Một số định luật vật lý rất khó hình dung nếu không sử dụng các công cụ hỗ trợ trực quan. Điều này không áp dụng cho ánh sáng thông thường chiếu vào các vật thể khác nhau. Vì vậy, tại ranh giới ngăn cách hai môi trường, có sự thay đổi hướng của các tia sáng nếu ranh giới này lớn hơn nhiều so với bước sóng. Trong trường hợp này, sự phản xạ ánh sáng xảy ra khi một phần năng lượng của nó quay trở lại môi trường đầu tiên. Nếu một phần của tia xuyên qua môi trường khác, thì chúng bị khúc xạ. Trong vật lý, luồng năng lượng ánh sáng chạm vào ranh giới của hai môi trường khác nhau được gọi là sự cố, và luồng năng lượng quay trở lại từ môi trường đầu tiên được gọi là phản xạ. Chính sự sắp xếp lẫn nhau của các tia này quyết định quy luật phản xạ và khúc xạ ánh sáng.
Điều khoản
Góc giữa chùm tia tới và đường thẳng vuông góc với mặt phân cách giữa hai phương tiện truyền thông, được khôi phục thành điểm tới của thông lượng năng lượng ánh sáng, được gọi là góc tới. Có một chỉ số quan trọng khác. Đây là góc phản xạ. Nó xảy ra giữa chùm tia phản xạ và đường vuông góc được khôi phục lại điểm tới của nó. lon ánh sángchỉ truyền theo đường thẳng trong môi trường đồng chất. Các phương tiện khác nhau hấp thụ và phản xạ bức xạ ánh sáng theo những cách khác nhau. Hệ số phản xạ là giá trị đặc trưng cho hệ số phản xạ của chất. Nó cho biết năng lượng do bức xạ ánh sáng mang đến bề mặt của môi trường sẽ bằng bao nhiêu năng lượng được mang ra khỏi nó bởi bức xạ phản xạ. Hệ số này phụ thuộc vào một số yếu tố, một trong những yếu tố quan trọng nhất là góc tới và thành phần của bức xạ. Sự phản xạ toàn phần của ánh sáng xảy ra khi nó rơi vào các vật thể hoặc chất có bề mặt phản xạ. Vì vậy, ví dụ, điều này xảy ra khi các tia chiếu vào một màng mỏng bằng bạc và thủy ngân lỏng lắng đọng trên thủy tinh. Sự phản xạ toàn phần của ánh sáng khá phổ biến trong thực tế.
Luật
Định luật phản xạ và khúc xạ ánh sáng được Euclid đưa ra vào thế kỷ thứ 3 trước Công nguyên. BC e. Tất cả chúng đã được thiết lập bằng thực nghiệm và dễ dàng được xác nhận bởi nguyên lý hình học thuần túy của Huygens. Theo ông, bất kỳ điểm nào của phương tiện truyền đến nhiễu loạn đều là nguồn phát sóng thứ cấp.
Định luật phản xạ ánh sáng đầu tiên: chùm tia tới và tia phản xạ, cũng như đường vuông góc với mặt phân cách giữa phương tiện truyền thông, được khôi phục tại điểm tới của chùm sáng, nằm trong cùng một mặt phẳng. Một sóng phẳng rơi trên một bề mặt phản xạ, bề mặt sóng của chúng là những đường sọc.
Một định luật khác nói rằng góc phản xạ của ánh sáng bằng góc tới. Điều này là do chúng vuông góc với nhaucác mặt. Dựa trên nguyên tắc bình đẳng của tam giác, người ta cho rằng góc tới bằng góc phản xạ. Có thể dễ dàng chứng minh rằng chúng nằm trong cùng một mặt phẳng với đường vuông góc khôi phục lại mặt phân cách giữa phương tiện truyền thông tại điểm tới của chùm tia. Những định luật quan trọng nhất này cũng có giá trị đối với sự chuyển động ngược lại của ánh sáng. Do tính năng đảo ngược của năng lượng, một chùm tia lan truyền dọc theo đường đi của tia phản xạ sẽ bị phản xạ dọc theo đường tới.
Thuộc tính của cơ quan phản chiếu
Đại đa số các vật thể chỉ phản xạ bức xạ ánh sáng chiếu vào chúng. Tuy nhiên, chúng không phải là nguồn sáng. Các vật thể được chiếu sáng tốt hoàn toàn có thể nhìn thấy từ mọi phía, vì bức xạ từ bề mặt của chúng bị phản xạ và phân tán theo các hướng khác nhau. Hiện tượng này được gọi là phản xạ khuếch tán (phân tán). Nó xảy ra khi ánh sáng chiếu vào bất kỳ bề mặt gồ ghề nào. Để xác định đường đi của chùm tia phản xạ từ cơ thể tại điểm tới của nó, một mặt phẳng được vẽ tiếp xúc với bề mặt. Sau đó, liên quan đến nó, các góc tới của tia và phản xạ được xây dựng.
