Угол падения равен углу отражения чей закон: Преломление света. Полное внутреннее отражение. Видеоурок. Физика 11 Класс

Отражение в зеркале физика. Законы отражения света

Общеизвестные современные зеркала, как правило, не более, чем лист стекла с нанесенным на изнанку тонким металлическим слоем. Кажется, будто зеркала были вокруг всегда, в той или иной форме, но в нынешнем виде, они появились относительно недавно. Еще тысячу лет назад зеркалами были полированные диски из меди или бронзы, которые стоили больше, чем большинство людей той эпохи могли себе позволить. Крестьянин, который хотел видеть свое отражение, шел смотреться в пруд. Зеркала в полный рост, являются еще более недавним изобретением. Им всего лишь около 400 лет.

Зеркала представляют нам истину и иллюзию в одно и то же время. Возможно, этот парадокс делает зеркала центром притяжения для магии и науки.

Зеркала в истории

Когда люди начали делать простые зеркала около 600 года до н.э., они использовали полированный обсидиан в качестве отражающей поверхности. В конце концов, они начали производить более сложные зеркала, сделанные из меди, бронзы, серебра, золота и даже свинца.

Однако, учитывая вес материала, эти зеркала были крошечные по нашим меркам. Они редко достигали 20 см в диаметре и, в основном, использовались в качестве украшения. Особым шиком было носить зеркало, прикрепленное у поясу цепочкой.

Одним из исключений стал Фаросский маяк, одно из семи чудес света, чье большое бронзовое зеркало ночью отражало огонь огромного костра.

Современные зеркала появились только в конце Средневековья , но в те времена их производство было сложным и дорогим. Одной из проблем было то, что в песке для стекла содержалось слишком много примесей, мешающих созданию настоящей прозрачности. Кроме того, тепловой удар, вызываемый добавлением расплавленного металла для создания отражающей поверхности, почти всегда раскалывал стекло.

В эпоху Ренессанса , когда флорентийцы изобрели способ изготовления низкотемпературной свинцовой изнанки, дебютировали современные зеркала. Эти зеркала были окончательно чистыми, что позволило использовать их в искусстве. Например, архитектором Филиппо Брунеллески была создана линейная перспектива с зеркалами, чтобы создать иллюзию глубины пространства. Кроме того, зеркала основали новую форму искусства — автопортрет. Венецианские мастера зеркального дела добились вершин в стекольной технике. Их секреты были столь драгоценными, а торговля зеркалами настолько прибыльной, что мастеров-предателей, которые пытались продать свои знания за рубеж, часто убивали.

В это время зеркала были по-прежнему доступны только для богатых, но ученые начали искать альтернативные способы их применения. В начале 1660-х годов, математики отметили, что зеркала потенциально могут быть использованы в телескопах вместо линз. Джеймс Брэдли использовал эти знания, чтобы построить первый зеркальный телескоп в 1721 году.

Современное зеркало делается путем серебрения — распыления тонкого слоя серебра или алюминия на изнаночную часть листа стекла. Юстус Фон Лайбиг изобрел этот процесс в 1835 году. Большинство зеркал, произведенных сегодня, делается более прогрессивным способом нагревания алюминия в вакууме, который затем прилипает к более прохладному стеклу.

Для бытовых зеркал может по-прежнему применяться серебро, но у серебра есть существенный недостаток – оно быстро окисляется и поглощает атмосферную серу, создавая темные участки. Алюминий в меньшей мере подвержен потемнению, поскольку тонкий слой оксида алюминия остается прозрачным. Зеркала теперь используются для всех целей — от жидкокристаллического проецирования, до автомобильных фар и лазеров.

Физика зеркала

Чтобы понять, физику зеркала, сначала мы должны понять физику света. В законе отражения говорится, что когда луч света попадает на поверхность, он отскакивает определенным образом, подобно мячу, брошенному в стену. Входящий угол, называемый углом падения , всегда равен углу, под которым луч покидает поверхность, или углу отражения .

Свет сам по себе невидим, пока он не отразится от чего-то и не попадает в наши глаза. Луч света, распространяющийся через пространство, не видно со стороны, пока он не попадает в среду, которая рассеивает его, например, облако водорода. Это рассеивание известно как

рассеянное отражение и является тем, как наши глаза интерпретируют то, что происходит, когда свет попадает на неровную поверхность. Закон отражения по-прежнему применяется, но вместо того, чтобы ударяться об одну гладкую поверхность, свет ударяется о множество микроскопических поверхностей.

Зеркала, обладая гладкой поверхностью, отражают свет не нарушая входящих изображений. Это называется зеркальным отражением . Изображение в зеркале является мнимым, так как оно образуется не пересечением самих отраженных световых лучей, а их «продолжений в зазеркалье» У многих возникает любопытный вопрос — почему зеркала всегда показывают изображения, повернутые «слева направо», а не «правильные»? Дело в том, что зеркальное отображение выглядит как «световой штамп», а не вид на предмет с точки зрения зеркала. При этом и расстояние до предмета, и размер предмета в плоском зеракале — остаются такими же, как и у оригинала.

Типы зеркал

Простой способ изменить работу зеркала – искривить его. Кривые зеркала существуют в двух основных вариантах: выпуклые и вогнутые.

Отражение параллельного пучка лучей от выпуклого зеркала. F – мнимый фокус зеркала, O – оптический центр; OP – главная оптическая ось

Выпуклое зеркало, в котором центр выгнут наружу, отражает широкий угол возле его краев, создавая слегка искаженное изображение, которое меньше фактического размера. Выпуклые зеркала имеют много применений. Чем меньше размер изображения, тем больше в таком зеркале вы сможете увидеть. Выпуклые зеркала используют в автомобильных зеркалах заднего вида . Некоторые универмаги устанавливают выпуклые по вертикали зеркала в гардеробной потому, что в них клиенты выглядят выше и тоньше, чем на самом деле.

Отражение параллельного пучка лучей от вогнутого сферического зеркала. Точки O – оптический центр, P – полюс, F – главный фокус зеркала; OP – главная оптическая ось, R – радиус кривизны зеркала

Вогнутые или сферические зеркала с кривизной внутрь похожи на фрагмент шара.

У этих зеркал свет отражается в определенной зоне перед ними. Эта область называется фокусная точка . Издалека объекты в таком зеркале будут казаться перевернутыми вверх дном, но, если подойти к зеркалу ближе фокусной точки — изображение переворачивается. Вогнутые зеркала используются повсеместно, например, для зажжения Олимпийского Огня.

Фокусным расстояниям сферических зеркал приписывается определенный знак:

для вогнутого зеркала для выпуклого где R – радиус кривизны зеркала.

Теперь, когда вы знаете основные типы зеркал, можно вспомнить о других, более необычных их типах. Вот краткий список:

1. Нереверсивное зеркало: Патент на нереверсивное зеркало получен в 1887 году, когда Джон Дерби, создал его путем размещения двух зеркал, перпендикулярных друг к другу.

2. Акустические зеркала: Акустические зеркала в виде огромных бетонных блюд построены, чтобы отражать и распространять звук, а не свет. Английские военные использовали их до изобретения радара в качестве системы раннего предупреждения в отношении воздушных атак.

3. Двустронние зеркала: Эти зеркала изготавливаются путем покрытия одной стороны листа стекла очень тонким слоем светоотражающего материала, через который может проходить яркий свет. Такие зеркала устанавливаются в комнатах для допросов. С одной стороны такого зеркала расположена темная комната для наблюдающих полицейских, с другой – ярко освещенная комната для допроса. Наблюдатели из темной комнаты видят допрашиваемого человека в светлой комнате, а он видит в таком зеркале только свое зеркальное отражение. Обычное оконное стекло — тоже слабый светоотражающий материал. По этой причине трудно разглядеть что-то на улице в темное время суток, когда в комнате включен свет.

Зеркала в литературе и суевериях

Волшебных зеркал в литературе предостаточно, от древней истории о красавце Нарциссе, влюбленного и тосковавшего по его собственному отражению в луже воды, до путешествия Алисы в Зазеркалье. В китайской мифологии есть история о Зеркальном Королевстве, где существа связаны магией сна, но в один прекрасный день воскреснут для битвы с нашим миром.

Зеркала также имеют тесные связи и с концепцией души. Это порождает множество диких суеверий . Например, разбив зеркало, вы, якобы, заработаете целых семь лет невезения. Объяснение заключается в том, что ваша душа, обновляемая каждые семь лет, разрушается вместе с разбитым зеркалом. Из этой же теории следует, что вампиры, которые не имеют души, становятся невидимыми в зеркале. Смотреться в зеркало также опасно для младенцев, чьи души неразвиты или же они начнут заикаться.

Духи часто связаны с зеркалами. Зеркала покрываются тканью из уважения к памяти умерших во время еврейского траура, но во многих странах это также принято делать. Согласно суеверию, зеркало может заманить в ловушку душу умирающего человека. Женщина, которая рожает и смотрит в зеркало, вскоре будет видеть призрачные лица, выглядывающие из-за ее отражения. Более того, если вы смотрите в зеркало в канун Рождества со свечой в руке и называете имя умершего громким голосом, то сила зеркала покажет вам лицо этого человека. Так же распространены девичьи гадания на «суженого», в которых по замыслу гадающих, зеркало должно показать лицо будущего жениха.

Оно играет важную роль в изучении сейсмических волн. Отражение наблюдается на поверхностных волнах в водоёмах. Отражение наблюдается со многими типами электромагнитных волн, не только для видимого света. Отражение УКВ и радиоволн более высоких частот имеет важное значение для радиопередач и радиолокации . Даже жёсткое рентгеновское излучение и гамма-лучи могут быть отражены на малых углах к поверхности специально изготовленными зеркалами . В медицине отражение ультразвука на границах раздела тканей и органов используется при проведении УЗИ-диагностики.

История

Впервые закон отражения упоминается в «Катоптрике» Евклида , датируемой примерно 200 лет до н. э.

Законы отражения. Формулы Френеля

Закон отражения света — устанавливает изменение направления хода светового луча в результате встречи с отражающей (зеркальной) поверхностью: падающий и отражённый лучи лежат в одной плоскости с нормалью к отражающей поверхности в точке падения, и эта нормаль делит угол между лучами на две равные части. Широко распространённая, но менее точная формулировка «угол падения равен углу отражения» не указывает точное направление отражения луча. Тем не менее, выглядит это следующим образом:

Этот закон является следствием применения принципа Ферма к отражающей поверхности и, как и все законы геометрической оптики, выводится из волновой оптики . Закон справедлив не только для идеально отражающих поверхностей, но и для границы двух сред, частично отражающей свет. В этом случае, равно как и закон преломления света , он ничего не утверждает об интенсивности отражённого света.

Сдвиг Фёдорова

Виды отражения

Отражение света может быть зеркальным (то есть таким, как наблюдается при использовании зеркал) или диффузным (в этом случае при отражении не сохраняется путь лучей от объекта, а только энергетическая составляющая светового потока) в зависимости от природы поверхности.

Зеркальное отражение

Зеркальное отражение света отличает определённая связь положений падающего и отражённого лучей: 1) отражённый луч лежит в плоскости, проходящей через падающий луч и нормаль к отражающей поверхности, восстановленную в точке падения; 2) угол отражения равен углу падения. Интенсивность отражённого света (характеризуемая коэффициентом отражения) зависит от угла падения и поляризации падающего пучка лучей (см. Поляризация света), а также от соотношения показателей преломления n 2 и n 1 2-й и 1-й сред. Количественно эту зависимость (для отражающей среды — диэлектрика) выражают формулы Френеля . Из них, в частности, следует, что при падении света по нормали к поверхности коэффициент отражения не зависит от поляризации падающего пучка и равен

В важном частном случае нормального падения из воздуха или стекла на границу их раздела (показатель преломления воздуха = 1,0; стекла = 1,5) он составляет 4 %.

