایای عمودی. مجموع زاویه ها 2 + 3 = 5 + 4 = 90 درجه است. بنابراین، زوایای 3 = 4 و 2 = 5.

مثلث قائم الزاویه ΔSOB و ΔS 1 OB دارای ضلع مشترک OB و برابر هستند گوشه های تیز 3 و 4، بنابراین، این مثلث ها در ضلع برابر و دو زاویه مجاور ساق هستند. این بدان معنی است که SO = OS 1، یعنی نقطه S 1 به طور متقارن نسبت به نقطه S نسبت به آینه قرار دارد.

برای یافتن تصویر جسم AB در یک آینه تخت کافی است عمودها را از نقاط منتهی الیه جسم روی آینه پایین بیاوریم و با ادامه آنها در آن سوی آینه، فاصله پشت آن را کنار بگذاریم. برابر فاصلهاز آینه به نقطه افراطیشی (شکل 1.9). این تصویر مجازی و در اندازه واقعی خواهد بود. ابعاد و موقعیت نسبی اشیا حفظ می شود، اما در عین حال، در آینه، سمت چپ و راست تصویر در مقایسه با خود شی، مکان خود را تغییر می دهد. موازی پرتوهای نوری که پس از انعکاس روی یک آینه مسطح فرو می‌روند نیز نقض نمی‌شود.

برنج. 1.9. تصویر یک جسم در یک آینه هواپیما.

در فناوری، آینه هایی با سطح منحنی پیچیده بازتابنده، به عنوان مثال، آینه های کروی، اغلب استفاده می شود. آینه کروی- این سطح بدن است که شکل یک بخش کروی دارد و نور را به طور خاص منعکس می کند. موازی پرتوها هنگام انعکاس از چنین سطوحی نقض می شود. آینه نامیده می شود مقعر، اگر پرتوها از سطح داخلی قطعه کروی منعکس شوند. پرتوهای نور موازی پس از انعکاس از چنین سطحی در یک نقطه جمع می شوند و به همین دلیل است که آینه مقعر نامیده می شود. جمع آوری. اگر پرتوها از سطح بیرونی آینه منعکس شوند، این اتفاق خواهد افتاد محدب. پرتوهای نور موازی در جهات مختلف پراکنده می شوند، بنابراین آینه محدبتماس گرفت پراکنده.