Phản xạ Khuếch tán
Chỉ nhờ sự tồn tại của phản xạ khuếch tán (khuếch tán) năng lượng ánh sáng, chúng ta phân biệt được các vật không có khả năng phát ra ánh sáng. Bất kỳ cơ thể nào sẽ hoàn toàn vô hình đối với chúng ta nếu mức độ tán xạ của các tia bằng không.
Sự phản xạ khuếch tán của năng lượng ánh sáng không gây cảm giác khó chịu cho mắt người nhìn. Điều này là do thực tế là không phải tất cả ánh sáng đều trở lại môi trường ban đầu. Vì vậy, từ tuyếtkhoảng 85% bức xạ được phản xạ từ giấy trắng - 75%, nhưng từ vật liệu đen - chỉ 0,5%. Khi ánh sáng bị phản xạ từ các bề mặt gồ ghề khác nhau, các tia được hướng ngẫu nhiên đối với nhau. Tùy thuộc vào mức độ mà bề mặt phản xạ tia sáng, chúng được gọi là bóng mờ hoặc gương. Tuy nhiên, các điều khoản này là tương đối. Các bề mặt giống nhau có thể lốm đốm và mờ ở các bước sóng khác nhau của ánh sáng tới. Bề mặt phân tán đồng đều các tia theo các hướng khác nhau được coi là hoàn toàn mờ. Mặc dù thực tế không có những vật thể như vậy trong tự nhiên, nhưng đồ sứ không tráng men, tuyết, giấy vẽ rất gần gũi với chúng.
Gương phản chiếu
Phản xạ đặc biệt của tia sáng khác với các loại khác ở chỗ khi chùm năng lượng rơi xuống bề mặt nhẵn ở một góc nhất định, chúng sẽ bị phản xạ theo một hướng. Hiện tượng này quen thuộc với những ai đã từng sử dụng gương dưới các tia sáng. Trong trường hợp này, nó là một bề mặt phản chiếu. Các cơ quan khác cũng thuộc loại này. Tất cả các vật thể nhẵn về mặt quang học có thể được phân loại là bề mặt gương (phản chiếu) nếu kích thước của các vật thể không đồng nhất và bất thường trên chúng nhỏ hơn 1 micron (không vượt quá bước sóng ánh sáng). Đối với tất cả các bề mặt như vậy, định luật phản xạ ánh sáng là hợp lệ.
Sự phản chiếu ánh sáng từ các bề mặt gương khác nhau
Gương có bề mặt phản chiếu cong (gương cầu) thường được dùng trong công nghệ. Đối tượng như vậy là cơ thểcó hình dạng như một đoạn hình cầu. Tính song song của các tia trong trường hợp phản xạ ánh sáng từ các bề mặt như vậy bị vi phạm mạnh mẽ. Có hai loại gương như vậy:
• lõm - phản xạ ánh sáng từ bề mặt bên trong của phân đoạn hình cầu, chúng được gọi là thu, vì các tia sáng song song sau khi phản xạ từ chúng được thu tại một điểm;
• lồi - phản xạ ánh sáng từ bề mặt bên ngoài, trong khi các tia song song bị tán xạ sang hai bên, đó là lý do tại sao gương cầu lồi được gọi là hiện tượng tán xạ.
Tùy chọn để phản xạ tia sáng
Một tia tới gần như song song với bề mặt chỉ chạm vào nó một chút, và sau đó bị phản xạ theo một góc rất tù. Sau đó, nó tiếp tục trên một quỹ đạo rất thấp, càng gần bề mặt càng tốt. Một chùm tia rơi gần như theo phương thẳng đứng bị phản xạ ở một góc nhọn. Trong trường hợp này, hướng của chùm tia đã phản xạ sẽ gần với đường đi của chùm tia tới, điều này hoàn toàn phù hợp với các định luật vật lý.
Khúc xạ ánh sáng
Phản xạ có liên quan chặt chẽ với các hiện tượng khác của quang học hình học, chẳng hạn như khúc xạ và phản xạ toàn phần bên trong. Thông thường, ánh sáng đi qua ranh giới giữa hai phương tiện truyền thông. Khúc xạ ánh sáng là sự thay đổi hướng của bức xạ quang học. Nó xảy ra khi nó truyền từ phương tiện này sang phương tiện khác. Sự khúc xạ của ánh sáng có hai dạng:
• chùm tia đi qua ranh giới giữa phương tiện truyền thông nằm trong mặt phẳng đi qua vuông góc với bề mặt và chùm tia tới;
•góc tới và khúc xạ có liên quan với nhau.
Sự khúc xạ luôn đi kèm với sự phản xạ của ánh sáng. Tổng năng lượng của chùm tia phản xạ và khúc xạ bằng năng lượng của chùm tia tới. Cường độ tương đối của chúng phụ thuộc vào sự phân cực của ánh sáng trong chùm tia tới và góc tới. Cấu trúc của nhiều thiết bị quang học dựa trên định luật khúc xạ ánh sáng.