Полное внутреннее отражение

С увеличением угла падения , угол преломления также возрастает, при этом интенсивность отражённого луча растет, а преломленного — падает (их сумма равна интенсивности падающего луча). При некотором критическом значении интенсивность преломленного луча становится равной нулю и происходит полное отражение света. Значение критического угла падения можно найти, положив в законе преломления угол преломления равным 90°:

Диффузное отражение света

При отражении света от неровной поверхности отраженные лучи расходятся в разные стороны (см. Закон Ламберта). По этой причине нельзя увидеть свое отражение, глядя на шероховатую (матовую) поверхность. Диффузным отражение становится при неровностях поверхности порядка длины волны и более. Таким образом, одна и та же поверхность может быть матовой, диффузно-отражающей для видимого или ультрафиолетового излучения , но гладкой и зеркально-отражающей для инфракрасного излучения .

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое «Отражение (физика)» в других словарях:

Отражение: Отражение (физика) физический процесс взаимодействия волн или частиц с поверхностью. Отражение (геометрия) движение евклидова пространства, множество неподвижных точек которого является гиперплоскостью. Отражение… … Википедия

ФИЗИКА — ФИЗИКА, наука, изучающая совместно с химией общие законы превращения энергии и материи. В основе обеих наук лежат два основных закона естествознания закон сохранения массы (закон Ломоносова, Лавуазье) и закон сохранения энергии (Р. Майер, Джауль… … Большая медицинская энциклопедия

Физика и реальность — «ФИЗИКА И РЕАЛЬНОСТЬ» сборник статей А. Эйнштейна, написанных в разные периоды его творческой жизни. Рус. издание М., 1965. В книге нашли отражение основные эпистемологические и методологические воззрения великого физика. Среди них… … Энциклопедия эпистемологии и философии науки

I. Предмет и структура физики Ф. – наука, изучающая простейшие и вместе с тем наиболее общие закономерности явлений природы, свойства и строение материи и законы её движения. Поэтому понятия Ф. и сё законы лежат в основе всего… … Большая советская энциклопедия

У этого термина существуют и другие значения, см. Отражение. Оптическое отражение в реке прибрежных деревьев … Википедия

Совокупность исследований строения в ва с помощью нейтронов, а также исследования св в и структуры самих нейтронов (времени жизни, магн. момента и др.). Отсутствие у нейтрона электрич. заряда приводит к тому, что они в осн. взаимодействуют… … Физическая энциклопедия

Скорее всего, сегодня уже нет ни одного дома, где бы не было зеркала. Оно так прочно вошло в нашу жизнь, что без него человеку трудно обойтись. Что же собой представляет этот предмет, каким образом отражает изображение? А если поставить два зеркала друг напротив друга? Этот удивительный предмет стал центральным во многих сказках. Про него существует достаточное количество примет. А что говорит о зеркале наука?

Немного истории

Современные зеркала в большинстве своём — это стекло с напылением. В качестве покрытия тонкий металлический слой наносят на обратную сторону стекла. Буквально тысячу лет назад зеркала представляли собой тщательно отполированные медные или бронзовые диски. Но позволить себе зеркало мог не каждый. Оно стоило больших денег. Поэтому бедные люди вынуждены были рассматривать свое А зеркала, которые показывают человека в полный рост — это вообще относительно молодое изобретение. Ему приблизительно 400 лет.

Зеркало людей удивляло тем более, когда они могли увидеть отражение зеркала в зеркале — это вообще казалось им чем-то магическим. Ведь изображение — это не истина, а некое её отражение, своего рода иллюзия. Получается, мы одновременно можем видеть истину и иллюзию. Неудивительно, что люди приписывали этому предмету много магических свойств и даже побаивались его.

Самые первые зеркала делали из платины (удивительно, но когда-то этот металл совсем не ценили), золота или олова. Учёные обнаружили зеркала, сделанные ещё в бронзовую эпоху. Но то зеркало, которое мы сегодня можем видеть, начало свою историю после того, как в Европе смогли освоить технологию выдувания стекла.

Научный взгляд

С точки зрения науки физики, отражение зеркала в зеркале — это умноженный эффект того же самого отражения. Чем больше таких зеркал, установленных друг напротив друга, тем большая иллюзия наполненности одним и тем же изображением возникает. Такой эффект часто используют в аттракционах для развлечения. К примеру, в парке диснеевском есть, так называемый бесконечный зал. Там два зеркала установили друг напротив друга, и повторили ещё такой эффект множество раз.

Полученное отражение зеркала в зеркале, помноженное на относительно бесконечное число раз, стало одним из самых популярных среди аттракционов. Такие аттракционы давно вошли в развлекательную индустрию. Ещё в начале XX века в Париже на международной выставке появился аттракцион под названием «Дворец иллюзий». Он пользовался огромной популярностью. Принцип его создания — отражение зеркал в зеркалах, установленных в ряд, величиной в полный человеческий рост, в огромном павильоне. У людей складывалось впечатление, будто они находятся в огромной толпе.

Закон отражения

Принцип действия любого зеркала основан на законе распространения и отражения в пространстве Этот закон — главный в оптике: будет таким же (равным) углу отражения. Это — как падающий мячик. Если его бросить вертикально вниз по направлению к полу, он отскочит также вертикально вверх. Если его бросить под углом — он отскочит под углом, равным углу падения. Лучи света от поверхности отражаются аналогично. При этом, чем ровнее и глаже эта поверхность, тем идеальней работает этот закон. По такому закону работает отражение в плоском зеркале, и чем поверхность его идеальней, тем и отражение качественней.

А вот если мы имеем дело с матовыми поверхностями или с шероховатыми, то лучи рассеиваются хаотично.

Зеркала могут отражать свет. То, что мы видим, все отражённые объекты, — это благодаря лучам, которые аналогичны солнечным. Если нет света, то в зеркале ничего не видно. При падении на предмет или на любое живое существо световых лучей, они отражаются и переносят с собой информацию об объекте. Таким образом, отражение человека в зеркале — это сформированное на сетчатке его глаза и переданное в мозг представление об объекте со всеми его характеристиками 9цвет, размер, удаленность и др.).

Виды зеркальных поверхностей

Зеркала бывают плоские и сферические, которые, в свою очередь, могут быть вогнутыми и выпуклыми. Сегодня есть уже умные зеркала: своеобразный медианоситель, предназначенный для демонстрации целевой аудитории. Принцип его работы следующий: при приближении человека зеркало как будто оживает и начинает показывать видео. Причём это видео выбрано неслучайно. В зеркало вмонтирована система, распознающая и обрабатывающая полученное изображение человека. Она быстро определяет его пол, возраст, эмоциональное настроение. Таким образом, система в зеркале подбирает демонстрационный ролик, потенциально способный заинтересовать человека. Это работает в 85 случаях из 100! Но учёные не останавливаются на этом и хотят достичь точности в 98%.

Сферические зеркальные поверхности

На чём основана работа сферического зеркала, или, как ещё называют, кривого, — зеркала с выпуклыми и вогнутыми поверхностями? От обычных такие зеркала отличаются тем, что искривляют изображение. Выпуклые зеркальные поверхности дают возможность видеть большее количество объектов, чем плоские. Но при этом все эти объекты кажутся меньшими по размерам. Такие зеркала устанавливают в автомобилях. Тогда водитель имеет возможность видеть изображение и слева, и справа.

Вогнутое кривое зеркало фокусирует полученное изображение. В таком случае можно разглядеть отражаемый объект максимально подробно. Простой пример: эти зеркала часто используют при бритье и в медицине. Изображение предмета в таких зеркалах собирается из изображений множества разных и отдельных точек этого объекта. Для построения изображения какого-либо объекта в вогнутом зеркале достаточно будет построить изображение его крайних двух точек. Изображения остальных точек будут располагаться между ними.

Полупрозрачность

Есть ещё один вид зеркал, у которых полупрозрачные поверхности. Они так устроены, что одна сторона — как обыкновенное зеркало, а другая наполовину прозрачна. С этой, прозрачной стороны, можно наблюдать вид за зеркалом, а с обычной ничего не видно, кроме отражения. Такие зеркала часто можно увидеть в криминальных фильмах, когда полицейские ведут следствие и допрашивают подозреваемого, а с другой стороны за ним наблюдают или приводят свидетелей для опознания, но так, чтобы их не было видно.

Миф о бесконечности

Существует поверье, что, создав зеркальный коридор, можно достичь бесконечности светового луча в зеркалах. Суеверные люди, верящие в гадания, часто используют этот ритуал. Но наука давно доказала, что это невозможно. Интересно, что от зеркала никогда не бывает полным, на 100 %. Для этого необходима идеальная, гладкая на все 100% поверхность. А она может быть таковой приблизительно на 98-99%. Всегда имеют место какие-то погрешности. Поэтому девушки, гадающие в таких зеркальных коридорах при свечах, рискуют, самое большее, просто войти в некое психологическое состояние, которое может отрицательно отразиться на них.

Если поставить два зеркала напротив друг друга, а между ними зажечь свечу, то будут видны множество огоньков, выстроенных в один ряд. Вопрос: сколько огоньков можно насчитать? На первый взгляд это бесконечное количество. Ведь, кажется, нет и конца этому ряду. Но если провести определённые математические расчеты, то мы увидим, что даже при зеркалах, имеющих 99% отражения, приблизительно через 70 циклов свет станет в два раза слабее. После 140 отражений он ослабнет ещё в два раза. С каждым разом лучи света тускнеют и меняют цвет. Таким образом, настанет момент, когда свет вовсе погаснет.

Так всё-таки бесконечность возможна?

Бесконечное отражение луча от зеркала возможно лишь при абсолютно идеальных зеркалах, поставленных строго параллельно. Но можно ли достичь такой абсолютности, когда ничто в материальном мире не бывает абсолютным и идеальным? Если это и возможно, то только с точки зрения религиозного сознания, где абсолютное совершенство — это Бог, Творец всего вездесущего.

По причине отсутствия идеальной поверхности зеркал и идеальной параллельности их друг другу ряд отражений подвергнется изгибу, и изображение исчезнет, как будто за углом. Если учесть ещё и то, что человек, смотрящий на когда зеркал два, а он между ними — еще и свеча, тоже не будет стоять строго параллельно, то видимый ряд свечей исчезнет за рамкой зеркала довольно-таки быстро.

Многократное отражение

В школе ученики учатся строить изображения объекта, используя По закону отражения света в зеркале, предмет и его зеркальное изображение симметричны. Изучая построение изображений с использованием системы двух и более зеркал, школьники получают в результате эффект многократного отражения.

Если к одиночному плоскому зеркалу добавить второе расположенное под прямым углом к первому, то появятся не два отражения в зеркале, а три (обозначают их обычно S1, S2 и S3). Срабатывает правило: изображение, которое возникает в одном зеркале, отражается во втором, затем это первое отражается в другом, и снова. Новое, S2, отразится в первом, создав третье изображение. Все отражения будут совпадать.

Симметрия

Возникает вопрос: почему в зеркале отражения симметричны? Ответ даёт геометрическая наука, причём в тесной связи с психологией. То, что для нас является низом и верхом, для зеркала меняется местами. Зеркало как бы выворачивает наизнанку то, что находится перед ним. Но удивительно, что в итоге пол, стены, потолок и всё остальное в отражении выглядят так же, как и в реальности.

Как воспринимает отражение в зеркале человек?

Человек видит благодаря свету. Его кванты (фотоны) имеют свойства волны и частицы. Исходя из теории о первичных и вторичных источниках света, фотоны луча света, падая на непрозрачный объект, поглощаются атомами на его поверхности. Возбужденные атомы сразу возвращают энергию, которую поглотили. Вторичные фотоны излучаются равномерно во все стороны. Шероховатая и матовая поверхности дают диффузное отражение.

Если это поверхность зеркала (или ему подобная), то излучающие свет частицы упорядочены, свет проявляет волновые характеристики. Вторичные волны компенсируются во всех направлениях, помимо того что они подчинёны закону, согласно которому угол падения равен углу отражения.

Фотоны как бы упруго отпрыгивают от зеркала. Их траектории начинаются от предметов, как будто расположенных позади него. Именно их и видит человеческий глаз, смотря в зеркало. Мир за зеркалом отличен от реального. Чтобы прочитать там текст, нужно начинать справа налево, а стрелки часов идут в обратную сторону. Двойник в зеркале поднимает левую руку, когда человек, стоящий перед зеркалом, — правую.

Отражения в зеркале будут разными для людей, одновременно смотрящих в него, но находящихся на разных расстояниях и в разных положениях.

Самыми лучшими зеркалами в древности считались те, что сделаны из отполированного тщательно серебра. Сегодня слой металла наносится с обратной стороны стекла. Его защищают от повреждения несколькими слоями из краски. Вместо серебра для экономии, часто наносят слой алюминия (коэффициент отражения — приблизительно 90%). Глаза человека разницы между серебряным покрытием и алюминиевым практически не замечает.

На этом уроке вы узнаете об отражении света и мы сформулируем основные законы отражения света. Ознакомимся с этими понятиями не только с точки зрения геометрической оптики, но и с точки зрения волновой природы света.

Как мы видим подавляющее большинство предметов вокруг нас, ведь они не являются источниками света? Ответ вам хорошо знаком, вы его получили еще в курсе физики 8 класса. Мы видим окружающий нас мир за счет отражения света.

Для начала вспомним определение.

Когда световой луч падает на границу раздела двух сред, он испытывает отражение, то есть возвращается в исходную среду.

Обратите внимание на следующее: отражение света — это далеко не единственный возможный исход дальнейшего поведения падающего луча, частично он проникает в другую среду, то есть поглощается.

Поглощение света (абсорбция) — явление потери энергии световой волной, проходящей через вещество.

Построим падающий луч , отраженный луч и перпендикуляр в точку падения (рис. 1.).

Рис. 1. Падающий луч

Углом падения называется угол между падающим лучом и перпендикуляром (),

Угол скольжения.

Эти законы впервые были сформулированы Евклидом в его труде «Катоптрика». И с ними мы уже ознакомились в рамках программы физики 8 класса.

Законы отражения света

1. Падающий луч, отраженный луч и перпендикуляр в точку падения лежат в одной плоскости.

2. Угол падения равен углу отражения.

Из закона отражения света следует обратимость световых лучей. То есть если мы поменяем местами падающий луч и отраженный, то ничего не изменится с точки зрения траектории распространения светового потока.

Спектр применения закона отражения света весьма широк. Это и тот факт, с которого мы начали урок, что большинство предметов вокруг нас мы видим именно в отраженном свете (луну, дерево, стол). Еще одним хорошим примером использования отражения света являются зеркала и светоотражатели (катафоты).

Катафоты

Разберемся в принципе работы простого световозвращателя.

Катафот (от древнегреческого kata — приставка со значением усилия, fos — «свет»), световозвращатель, фликер (от англ. flick — «мигать») — устройство, предназначенное для отражения луча света в сторону источника с минимальным рассеиванием.

Каждый велосипедист знает, что передвижение в темное время суток без наличия катафотов может быть опасным.

Также фликеры используются в униформах дорожных рабочих, сотрудников ГИБДД.

Как ни удивительно, свойство катафота основано на простейших геометрических фактах, в частности на законе отражения.

Отражение луча от зеркальной поверхности происходит по закону: угол падения равен углу отражения. Рассмотрим плоский случай: два зеркала, образующих угол в 90 градусов. Луч, идущий в плоскости и попадающий на одно из зеркал, после отражения от второго зеркала уйдет ровно в том направлении, в котором пришел (см. рис. 2).

Рис. 2. Принцип действия углового катафота

Для получения такого эффекта в обычном трехмерном пространстве необходимо расположить три зеркала во взаимно перпендикулярных плоскостях. Возьмем уголок куба с краем в виде правильного треугольника. Луч, попавший на такую систему зеркал, после отражения от трех плоскостей уйдет параллельно пришедшему лучу в обратном направлении (см. рис. 3.).

Рис. 3. Уголковый отражатель

Произойдет световозвращение. Именно это простое устройство с его свойствами и называют уголковым отражателем.

Рассмотрим отражение плоской волны (волна называется плоской, если поверхности равной фазы представляют собой плоскости) (рис. 1.)

Рис. 4. Отражение плоской волны

На рисунке — поверхность, и — два луча падающей плоской волны, они параллельны друг другу, а плоскость — волновая поверхность. Волновую поверхность отраженной волны можно получить, если провести огибающую вторичных волн, центры которых лежат на границе раздела сред.

Различные участки волновой поверхности достигают отражающей границы не одновременно. Возбуждение колебаний в точке начнется раньше, чем в точке на промежуток времени . В момент когда волна достигнет точки и в этой точке начнется возбуждение колебаний, вторичная волна с центром в точке (отраженный луч ) уже будет представлять собой полусферу радиусом . Исходя из того, что мы только что записали, этот радиус так же будет равен отрезку .

Теперь мы видим: , треугольники и — прямоугольные, а значит, . А в свою очередь, и есть угол падения . А — угол отражения . Следовательно, мы получаем, что угол падения равен углу отражения .

Итак, при помощи принципа Гюйгенса ми доказали закон отражения света. Получить это же доказательство можно, пользуясь принципом Ферма.

В качестве примера (рис. 5.) изображено отражение от волнообразной, шероховатой поверхности.

Рис. 5. Отражение от шероховатой, волнообразной поверхности

На рисунке видно, что отраженные лучи идут в самых различных направлениях, Ведь направление перпендикуляра к точке падения для разного луча будет разным, соответственно, и угол падения, и угол отражения тоже будут разными.

Поверхность считается неровной, если размеры ее неровностей не меньше длины световых волн.

Поверхность, которая будет отражать лучи во все стороны равномерно, называется матовой. Таким образом, матовая поверхность гарантирует нам рассеянное или диффузное отражение, которое возникает вследствие неровностей, шероховатостей, царапин.

Поверхность, которая равномерно рассевает свет во все стороны, называется абсолютно матовой. В природе абсолютно матовую поверхность вы не встретите, тем не менее к ним очень близки поверхность снега, бумаги и фарфора.

Если же размер неровностей поверхности меньше длинны световой волны, то такая поверхность будет называться зеркальной.

При отражении от зеркальной поверхности параллельность пучка сохраняется (рис. 6.).

Рис. 6. Отражение от зеркальной поверхности

Приблизительно зеркальной является гладкая поверхность воды, стекла и полированного металла. Даже матовая поверхность может оказаться зеркальной, если изменить угол падения лучей.

В начале урока мы говорили о том, что часть падающего луча отражается, а часть поглощается. В физике есть величина, которая характеризует, какая доля энергии падающего луча отразилась, а какая поглотилась.

Альбедо

Альбедо — коэффициент, который показывает, какая доля энергии падающего луча отражается от поверхности, (от латинского albedo — «белизна») — характеристика диффузной отражательной способности поверхности.

Или иначе — это доля, выраженная в процентах отраженной радиации энергии от поступающей на поверхность.

Чем ближе альбедо к ста, тем больше энергия отражается от поверхности. Несложно догадаться, что коэффициент альбедо зависит от цвета поверхности, в частности, от белой поверхности энергия будет значительно лучше отражаться, чем от черной.

Самое большое альбедо для веществ у снега. Оно составляет порядка 70-90 %, в зависимости от его новизны и сорта. Именно поэтому снег медленно тает, пока он свежий, а точнее белый. Значения альбедо для других веществ, поверхностей указаны на рисунке 7.

Рис. 7. Значение альбедо для некоторых поверхностей

Очень важным примером применения закона отражения света являются плоские зеркала — плоская поверхность, которая зеркально отражает свет. Такие зеркала есть у вас в доме.

Разберемся, как строить изображение предметов в плоском зеркале (рис. 8.).

Рис. 8. Построение изображения предмета в плоском зеркале

Точечный источник света, испускающий лучи в разные направления, возьмем два близких луча, падающих на плоское зеркало. Отраженные лучи пойдут так, будто они исходят из точки , которая симметрична точке относительно плоскости зеркала. Самое интересное начнется, когда отраженные лучи попадут нам в глаз: наш мозг сам достраивает расходящийся пучок, продолжая его за зеркало до точки

Нам кажется, что отраженные лучи исходят из точки .

Эта точка и служит изображением источника света . Конечно же, в реальности за зеркалом ничего не светится, это всего лишь иллюзия, поэтому эту точку называют мнимым изображением.

От расположения источника и размеров зеркала зависит область видения — область пространства, из которой видно изображение источника. Область видения задается краями зеркала и .

Например, в зеркало в ванной можно смотреться под определенным углом, если отойти от него вбок, то вы себя или предмет, который хотите рассмотреть, не увидите.

Для того чтобы построить изображение произвольного предмета в плоском зеркале, необходимо построить изображение каждой его точки. Но если мы знаем, что изображение точки симметрично относительно плоскости зеркала, то и изображение предмета будет симметричным относительно плоскости зеркала (рис. 9.)

Выпуск 2

Во второй серии передачи «Академия занимательных наук. Физика» профессор Кварк расскажет ребятам о физике зеркала. Оказывается, зеркало обладает многими интересными особенностями, а при помощи физики можно разгадать, почему так происходит. Почему зеркало отражает всё наоборот? Почему предметы в зеркале кажется дальше, чем они есть? Как сделать так, чтобы зеркало отражало предметы правильно? Ответы на эти и многие другие вопросы вы узнаете, посмотрев видеоурок, посвящённый физике зеркала.

Физика зеркала

Зеркало — гладкая поверхность, предназначенная для отражения света. Изобретение настоящего стеклянного зеркала следует отнести к 1279 году, когда францисканец Джон Пекам описал способ покрывать стекло тонким слоем свинца. Физика зеркала не так уж сложна. Ход лучей, отражённых от зеркала прост, если применять законы геометрической оптики. Луч света падает на зеркальную поверхность под углом альфа к нормали (перпендикуляру), проведённой к точке падения луча на зеркало. Угол луча отражённого будет равен тому же значению-альфа. Луч, падающий на зеркало под прямым углом к плоскости зеркала, отразится сам в себя. Для простейшего — плоского — зеркала изображение будет расположено за зеркалом симметрично предмету относительно плоскости зеркала, оно будет мнимым, прямым и такого же размера, как сам предмет. Это нетрудно установить, пользуясь законом отражения света. Отражение — физический процесс взаимодействия волн или частиц с поверхностью, изменение направления волнового фронта на границе двух сред с разными свойствами, в котором волновой фронт возвращается в среду, из которой он пришёл. Одновременно с отражением волн на границе раздела сред, как правило, происходит преломление волн (за исключением случаев полного внутреннего отражения). Закон отражения света — устанавливает изменение направления хода светового луча в результате встречи с отражающей (зеркальной) поверхностью: падающий и отражённый лучи лежат в одной плоскости с нормалью к отражающей поверхности в точке падения, и эта нормаль делит угол между лучами на две равные части. Широко распространённая, но менее точная формулировка «угол отражения равен углу падения» не указывает точное направление отражения луча. Физика зеркала позволяет проделывать разные интересные фокусы, основанные на оптических иллюзиях. Некоторые из этих фокусов Даниил Эдисонович Кварк продемонстрирует телезрителям в своей лаборатории.

Закон отражения задачи — Korholding.ru

Данная разработка урока позволяет изучить законы отражения света, научить учащихся решать качественные задачи, выяснить условия, при которых совершается отражение света, осмыслить практическую значимость, полезность приобретаемых знаний и умений, отрабатывать умения строить предположение, подтверждать его опытом и самостоятельно делать вывод; развивать речь учащихся, умения анализировать, развить исследовательские умения; формировать умения выделять главное, совершенствовать интеллектуальные способности; решать тренировочные задачи.

Название УМК: Физика 8 класс: учебник для общеобразовательных учреждений/ А. В. Перышкин. – 13-е издание, стереотип. – М.: Дрофа, 2010

Место и роль урока в изучаемой теме: второй урок при изучении главы «Световые явления». Основополагающая и фундаментальная роль урока в физике.

Тип урока: открытие нового знания.

Цель урока: познакомиться с явлением отражения света и законами, которым подчиняется это явление.

Оборудование: компьютер или ноутбук для учителя, мультимедийный проектор, презентация (Приложение 1) “Отражение света. Закон отражения света” (программа MS Power Point),экран, плоское зеркало, лазерный луч, транспортир, карандаш.

Предметные результаты: понимание сущности определения понятий «угол падения», «угол отражения», «обратимость световых лучей», «отражение света»; помочь экспериментально установить и сформулировать закон отражения света.
Метапредметные результаты: понимание и способность объяснить такое физическое явление как отражение света, понимание смысла закона отражения света.
Личностные результаты: понимание значения закона отражения света в жизни человека и умение использовать полученные знания в повседневной жизни; формирование и развитие коммуникативных умений, умения общаться и взаимодействовать в коллективе, работать в парах, уважать мнение других.

прививать интерес к предмету физика;

научить самостоятельности, ответственности, уверенности;

создать ситуацию успеха и дружеской поддержки в процессе урока.

Оборудование и наглядные пособия:

• Прибор по геометрической оптике, зеркала, призмы, катафот, бинокль, оптоволокно, приборы для опыта.
• Компьютер, видеопроектор, экран, презентация “Практическое применение законов отражения и преломления света”

I. Тема и цель урока (2 минуты)

II. Повторение (фронтальный опрос) – 4 минут

III. Применение прямолинейности распространения света. Задача (у доски). — 5 минут

IV. Применение закона отражения света. — 4 минуты

V. Применение закона преломления света:

1) Опыт — 4 минуты

2) Задача — 5 минут

VI Применение полного внутреннего отражения света:

а) Оптические приборы – 4 минуты.

в) Волоконная оптика – 4 минуты.

VII Миражи — 4 минуты

VIII.Самостоятельная работа – 7 мин.

IХ Подведение итогов урока. Домашнее задание – 2 мин.

I. Тема урока, цель, задачи, содержание. (Слайд1-2)

Эпиграф. (Слайд 3)

Чудный дар природы вечной,
Дар бесценный и святой,
В нем источник бесконечный
Наслажденье красотой:
Небо, солнце, звезд сиянье,
Море в блеске голубом –
Всю картину мирозданья
Мы лишь в свете познаем.
И.А.Бунин

а) Геометрическая оптика. (Слайды 4-7)

Свет в однородной среде распространяется прямолинейно. Или в однородной среде световые лучи представляют собой прямые линии

Линия, вдоль которой распространяется световая энергия, называется лучом. Прямолинейность распространения света со скоростью 300000км/с используется в геометрической оптике.

Пример: Применяется при проверке по лучу прямолинейности отстроганной доски.

Возможность видеть несветящиеся предметы связана с тем, что всякое тело частично отражает, а частично поглощает падающий на него свет. (Луна). Среда, в которой скорость распространения света меньше, является оптически более плотной средой. Преломление света — это изменение направления луча света при пересечении границы между средами. Преломление света объясняется различием в скоростях распространения света при переходе из одной среды в другую

б) Демонстрация явления отражения и преломления на приборе “Оптический диск”

в) Вопросы для повторения. (Слайд 8)

III. Применение прямолинейности распространения света. Задача (у доски).

а) Образование тени и полутени. (Слайд 9).

Прямолинейностью распространения света объясняется образование тени и полутени. При малых размерах источника или если источник, находится на расстоянии, по сравнению с которым размерами источника можно пренебречь получается только тень. При больших размерах источника света или, если источник находится близко к предмету, создаются нерезкие тени (тень и полутень).

б) Освещение Луны. (Слайд10).

Луна по своему пути вокруг Земли освещается Солнцем, она сама не светится.

1. новолуние, 3. первая четверть, 5. полнолуние, 7. последняя четверть.

в) Применение прямолинейности распространения света в строительстве, в строительстве дорог и мостов. (Слайды 11-14)

г) Задача №1352(Д) (учащийся у доски). Длина тени от Останкинской телевизионной башни, освещенной солнцем, в некоторый момент времени оказалась равной 600 м; длина тени от человека высотой 1,75 м в тот же момент времени была равна 2 м. Какова высота башни? (Слайд 15-16)

Вывод: По этому принципу можно определить высоту недоступного предмета: высоту дома; высоту отвесной скалы; высоту высокого дерева.

д) Вопросы для повторения. (Слайд 17)

IV. Применение закона отражения света. (Слайды 18-21).

а) Зеркала (Сообщение учащегося).

Свет, встречная на своем пути какой нибудь объект, отражается от его поверхности. Если она не ровная, то отражение происходит во многих направлениях и свет рассеивается.Когда же поверхность гладкая, то все лучи отходят от нее параллельно друг другу и получается зеркальное отражение.Так свет обычно отражается от свободной поверхности покоящихся жидкостей и от зеркал. Форма у зеркал может быть разная. Они бывают плоскими, сферическими, циоиндрическими, пароболическими и т.д. Свет, исходящий из обьекта, распростроняется в виде лучей, которые, падая на зеркало, отражаются. Если они вновь после этого соберутся в какой-нибудь точке,то говорят, что в ней возникло действие изображние объекта. Если же лучи остаются разьединенными, но в какой-то точке сходятся их продолжения, то нам кажется, что лучи исходят их неё именно там находится объект. Это так называемое мнимое изображение,которое создается в воображении наблюдения. С помощью вогнутых зеркал можно проецировать изображениена какую-нибудь поверхностьили собирать в одной точке слабый свет, приходящий от удаленного объекта,как это бывает при наблюдении звезд с помощью телескопа-рефлектора. В обоих случаях изображение получается действительным, другие зеркала используются для того, чтобы видить в них объект в натуральную величину (обычные плоские зеркала), увеличенным (такие зеркальца носят в дамской сумочке) или уменьшенным(зеркала заднего вида в автомобилях). Получаемые при этом изображения являются мнимыми(виртуальными). А с помощью кривых, несферических зеркал можно делать изображение искаженным.

V. Применение закона преломления света. (Слайды 22-23).

а) Ход лучей в стеклянной пластинке. Построить и объяснить. (Учащийся у доски)

б) Ход лучей в треугольной призме. Построить и объяснить. (Учащийся у доски)

в) Опыт: Применение закона преломления. (Сообщение учащегося.) (Слайды 24)

Неопытные купальщики нередко подвергаются большой опасности только потому, что забывают об одном любопытном следствии закона преломления света. Они не знают, что преломление словно поднимает все погруженные в воду предметы выше истинного их положения. Дно пруда, речки, водоема представляется глазу приподнятым почти на третью часть глубины. Особенно важно знать это детям и вообще людям невысокого роста, для которых ошибка в определении глубины может оказаться роковой. Причина преломление световых лучей.

Опыт: На дно, стоящей перед учащимися чашки положить монетку так. чтобы она не была видна учащемуся. Попросить его не поворачивая головы, налить в чашку воды, то монетка “всплывёт”. Если из чашки спринцовкой удалить воду, то дно с монеткой опять “опустится”. Объяснить опыт. Провести опыт каждому дома.

г) Задача. Истинная глубина участка водоёма равна 2 метра. Какова кажущая глубина для человека, смотрящего на дно под углом 60°к поверхности воды. Показатель преломления воды равен 1,33. (Слайды 25-26).

д) Вопросы для повторения. (Слайд 27-28).

VI. Полное внутреннее отражение. Оптические приборы

а) Полное внутреннее отражение. Оптические приборы. (Сообщение учащегося)

Полное внутренне отражение происходит в том случае, когда свет падает на границу между оптически более плотной средой и менее плотной средой. Полное внутреннее отражение находит применение во многих оптических приборах. Предельный угол для стекла 35°-40° в зависимости от показателя преломления данного сорта стекла. Поэтому в 45° призмах свет будет испытывать полное внутреннее отражение.

Вопрос. Почему оборотные и поворотные призмы лучше применять, чем зеркала?

а) Они отражают почти 100 света, так как самые лучшие зеркала — менее 100. Изображение получается более ярким.

в) Их свойства остаются неизменными, так как металлические зеркала тускнеют с течением времени из-за окисления металла.

Применение. Поворотные призмы применяются в перископах. Оборотные призмы – в биноклях. На транспорте применяется угловой отражатель – катафот, его укрепляют сзади – красный, впереди – белый, на спицах колес велосипеда – оранжевый. Световозвращатель или оптическое устройство, отражающее свет обратно к освещающему его источнику независимо от угла падения света на поверхность. Ими оборудуются все транспортные средства и опасные участки дорог. Изготавливается из стекла или пластмасс.

б) Вопросы для повторения. (Слайд 36).

в) Волоконная оптика. (Сообщение учащегося). (Слайды 37-42).

На полном внутреннем отражении света основана волоконная оптика. Волокна бывают стеклянные и пластиковые. Диаметр их очень маленький- несколько микрометров. Пучок этих тонких волокон называется световодом, свет передвигается по нему почти без потерь, даже если предать световоду сложную форму. Это используется в декоративных светильниках, при подсветки струй в фонтанах.

Световоды находят применение для передачи сигналов в телефонной и других видах связи. Сигнал представляет собой модулированный световой пучок и передается с меньшими потерями, чем при передаче электрического сигнала по медным проводам.

Световоды применяются в медицине – передача четкого изображения. Вводя через пищевод “эндоскоп” врач получает возможность обследовать стенки желудка. По одним волокнам посылается свет для освещения желудка, по другим идёт отражённый свет. Чем больше волокон, и чем они тоньше, тем лучше получается изображение. Эндоскоп полезен при обследовании желудка и других труднодоступных мест, при подготовки больного к операции или при поиски травм и повреждений без хирургического вмешательства.

В световоде происходит полное отражение света от внутренней поверхности стеклянного или прозрачного пластикового волокна. На каждом из торцов световода имеются линзы. На торце обращенном к объекту. линза превращает исходящие из него лучи в параллельный пучок. На торце, обращенном к наблюдателю, имеется зрительная труба, позволяющая рассмотреть изображение.

VII. Миражи. (Учащийся рассказывает, дополняет учитель) (Слайды 43-46).

Французская армия Наполеона в 18 веке встретилась в Египте с миражом. Солдаты увидели впереди “озеро с деревьями”. Мираж — французское слово, означает “отражать как в зеркале”. Солнечные лучи проходят через воздушное зеркало, порождают “чудеса”. Если земля хорошо нагрета, то нижний слой воздуха значительно теплее, чем слои расположенные выше.

Мираж — оптическое явление в ясной, спокойной атмосфере при различной нагретости отдельных ее слоев, состоящее в том, что невидимые, находящиеся за горизонтом предметы отражаются в преломленной форме в воздухе.

Поэтому солнечные лучи, пронизывая воздушную толщу, никогда не идут прямолинейно, а искривляются. Это явление называется рефракцией.

Мираж многолик. Он может быть простым, сложным, верхним, нижним, боковым.

Когда нижние слои воздуха хорошо нагреты, то наблюдается нижний мираж – мнимое перевернутое изображение предметов. Так чаще всего бывает в степях и пустынях. Этот вид миража можно увидеть в Средней Азии, Казахстане, Поволжье.

Если приземные слои воздуха гораздо холоднее, чем верхние, то возникает верхний мираж — изображение отрывается от земли и повисает в воздухе. Предметы кажутся ближе и выше, чем на самом деле. Этот вид миража наблюдается ранним утром, когда солнечные лучи еще не успели согреть Землю.

На поверхности моря в жаркие дни моряки видят корабли, повисшие в воздухе, и даже предметы далеко за горизонтом.

VIII. Самостоятельная работа. Тест – 5 мин. (Слайды 47-53).

1. Угол между падающем лучом и плоскостью зеркала равен 30°. Чему равен угол отражения?

2. Почему для транспорта световым сигналом опасности является красный цвет?

а) ассоциируется с цветом крови;

б) лучше бросается в глаза;

в) имеет самый малый показатель преломления;

г) имеет наименьшее рассеивание в воздухе

3. Почему рабочие на стройке носят каски оранжевого цвета?

а) оранжевый цвет хорошо заметен на расстоянии;

б) мало изменяется во время непогоды;

в) имеет наименьшее рассеивание света;

г) согласно требованию безопасности труда.

4. Чем объяснить игру света в драгоценных камнях?

а) их грани тщательно шлифуются;

б) большим показателем преломления;

в) камень имеет форму правильного многогранника;

г) правильным расположением драгоценного камня по отношению к световым лучам.

5. Как изменится угол между падающим на плоское зеркало и отраженным лучами, если угол падения увеличить на 15°?

а) увеличится на 30°;

б) уменьшится на 30°;

г) увеличится на 15°;

6. Какова скорость света в алмазе, если показатель преломления равен 2,4?

а) примерно 2000000 км/с;

б) примерно 125000 км/с;

в) скорость света не зависит от среды, т.е. 300000 км/с;

IХ. Подведение итогов урока. Домашнее задание. (Слайды 54-56).

Анализ и оценка деятельности учащихся на уроке. Учащиеся обсуждают вместе с учителем результативность урока, оценивают свою деятельность.

1. Сколько правильных ответов вы получили?

2.Самая интересная информация на уроке

3. Узнали ли вы что-то новое?

4. Лучший докладчик.

2) Проделать опыт с монеткой дома.

Литература

Городецкий Д.Н. Проверочные работы по физике “Высшая школа”1987

Демкович В.П. Сборник задач по физике “Просвещение” 2004

Джанколе Д. Физика. Издательство “Мир” 1990

Перельман А.И. Занимательная физика Издательство “Наука” 1965

Лансберг Г.Д. Элементарный учебник физики Издательство “Наука” 1972

Интернет-ресурсы

закон отражения света — определение

Попроси больше объяснений

Следить

Отметить нарушение

Salavat1997 14. 06.2013

Ответы и объяснения

Закон отражения света:

1. Луч падающий, отраженный и перпендикуляр лежат в одной плоскости

2. угол падения равен углу отражения

Комментарии

закон отражения света- устанавливает изменение направления хода св етового луча в результате встречи с отражающей (зеркальной) поверхностью: падающий и отраженный лучи лежат в одной плоскости с нормалью к отражающей поверхности в точке падения, и эта нормаль делит угол между лучами на две равные части.

Презентация по физике на тему «Закон отражения света» (8 класс)

Успейте воспользоваться скидками до 60% на курсы «Инфоурок»

Описание презентации по отдельным слайдам:

Закон отражения света. Учитель физики: Карпова Татьяна Анатольевна МКУ СОШ № 9 г. Нижнеудинск 8 класс

Цель урока Познакомиться: с законом отражения света; с диффузным и зеркальным отражением; Научиться: применять закон отражения для построения изображения в плоском зеркале

Повторение Что такое свет? Виды источников света. Что такое луч света? В чем состоит закон прямолинейного распространения света? Какое явление является доказательством прямолинейного распространения света? Что такое тень? полутень? При каких условиях наблюдается тень? полутень? Точечный и протяженный источник света. Солнечные и лунные затмения. Причина.

Можно ли видеть свет? Попадая в глаз человека, свет вызывает зрительные ощущения, но это не значит, что свет можно видеть.

Можно ли видеть свет? Виден не сам свет, а отражающие и рассеивающие его частицы пыли. Хорошей отражательной способностью обладает зеркало (90% световой энергии)

Закон отражения был открыт древнегреческим ученым Евклидом SO — падающий луч OB – отраженный луч ОC – перпендикуляр, восстановленный в точке падения луча α – угол падения ( угол между падающим лучом и перпендикуляром восстановленным в точке падения луча) β – угол отражения (угол между OВ и ОC)

Закон отражения света Падающий луч, отраженный луч и перпендикуляр, восстановленный в точке падения луча лежат в одной плоскости; угол падения равен углу отражения. α = γ

Свойство световых лучей Обратимость световых лучей – луч, идущий по пути отраженного луча, отражается затем по пути падающего. А А В В С С

Алгоритм применения закона 1. Изобразить падающий луч

Алгоритм применения закона 2. Восстановить перпендикуляр в точке падения луча

Алгоритм применения закона 3. Показать угол падения α

Алгоритм применения закона 4. Применить закон отражения света α=γ α γ

Алгоритм применения закона 5. Изобразить отраженный луч α γ

Построение изображения в зеркале плоская поверхность, зеркально отражающая свет.

Характеристика изображения Мнимое Прямое Равное по размеру самому предмету Находится на таком же расстоянии за зеркалом, на каком предмет перед зеркалом

Построение изображения А В

Построение изображения А В А1

Построение изображения А В А1 В1

Зеркальное отражение «Кинь лед зебре, бобер, бездельник» Всегда меняет правое на левое и наоборот Слова перевертыши

Зеркальное отражение Свет отражается в строго определенном направлении

Диффузное отражение Каждая точка поверхности отражает свет только в «своем» направлении

Применение плоского зеркала Перископ – оптический прибор, служащий для наблюдения из танков, подводных лодок и различных укрытий

Зеркальный лабиринт Применение плоского зеркала

Применение плоского зеркала

Закрепление Можно ли видеть свет? Сформулировать закон отражения. Когда и кем он был открыт? Какой угол называют углом падения? Какой угол называют углом отражения? Какое свойство называют обратимостью световых лучей?

Задачи-вопросы Почему тени даже при одном источнике света никогда не бывают совершенно темными? В глаз человека попадают лучи света, отраженные от тел, окружающих предмет, на который падала тень. 2. Почему в комнате светло и тогда когда прямые солнечные лучи в ее окна не попадают? Через окна в комнату попадают лучи, отраженные от домов, деревьев, а также рассеянный свет

Задачи-вопросы 3. Почему одни обои кажутся светлыми, а другие при том же освещении более темными? Светлые обои отражают больше света, темные обои – больше поглощают 4. Почему пучки света автомобильных фар видны в тумане, в пыльном воздухе? Пучки света отражаются и рассеиваются частичками воды (из которых состоит туман) и пыли

Задачи-вопросы 5. Почему лица фехтовальщика, смотрящего через частую сетку, мы не видим, а он видит хорошо? Свет отражается и рассеивается металлической защитной сеткой и лица спортсмена нам не видно. Сам фехтовальщик видит т.к. через сетку свет попадает в глаза 6. Для чего при съёмках внутри зданий фотографы применяют белые экраны? 7. Являетесь ли вы источником света? Какого?

Дневное лунное небо в отличие от земного черного цвета. Это явление следствие того, что на Луне: нет океанов, отражающих солнечный свет; очень холодно; нет атмосферы; почва черного неба; днем жарко

Почему голубоватый дым сигареты становится светлым при его выдыхании курильщиком? Голубоватый химический компонент поглощается в легких. Дым охлаждается при выдыхании и становится беловатым. Полость рта изменяет химический состав дыма. Капли воды из полости рта образуют крупные частицы, объединяясь с молекулами дыма, рассеивая белый свет. Среди ответов нет правильного.

Изображение в плоском зеркале всегда: меньше предмета; больше предмета; дальше от зеркала, чем предмет; ближе к зеркалу, чем предмет; среди ответов нет правильного.

Человек находится от зеркала на расстоянии 5 м. На сколько метров изменится расстояние между ним и его изображением, если человек приблизится к зеркалу на 2 м? Увеличится на 3 м. Уменьшится на 2 м. Увеличится на 2 м. Уменьшится на 3 м. среди ответов нет правильного.

Человек движется к зеркалу со скоростью 1 м/с. Его изображение приближается к нему со скоростью: 1 м/с; 2 м/с; 4 м/с; 0,5 м/с; среди ответов нет правильного

Постройте изображение в плоском зеркале

Задача. Определить минимальный размер зеркала, которое следует повесить на вертикальной стене. Где должен быть его верхний край, чтобы человек видел себя в нем в полный рост, находясь от него на любом расстоянии? Рост человека h.

Домашнее задание § 63-64 прочитать Вопросы устно Упр. 30 (3) Упр. 31 (2)

Презентация по физике на тему «Закон отражения света» (8 класс).

Цель: познакомить учащихся с законом отражения света и его практическим применением.

Презентация знакомит учащихся с диффузным и зеркальным отражением, с алгоритмом применения закона отражения света при решении задач, с построением изображения в плоском зеркале. Знакомит с характеристикой изображения в плоском зеркале. На примере зеркального отражения показывает слова перевертыши, как меняется левое изображение на правое и т.д.

В презентации даются задачи-вопросы, построение изображений, которые вызывают интерес учащихся

Карпова Татьяна Анатольевна

3021

07.03.2015

Номер материала: 425266

Свидетельство о публикации данного материала автор может скачать в разделе «Достижения» своего сайта.

Не нашли то что искали?

Вам будут интересны эти курсы:

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение редакции может не совпадать с точкой зрения авторов.

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако редакция сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Закон отражения задачи

Сколько времени идет свет от Солнца до Земли
РЕШЕНИЕ

От ближайшей звезды (α Центавра) свет доходит до Земли за 4,3 года. Каково расстояние до звезды
РЕШЕНИЕ

В историческом опыте Физо по определению скорости света расстояние между колесом, имеющим N = 720 зубцов, и зеркалом было L = 8633 м. Свет исчез в первый раз при частоте обращения зубчатого колеса ν = 12,67 с-1. Какое значение скорости света получил Физо
РЕШЕНИЕ

В 1875 г. метод Физо был использован французским физиком Корню, который, значительно увеличив частоту вращения колеса, зарегистрировал 28 последовательных исчезновений и появлений света. Какое значение скорости света получил Корню, если расстояние от колеса до зеркала было 23 000 м, число зубцов 200, а 28-е появление света наблюдалось при частоте вращения колеса 914,3 с-1
РЕШЕНИЕ

Под каким углом должен падать луч света на плоское зеркало, чтобы угол между отраженным и падающим лучами был равен 70°
РЕШЕНИЕ

Изобразить два взаимно перпендикулярных зеркала АО и ОВ, луч СВ, падающий на зеркало ОВ, и направления DE и EF дальнейшего хода этого луча. Доказать, что луч EF параллелен лучу CD при любом угле падения луча CD в плоскости двугранного угла
РЕШЕНИЕ

Как при помощи двух плоских зеркал можно проводить наблюдения из-за укрытия? При возможности изготовьте такой прибор (зеркальный перископ)
РЕШЕНИЕ

Угловая высота Солнца над горизонтом а = 20°. Как надо расположить плоское зеркало, чтобы отраженные лучи света направить: а) вертикально вверх; б) вертикально вниз
РЕШЕНИЕ

Человек, стоящий на берегу озера, видит в гладкой поверхности воды изображение Солнца. Как будет перемещаться это изображение при удалении человека от озера? Солнечные лучи считать параллельными
РЕШЕНИЕ

Используя условие предыдущей задачи, найти, на сколько должен человек наклониться (понизить уровень глаз), чтобы изображение Солнца в воде приблизилось к берегу на 80 см, если высота Солнца над горизонтом 25°
РЕШЕНИЕ

Человек смотрится в зеркало, подвешенное вертикально. Будут ли изменяться размеры видимой в зеркале части тела человека по мере удаления его от зеркала? Ответ пояснить построением и проверить на опыте
РЕШЕНИЕ

На какой высоте h находится аэростат А, если с башни высотой H он виден под углом α над горизонтом, а его изображение в озере видно под углом β под горизонтом (рис. 110)
РЕШЕНИЕ

Зная скорость света в вакууме, найти скорость света в алмазе
РЕШЕНИЕ

Сравнить скорость света в этиловом спирте и сероуглероде
РЕШЕНИЕ

Почему, сидя у горящего костра, мы видим предметы, расположенные по другую сторону костра, колеблющимися
РЕШЕНИЕ

Почему, измеряя высоту небесного тела над горизонтом, мы находим ее большей, чем она есть в действительности
РЕШЕНИЕ

Угол падения луча света на поверхность подсолнечного масла 60°, а угол преломления 36°. Найти показатель преломления масла
РЕШЕНИЕ

На какой угол отклонится луч света от первоначального направления, упав под углом 45° на поверхность стекла? на поверхность алмаза
РЕШЕНИЕ

Водолазу, находящемуся под водой, солнечные лучи кажутся падающими под углом 60° к поверхности воды. Какова угловая высота Солнца над горизонтом
РЕШЕНИЕ

Луч света падает на поверхность воды под углом 40°. Под каким углом должен упасть луч на поверхность стекла, чтобы угол преломления оказался таким же
РЕШЕНИЕ

В каких случаях угол падения равен углу преломления
РЕШЕНИЕ

Луч света переходит из воды в стекло. Угол падения равен 35°. Найти угол преломления
РЕШЕНИЕ

Вода налита в аквариум прямоугольной формы. Угол падения луча света на стеклянную стенку 78,1°. Найти угол преломления луча в воде при выходе из стекла. Зависит ли ответ задачи от: а) толщины стенок; б) показателя преломления данного сорта стекла
РЕШЕНИЕ

Под каким углом должен падать луч на поверхность стекла, чтобы угол преломления был в 2 раза меньше угла падения
РЕШЕНИЕ

Под каким углом должен упасть луч на стекло, чтобы преломленный луч оказался перпендикулярным к отраженному
РЕШЕНИЕ

Найти угол падения луча на поверхность воды, если известно, что он больше угла преломления на 10°
РЕШЕНИЕ

Возьмите неглубокую чайную чашку, поставьте на стол и положите на ее дно монету. После этого отойдите от стола так, чтобы край чашки закрывал монету. Теперь, не меняя положения головы, попросите товарища налить в чашку воды. Монета станет снова видна. Сделайте чертеж, объясните явление
РЕШЕНИЕ

На дне пустого сосуда (рис. 111) лежит зеркало. Как будет изменяться ход отраженного луча по мере заполнения сосуда водой
РЕШЕНИЕ

Мальчик старается попасть палкой в предмет, находящийся на дне ручья глубиной 40 см. На каком расстоянии от предмета палка попадет в дно ручья, если мальчик, точно прицелившись, двигает палку под углом 45° к поверхности воды
РЕШЕНИЕ

В дно водоема глубиной 2 м вбита свая, на 0,5 м выступающая из воды. Найти длину тени от сваи на дне водоема при угле падения лучей 70°
РЕШЕНИЕ

В сосуде с водой находится полая (наполненная воздухом) призма, склеенная из стекла (рис. 112). Начертить дальнейший ход луча SA (указать лишь общий характер хода луча, не производя вычислений)
РЕШЕНИЕ

Луч света падает под углом 60° на стеклянную пластину толщиной 2 см с параллельными гранями. Определить смещение луча, вышедшего из пластины
РЕШЕНИЕ

Найти смещение а луча света, проходящего через прозрачную пластину с параллельными гранями, в воздухе, если угол падения луча равен а, угол преломления у, а толщина пластины d. Может ли луч, пройдя через пластину с параллельными гранями, сместиться так, чтобы расстояние между ним и его первоначальным направлением было больше толщины пластины
РЕШЕНИЕ

Вечером луч света от уличного фонаря падал под некоторым углом на поверхность воды в пруду. В морозную ночь пруд стал покрываться слоем прозрачного льда, который постепенно нарастал. Как изменялся ход луча в воде? Показатель преломления льда несколько меньше, чем воды
РЕШЕНИЕ

Где за ширмой (рис. 113) находится плоское зеркало, а где — треугольная стеклянная призма? Сделать пояснительные чертежи, указав ход лучей за ширмой
РЕШЕНИЕ

Начертить дальнейший ход лучей, падающих в точки А и В от источника S, находящегося на дне сосуда, в который налита вода (рис. 114)
РЕШЕНИЕ

С повышением температуры показатель преломления воды несколько уменьшается. Как при этом изменяется предельный угол полного отражения для воды
РЕШЕНИЕ

Найти показатель преломления рубина, если предельный угол полного отражения для рубина равен 34°
РЕШЕНИЕ

При каком наименьшем значении преломляющего угла А стеклянной призмы ВАС (рис. 115) луч SM будет претерпевать полное отражение
РЕШЕНИЕ

Луч света падает под углом 50° на прямую треугольную стеклянную призму с преломляющим углом 60°. Найти угол преломления луча при выходе из призмы
РЕШЕНИЕ

Луч падает перпендикулярно на боковую грань прямой стеклянной призмы, в основании которой лежит равнобедренный треугольник с углом при вершине 20°. На сколько градусов отклонится луч при выходе из призмы от своего первоначального направления, если он внутри призмы падает: а) на вторую боковую грань; б) на основание
РЕШЕНИЕ

3.1. Основные законы геометрической оптики

Основные законы геометрической оптики были известны задолго до установления физической природы света.

Закон прямолинейного распространения света : в оптически однородной среде свет распространяется прямолинейно. Опытным доказательством этого закона могут служить резкие тени, отбрасываемые непрозрачными телами при освещении светом источника достаточно малых размеров («точечный источник»). Другим доказательством может служить известный опыт по прохождению света далекого источника сквозь небольшое отверстие, в результате чего образуется узкий световой пучок. Этот опыт приводит к представлению о световом луче как о геометрической линии, вдоль которой распространяется свет. Следует отметить, что закон прямолинейного распространения света нарушается и понятие светового луча утрачивает смысл, если свет проходит через малые отверстия, размеры которых сравнимы с длиной волны. Таким образом, геометрическая оптика, опирающаяся на представление о световых лучах, есть предельный случай волновой оптики при λ → 0 . Границы применимости геометрической оптики будут рассмотрены в разделе о дифракции света.

На границе раздела двух прозрачных сред свет может частично отразиться так, что часть световой энергии будет распространяться после отражения по новому направлению, а часть пройдет через границу и продолжит распространяться во второй среде.

Закон отражения света : падающий и отраженный лучи, а также перпендикуляр к границе раздела двух сред, восстановленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости ( плоскость падения ). Угол отражения γ равен углу падения α.

Закон преломления света : падающий и преломленный лучи, а также перпендикуляр к границе раздела двух сред, восстановленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости. Отношение синуса угла падения α к синусу угла преломления β есть величина, постоянная для двух данных сред:

Закон преломления был экспериментально установлен голландским ученым В. Снеллиусом в 1621 г.

Постоянную величину n называют относительным показателем преломления второй среды относительно первой. Показатель преломления среды относительно вакуума называют абсолютным показателем преломления .

Относительный показатель преломления двух сред равен отношению их абсолютных показателей преломления:

Законы отражения и преломления находят объяснение в волновой физике. Согласно волновым представлениям, преломление является следствием изменения скорости распространения волн при переходе из одной среды в другую. Физический смысл показателя преломления – это отношение скорости распространения волн в первой среде υ₁ к скорости их распространения во второй среде υ₂:

Абсолютный показатель преломления равен отношению скорости света c в вакууме к скорости света υ в среде:

Рис 3. 1.1 иллюстрирует законы отражения и преломления света.

Среду с меньшим абсолютным показателем преломления называют оптически менее плотной.

При переходе света из оптически более плотной среды в оптически менее плотную n ₂ 1 – абсолютный показатель преломления первой среды.

Для границы раздела стекло–воздух ( n = 1,5 ) критический угол равен α_пр = 42° , для границы вода–воздух ( n = 1,33 ) α_пр = 48,7° .

Явление полного внутреннего отражения находит применение во многих оптических устройствах. Наиболее интересным и практически важным применением является создание волоконных световодов , которые представляют собой тонкие (от нескольких микрометров до миллиметров) произвольно изогнутые нити из оптически прозрачного материала (стекло, кварц). Свет, попадающий на торец световода, может распространяться по нему на большие расстояния за счет полного внутреннего отражения от боковых поверхностей (рис 3.1.3). Научно-техническое направление, занимающееся разработкой и применением оптических световодов, называется волоконной оптикой .

Чем вы руководствуетесь, принимая решение участвовать в профессиональном конкурсе?

Это отличная возможность для личностного роста, общение с коллегами, обмен творческими идеями, возможность получить оценку своей работы

Диплом или сертификат об участии – хорошее дополнение к моему портфолио

Хочу поменять место работы, знакомлюсь с коллегами, их стилем работы, чтобы предложить свою кандидатуру для работы в понравившейся школе

Выбираю конкурсы, в которых объявлено о материальном вознаграждении, и стараюсь победить

Всего проголосовало: 54

Текущий номер

Каждая лекция как ступенька мастерства

номер 34, от 21 августа 2018

Читайте в следующем номере «Учительской газеты»

У каждой школы, у каждого педагога, у каждого школьника — свой рецепт успеха и свое понимание этого феномена. Однако, если в одном месте и в одно время собираются люди, чьи взгляды на успешность совпадают, такой коллектив становится способен на многое. О том, каких результатов удалось добиться школе №5 села Эдиссия Ставропольского края, бронзовому призеру II Всероссийского конкурса «Успешная школа» — в репортаже Вадима Мелешко.

Наши приложения

Урок физики в 8 классе на тему «Отражение света. Закон отражения света»

Мотивация учащихся к учебной деятельности формируется через необычность, новизну деятельности. Пейзажи, музыкальная заставка, поэтические строки привлекают ребят. На протяжении всего урока использование ИКТ позволяет стабильно удерживать внимание детей и поддерживать их интерес к изучаемой теме.

На уроке используются современные технологии: информационно-коммуникационные, здоровьесбережение, проблемное обучение. На протяжении занятия перед учащимися ставятся проблемные ситуации, проблемные вопросы, в разрешении которых необходима самостоятельная деятельность.

Считаю, что работа в группах помогает ребятам совместными усилиями не только выдвигать гипотезы, но и находить способы разрешения проблем, через исследовательскую и поисковую деятельности.

Ситуация успеха создается через реализацию потребности в познании, эмоциональном восприятии новых для ребят форм получения информации – рабочая тетрадь, учебно-методический комплекс «Физика 7-9» ( http://school-collection.edu.ru/catalog/rubr/4dc8092d-e921-11dc-95ff-0800200c9a66/ )

В результате мыслительной деятельности участники образовательного процесса должны сделать вывод, что познавать мир можно только в результате деятельности.

Тип урока: урок изучения и первичного закрепления новых знаний.

Цель урока: сформулировать и научить применять закон отражения света. Развитие у учащихся способность осознавать себя в связях с окружающим миром.

1. ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ – сформировать понятие отражения света, раскрыть сущность закона отражения.

2. РАЗВИВАЮЩАЯ – способствовать формированию умения анализировать, выделять главное, обобщать, объяснять понятия, доказывать свою точку зрения на основе эксперимента.

3. ВОСПИТАТЕЛЬНАЯ – способствовать развитию диалогического общения, умения работать в группах и формирование мировоззрения. Раскрытие для учащихся ценностного содержания окружающего мира.

1. Мотивирование к учебной деятельности.

2. Актуализация и фиксирование индивидуального затруднения в пробном учебном действии.

3. Постановка учебной проблемы.

4. Выдвижение и проверка гипотезы.

5. Первичное закрепление с проговариванием во внешней речи.

6. Самостоятельная работа с самопроверкой по эталону.

7. Включение в систему знаний и повторение.

8. Рефлексия учебной деятельности на уроке (итог).

Оборудование урока : компьютер, плоские зеркала, карандаши, транспортир, лазерные фонарики, рабочие тетради.

1. Мотивирование к учебной деятельности

Учитель : Здравствуйте, ребята!

Я, Дракина Екатерина Анатольевна, преподаю один из самых значимых для жизни предметов — физику!

Я предлагаю работать под девизом: «Единственный путь, ведущий к познанию , — это деятельность». Б. Шоу.

Для организации деятельности, я надеюсь, она у нас будет активной, разделитесь на группы так, чтобы ваша работа была плодотворной.

Ничто в природе не было так неуловимо, ни один свой секрет природа не охраняла так тщательно, как секрет о нем. На этом основании его часто называли самым темным пятном в физике. Но именно он позволил нам познать окружающий мир.

Как вы думаете, о чем идет речь?

СВЕТ! В погоне за светом, стремясь к познанию бесконечности, 12 апреля 1961 был совершен первый полет в космос. Простой советский парень Юрий Гагарин стал первым человеком, который проложил дорогу к звездам! 50 лет прошло с тех пор, но окружающий мир остается для нас неиссякаемым источником познания.

2. Актуализация и фиксирование индивидуального затруднения в пробном учебном действии.

Да, солнце: пламенно, бессмертно, бесконечно.

Дарует людям жизнь. Рассеивает мрак.

А вот луна: взаймы берет у солнца вечно!

Что вас заинтересовало при прослушивании отрывка?

Какое явление мы будем рассматривать на уроке?

Тема урока: «Отражение света. Закон отражения света».

3. Постановка учебной проблемы.

В X веке на смену древнегреческой теории зрительных лучей, которые выходят из глаз и создают зрительные ощущения, пришла теория зрения арабского физика и математика Альхазена, согласно которой зрительные изображения тел создаются лучами, исходящими от видимых тел. Попадая в глаз, эти лучи вызывают зрительные ощущения.

О каких лучах, на ваш взгляд идет речь?

4. Выдвижение и проверка гипотезы.

Посмотрите на экран, какой физический закон демонстрирует нам природа? (см. презентацию).

Закон прямолинейного распространения света в однородной среде.

Узкий световой луч является физической моделью узкого пучка света?

Как вы думаете, является ли световым лучом свет от лазерного фонарика? Ведь луча не видно. Как сделать его видимым?

Если в помещении будет задымленность, или пыльно, то луч станет виден.

Микроитог: Скажите, благодаря чему мы видим все окружающие нас предметы?

Для того чтобы выяснить, что происходит при отражении света от отражающей поверхности, введем важные понятия.

Работа с ИУМК «Физика 7-9».

А теперь я предлагаю вам провести самый настоящий эксперимент! У вас на столах находятся отражающие поверхности, лазерные фонарики, транспортиры и экраны.

Откройте рабочие тетради. (Приложение №2)

Прочитайте инструкцию по выполнению задания в рабочей тетради. В ходе эксперимента выясните зависимость угла отражения от угла падения.

(1 группа — угол падения 30º, 2 группа — 60º, 3 группа — 45º)

Сформулировал закон отражения света греческий математик Евклид в своем трактате «Оптика» (300 г. до н.э).

5. Первичное закрепление с проговариванием во внешней речи.

Найдите в учебнике и прочтите закон отражения света.

Закон отражения света гласит: Лучи, падающий и отраженный, лежат в одной плоскости с перпендикуляром, проведенным к границе раздела двух сред в точке падения луча. Угол падения равен углу отражения.

6. Самостоятельная работа с самопроверкой по эталону.

Перед вами стоит задача ответить на следующие вопросы:

Как изменится угол между падающим на зеркальную поверхность и отраженным лучами при уменьшении угла падения на 5°?

Угол падения на зеркальную поверхность 15°. Чему равен угол между падающим лучом и поверхностью?

Угол между падающим и отраженными лучами 20°. Каким будет угол отражения, если угол падения увеличится на 5°?

7. Включение в систему знаний и повторение.

Отражение света встречается повсеместно в нашей жизни!

По какому основанию можно сгруппировать фотографии?

Прокомментируйте следующие рисунки. (См. презентацию).

Свет зеркально отражается от очень гладкой поверхности, отражение света при этом зеркальное. Глядя на зеркало, мы видим не зеркало, а отражения других предметов в этом зеркале.

После отражения от шероховатой поверхности свет распространяется во все стороны. Такое изображение называют диффузным или рассеянным. Большинство предметов мы видим, потому что они отражают свет диффузно.

Где мы применяем эти знания в жизни?

Каково назначение зеркал? Какие вы знаете зеркала?

Выпуклые зеркала заднего вида увеличивают поле обзора, при этом предметы представляются в уменьшенном виде .

Древняя легенда рассказывает, будто знаменитый греческий ученый Архимед сжег с помощью солнечных лучей, отраженных от вогнутого зеркала, римский флот, напавший на город Сиракузы.

Вогнутое зеркало телескопа-рефлектора позволяет сфокусировать в окуляре свет от далеких космических объектов.

Многие фокусы построены на оптическом обмане.

В книге Я.И.Перельмана «Занимательная физика» вы можете прочесть интереснейший опыт «Говорящая голова».

8. Рефлексия учебной деятельности на уроке.

Познавая мир, мы учимся применять знания, которые необходимы в жизни.

Н.В.Гоголь. «Повесть о том, как поссорился Иван Иванович с Иваном Никифоровичем»

«Комната, в которую вступил Иван Иванович, была совершенно темна, потому что ставни были закрыты, и солнечный луч, проходя в дыру, сделанную в ставне, принял радужный цвет и, ударяясь в противоположную стену, рисовал на ней пестрый ландшафт из крыш, деревьев и развешенного на дворе платья, все только в обращенном виде»

Н. В.Гоголь описал действие удивительного прибора, который сейчас вам предстоит выбрать по описанию.

Ребята, я вам покажу приборы, сделанные моими учениками. Их действия основаны на явлении отражения света и распространения света. Скажите, вам знакомы эти приборы?

Именно поэтому я вам предлагаю открыть рабочие тетради и выполнить исследовательскую работу.

Ваша задача исследовать особенности приборов, выяснить принцип действия и как они устроены.

2. На каком принципе действует.

3.Для каких целей используется (использовался).

Периско́п (от др.-греч. περι- — «вокруг» и σκοπέω — «смотрю») — оптический прибор для наблюдения из укрытия. Простейшая форма перископа — труба, на обоих концах которой закреплены зеркала, наклоненные относительно оси трубы на 45° для изменения хода световых лучей. В более сложных вариантах для отклонения лучей вместо зеркал используются призмы, а получаемое наблюдателем изображение увеличивается с помощью системы линз.

Наиболее известные виды перископа — такие, как перископы на подводных лодках, ручные перископы и стереотрубы (их также можно использовать как перископ) — широко применяются в военном деле.

Калейдоскоп был известен ещё с давних времен. В древнем Египте известен прообраз калейдоскопа. И только через много веков устройство для получения симметричных картинок с помощью зеркал назвали калейдоскопом.

Название свое «калейдоскоп» получил от греческого kalos — красивый, eidos — вид и skopeo — смотрю, наблюдаю. А в России калейдоскоп называли трубкой, «показывающей красивые виды». У нас в России калейдоскоп появился в конце 18 века и изобрел его великий русский ученый М.В. Ломоносов, который восхищался красотой стекла и изучал различные способы его применения.

Внутри калейдоскопа может стоять от 2-3-х зеркал до 4-х или более. Различное взаимное расположение зеркал позволяет получить разное количество дублированных изображений одного предмета. Внутри трубки между зеркалами помещают хотя бы несколько кусочков цветного стекла.

Желательно, чтобы предметы, которыми заполняется калейдоскоп для создания узоров, были бы разными по величине и по весу. Кроме стеклышек в качестве дополнительных компонентов используют металл, пластик, бисер, камни, перламутр, перышки, и др. Один конец трубки закрыт матовым стеклом, а с другого конца отверстие малого диаметра закрыто прозрачным стеклом. Повернув прибор матовым стеклом к свету, можно видеть через прозрачное стекло симметрично расположенные, красивые цветные узоры, форма которых меняется при вращении калейдоскопа.

Узоры в калейдоскопе практически никогда не повторяются. Как сказано в известной книге Я.И. Перельмана, если у вас есть калейдоскоп с 20 стеклышками и вы будете поворачивать его 10 раз в минуту, то вам понадобится 500 000 миллионов лет, чтобы просмотреть все узоры.

Ка́мера-обску́ра (лат. cameraobscūra «тёмная комната») — простейший вид устройства, позволяющего получать оптическое изображение объектов. Представляет собой светонепроницаемый ящик с отверстием в одной из стенок и экраном (матовым стеклом или тонкой белой бумагой) на противоположной стенке. Принцип действия камеры-обскуры впервые объяснил арабский физик и математик X века Ибн ал-Хайсам (Альхазен). При этом он сделал вывод, что общепринятая в те годы теория распространения света (согласно которой лучи света исходят из глаз и как бы «общупывают» объект) не соответствует действительности. Многие художники (например, Вермеер) использовали камеру-обскуру для создания своих произведений — пейзажей, портретов, бытовых зарисовок. Камеры-обскуры тех времён представляли собой большие ящики с системой зеркал для отклонения света. Часто вместо простого отверстия использовался объектив (обычно одиночная линза), что позволяло значительно увеличить яркость и резкость изображения. С развитием оптики объективы усложнялись, а после изобретения светочувствительных материалов камеры-обскуры стали фотоаппаратами.

Ребята, перед вами приборы, принцип действия которых вы изучили. Выберите тот, о котором речь идет в произведении, и объясните свой выбор.

Выберите из текста информацию, на основании которой вы сделали этот вывод.

Используя понятие светового луча, ответьте на вопрос, почему на противоположной стене все было в обращенном виде?

Обратите внимание, Гоголь в художественном произведении описал закон прямолинейного распространения света. Умение видеть необычное в обычном — это и есть познание мира.

Для чего нам нужны знания об отражении света?

— Энергия солнца (экология) .

— Техника и наука.

Применяя знания на практике, мы познаем мир.

Для чего? Чтобы жить в гармонии с собой и миром!

Познавая мир, человек познает себя.

Екатерина Дракина , учитель физики лицея №6 города Ессентуки Ставропольского края, участница XV Всероссийского конкурса методических разработок «Сто друзей»

В прикрепленных файлах: тетрадь 1, тетрадь 2, тетрадь 3, swf -файл, музыка к презентации.

Смотрите так же:

• Жалобы в прокуратуру на сотрудников гибдд Куда подавать и как составить образец жалобы на действия или бездействие сотрудника ГИБДД? Когда стоит идти в прокуратуру? ДТП и гололед – не единственные напасти водителя. Зачастую приходится спасаться от злонамеренных действий (бездействий) сотрудников […]
• Поддержка малого бизнеса в форме денежных субсидий Гранты начинающим предпринимателям Формы поддержки малого бизнеса, помимо финансирования, выдачи денежных субсидий или грантов, существуют разные. Это, например, предоставление начинающим предпринимателям программ обучения и стажировок, бухгалтерское и […]
• Пособия учеба детям сиротам Льготы и выплаты сиротам после 18 лет Государство оказывает социальное содействие разного рода категориям граждан. На особом счету состоят несовершеннолетние сироты и дети, находящиеся по какой-то причине без родительской заботы. При наличии определенных […]
• Иск о взыскании ущерба в порядке регресса Исковое заявление о взыскании в порядке регресса В качестве исключения закон допускает предъявление требований о взыскании материального ущерба не к лицу, чьими виновными действиями причинен вред имуществу или здоровью, поэтому такой гражданин (организация) […]
• Правила заполнение налоговой декларации по усн Порядок оформления декларации УСН, налогооблагаемая база «Доходы» Ведение налогового учета при упрощенном режиме налогообложения, особенно если в качестве налогооблагаемой базы выбрана «Доходы» отличается простой и под силу любому бизнесмену для […]
• Штраф прописать ребенка Закон Онлайн — правовой ликбез Статистика Сообщение об ошибке Прописка ребенка: процедура, документы, сроки, штраф В настоящей статье рассмотрены следующие вопросы: с кем из родственников может быть прописан ребенок по законодательству Украины, права ребенка […]
• Как облагается налогом доход по вкладу Облагается ли налогом, прибыль полученная от процентов по вкладу в банке? Здравствуйте, ответьте пожалуйста прибыль полученная от процентов по вкладу в банке облагается налогм? Спасибо. Если да то какой процент? Ответы юристов (2) Добрый день! Доход от […]
• В приказе нужна печать Ставится ли печать на приказах? О хранении печатей в организации, правилах проставления Вопросы, связанные с положением по хранению и использованию печатей для организаций, четко рассматриваются в Единой государственной системе делопроизводства. Данные […]

3.6.2 Законы отражения света

Видеоурок: Отражение света. Закон отражения света

 

Лекция: Законы отражения света

Отражение света

В предыдущем разделе мы рассматривали луч, который распространяется в однородной среде. Сейчас же рассмотрим разделение двух сред. Если луч под некоторым углом попадает на границу, которая разделяет две различные среды, то луч отражается в ту среду, из которой пришел.

Итак, КL — граница раздела двух различных по плотности сред. СО — перпендикуляр к границе разделу из точки, куда упал луч, АО — луч, который упал на границу, ОВ — отраженный луч.

Запомните: угол падения — угол, который находится между падающим лучом и перпендикуляром, то есть угол АОС. Самой большой ошибкой многих является то, что за угол падения принимают угол между разделом сред и лучом — это не правильно!

Точно по такому же правило следует находить и угол отражения — угол между отраженным лучом и перпендикуляром, то есть СОВ.

Законы отражения

Как и говорилось в прошлом разделе, среди основных законов геометрической оптики имеется закон отражения. На нем основываются практически все знания о геометрических свойствах световых лучей.

Существует два закона отражения:

1. Перпендикуляр к разделу сред, падающий и отраженный лучи — все лежат в одной плоскости.

2. Угол падения луча равняется углу отражения.

То есть, судя из нашего рисунка угол АОС равен углу BОC.

Данный закон достаточно просто обосновать. Если построить точку А¹, симметричную к точке А, и соединить её с началом координат, то отрезок А¹О с отрезком ОВ образуют угол 180 градусов.

Чаще всего пучки света достаточно велики для рассмотрения. В таком случае полученная картина будет зависеть от источника света и характеристик поверхностей.

На рисунке можно наблюдать картину отражения лучей от волнообразной поверхности.

Подобная картина наблюдается на всех неровных поверхностях. О неровности поверхности можно говорить в том случае, когда её шероховатости больше, чем размеры длины волн света.

Если размеры неровностей поверхности приблизительно равны с размерами волн, то такую поверхность называют матовой и отражения от нее рассеянные. Это означает, что лучи отражаются во всех направлениях.

Поверхности, чьи шероховатости меньше длин волны, получили названия глянцевых. Для них справедливы законы отражения света. Все лучи, отраженные от такой поверхности, идут параллельно друг к другу.

В качестве гладкой поверхности используют границу раздела между воздухом и водой, стеклом. Частным случаем при рассмотрении законов геометрической оптики используют плоское зеркало.

Отражение зеркала в зеркале. Отражение в плоском зеркале. Отражение луча от зеркала. Законы отражения света Физика почему зеркало отражает

Подпишитесь на канал «Академия Занимательных Наук» и смотрите новые уроки: http://www.youtube.com/user/AcademiaNauk?sub_confirmation=1 Академия занимательных наук. Физика. Урок 2. Физика зеркала. Видеоуроки физики. Во второй серии передачи «Академия занимательных наук. Физика» профессор Кварк расскажет ребятам о физике зеркала. Оказывается, зеркало обладает многими интересными особенностями, а при помощи физики можно разгадать, почему так происходит. Почему зеркало отражает всё наоборот? Почему предметы в зеркале кажется дальше, чем они есть? Как сделать так, чтобы зеркало отражало предметы правильно? Ответы на эти и многие другие вопросы вы узнаете, посмотрев видеоурок, посвящённый физике зеркала. Физика зеркала Зеркало — гладкая поверхность, предназначенная для отражения света. Изобретение настоящего стеклянного зеркала следует отнести к 1279 году, когда францисканец Джон Пекам описал способ покрывать стекло тонким слоем свинца. Физика зеркала не так уж сложна. Ход лучей, отражённых от зеркала прост, если применять законы геометрической оптики. Луч света падает на зеркальную поверхность под углом альфа к нормали (перпендикуляру), проведённой к точке падения луча на зеркало. Угол луча отражённого будет равен тому же значению-альфа. Луч, падающий на зеркало под прямым углом к плоскости зеркала, отразится сам в себя. Для простейшего — плоского — зеркала изображение будет расположено за зеркалом симметрично предмету относительно плоскости зеркала, оно будет мнимым, прямым и такого же размера, как сам предмет. Это нетрудно установить, пользуясь законом отражения света. Отражение — физический процесс взаимодействия волн или частиц с поверхностью, изменение направления волнового фронта на границе двух сред с разными свойствами, в котором волновой фронт возвращается в среду, из которой он пришёл. Одновременно с отражением волн на границе раздела сред, как правило, происходит преломление волн (за исключением случаев полного внутреннего отражения). Закон отражения света — устанавливает изменение направления хода светового луча в результате встречи с отражающей (зеркальной) поверхностью: падающий и отражённый лучи лежат в одной плоскости с нормалью к отражающей поверхности в точке падения, и эта нормаль делит угол между лучами на две равные части. Широко распространённая, но менее точная формулировка «угол отражения равен углу падения» не указывает точное направление отражения луча. Физика зеркала позволяет проделывать разные интересные фокусы, основанные на оптических иллюзиях. Некоторые из этих фокусов Даниил Эдисонович Кварк продемонстрирует телезрителям в своей лаборатории.

Общеизвестные современные зеркала, как правило, не более, чем лист стекла с нанесенным на изнанку тонким металлическим слоем. Кажется, будто зеркала были вокруг всегда, в той или иной форме, но в нынешнем виде, они появились относительно недавно. Еще тысячу лет назад зеркалами были полированные диски из меди или бронзы, которые стоили больше, чем большинство людей той эпохи могли себе позволить. Крестьянин, который хотел видеть свое отражение, шел смотреться в пруд. Зеркала в полный рост, являются еще более недавним изобретением. Им всего лишь около 400 лет.

Зеркала представляют нам истину и иллюзию в одно и то же время. Возможно, этот парадокс делает зеркала центром притяжения для магии и науки.

Зеркала в истории

Когда люди начали делать простые зеркала около 600 года до н.э., они использовали полированный обсидиан в качестве отражающей поверхности. В конце концов, они начали производить более сложные зеркала, сделанные из меди, бронзы, серебра, золота и даже свинца.

Однако, учитывая вес материала, эти зеркала были крошечные по нашим меркам. Они редко достигали 20 см в диаметре и, в основном, использовались в качестве украшения. Особым шиком было носить зеркало, прикрепленное у поясу цепочкой.

Одним из исключений стал Фаросский маяк, одно из семи чудес света, чье большое бронзовое зеркало ночью отражало огонь огромного костра.

Современные зеркала появились только в конце Средневековья , но в те времена их производство было сложным и дорогим. Одной из проблем было то, что в песке для стекла содержалось слишком много примесей, мешающих созданию настоящей прозрачности. Кроме того, тепловой удар, вызываемый добавлением расплавленного металла для создания отражающей поверхности, почти всегда раскалывал стекло.

В эпоху Ренессанса , когда флорентийцы изобрели способ изготовления низкотемпературной свинцовой изнанки, дебютировали современные зеркала. Эти зеркала были окончательно чистыми, что позволило использовать их в искусстве. Например, архитектором Филиппо Брунеллески была создана линейная перспектива с зеркалами, чтобы создать иллюзию глубины пространства. Кроме того, зеркала основали новую форму искусства — автопортрет. Венецианские мастера зеркального дела добились вершин в стекольной технике. Их секреты были столь драгоценными, а торговля зеркалами настолько прибыльной, что мастеров-предателей, которые пытались продать свои знания за рубеж, часто убивали.

В это время зеркала были по-прежнему доступны только для богатых, но ученые начали искать альтернативные способы их применения. В начале 1660-х годов, математики отметили, что зеркала потенциально могут быть использованы в телескопах вместо линз. Джеймс Брэдли использовал эти знания, чтобы построить первый зеркальный телескоп в 1721 году.

Современное зеркало делается путем серебрения — распыления тонкого слоя серебра или алюминия на изнаночную часть листа стекла. Юстус Фон Лайбиг изобрел этот процесс в 1835 году. Большинство зеркал, произведенных сегодня, делается более прогрессивным способом нагревания алюминия в вакууме, который затем прилипает к более прохладному стеклу. Для бытовых зеркал может по-прежнему применяться серебро, но у серебра есть существенный недостаток – оно быстро окисляется и поглощает атмосферную серу, создавая темные участки. Алюминий в меньшей мере подвержен потемнению, поскольку тонкий слой оксида алюминия остается прозрачным. Зеркала теперь используются для всех целей — от жидкокристаллического проецирования, до автомобильных фар и лазеров.

Физика зеркала

Чтобы понять, физику зеркала, сначала мы должны понять физику света. В законе отражения говорится, что когда луч света попадает на поверхность, он отскакивает определенным образом, подобно мячу, брошенному в стену. Входящий угол, называемый углом падения , всегда равен углу, под которым луч покидает поверхность, или углу отражения .

Свет сам по себе невидим, пока он не отразится от чего-то и не попадает в наши глаза. Луч света, распространяющийся через пространство, не видно со стороны, пока он не попадает в среду, которая рассеивает его, например, облако водорода. Это рассеивание известно как рассеянное отражение и является тем, как наши глаза интерпретируют то, что происходит, когда свет попадает на неровную поверхность. Закон отражения по-прежнему применяется, но вместо того, чтобы ударяться об одну гладкую поверхность, свет ударяется о множество микроскопических поверхностей.

Зеркала, обладая гладкой поверхностью, отражают свет не нарушая входящих изображений. Это называется зеркальным отражением . Изображение в зеркале является мнимым, так как оно образуется не пересечением самих отраженных световых лучей, а их «продолжений в зазеркалье» У многих возникает любопытный вопрос — почему зеркала всегда показывают изображения, повернутые «слева направо», а не «правильные»? Дело в том, что зеркальное отображение выглядит как «световой штамп», а не вид на предмет с точки зрения зеркала. При этом и расстояние до предмета, и размер предмета в плоском зеракале — остаются такими же, как и у оригинала.

Типы зеркал

Простой способ изменить работу зеркала – искривить его. Кривые зеркала существуют в двух основных вариантах: выпуклые и вогнутые.

Отражение параллельного пучка лучей от выпуклого зеркала. F – мнимый фокус зеркала, O – оптический центр; OP – главная оптическая ось

Выпуклое зеркало, в котором центр выгнут наружу, отражает широкий угол возле его краев, создавая слегка искаженное изображение, которое меньше фактического размера. Выпуклые зеркала имеют много применений. Чем меньше размер изображения, тем больше в таком зеркале вы сможете увидеть. Выпуклые зеркала используют в автомобильных зеркалах заднего вида . Некоторые универмаги устанавливают выпуклые по вертикали зеркала в гардеробной потому, что в них клиенты выглядят выше и тоньше, чем на самом деле.

Отражение параллельного пучка лучей от вогнутого сферического зеркала. Точки O – оптический центр, P – полюс, F – главный фокус зеркала; OP – главная оптическая ось, R – радиус кривизны зеркала

Вогнутые или сферические зеркала с кривизной внутрь похожи на фрагмент шара. У этих зеркал свет отражается в определенной зоне перед ними. Эта область называется фокусная точка . Издалека объекты в таком зеркале будут казаться перевернутыми вверх дном, но, если подойти к зеркалу ближе фокусной точки — изображение переворачивается. Вогнутые зеркала используются повсеместно, например, для зажжения Олимпийского Огня.

Фокусным расстояниям сферических зеркал приписывается определенный знак:

для вогнутого зеркала для выпуклого где R – радиус кривизны зеркала.

Теперь, когда вы знаете основные типы зеркал, можно вспомнить о других, более необычных их типах. Вот краткий список:

1. Нереверсивное зеркало: Патент на нереверсивное зеркало получен в 1887 году, когда Джон Дерби, создал его путем размещения двух зеркал, перпендикулярных друг к другу.

2. Акустические зеркала: Акустические зеркала в виде огромных бетонных блюд построены, чтобы отражать и распространять звук, а не свет. Английские военные использовали их до изобретения радара в качестве системы раннего предупреждения в отношении воздушных атак.

3. Двустронние зеркала: Эти зеркала изготавливаются путем покрытия одной стороны листа стекла очень тонким слоем светоотражающего материала, через который может проходить яркий свет. Такие зеркала устанавливаются в комнатах для допросов. С одной стороны такого зеркала расположена темная комната для наблюдающих полицейских, с другой – ярко освещенная комната для допроса. Наблюдатели из темной комнаты видят допрашиваемого человека в светлой комнате, а он видит в таком зеркале только свое зеркальное отражение. Обычное оконное стекло — тоже слабый светоотражающий материал. По этой причине трудно разглядеть что-то на улице в темное время суток, когда в комнате включен свет.

Зеркала в литературе и суевериях

Волшебных зеркал в литературе предостаточно, от древней истории о красавце Нарциссе, влюбленного и тосковавшего по его собственному отражению в луже воды, до путешествия Алисы в Зазеркалье. В китайской мифологии есть история о Зеркальном Королевстве, где существа связаны магией сна, но в один прекрасный день воскреснут для битвы с нашим миром.

Зеркала также имеют тесные связи и с концепцией души. Это порождает множество диких суеверий . Например, разбив зеркало, вы, якобы, заработаете целых семь лет невезения. Объяснение заключается в том, что ваша душа, обновляемая каждые семь лет, разрушается вместе с разбитым зеркалом. Из этой же теории следует, что вампиры, которые не имеют души, становятся невидимыми в зеркале. Смотреться в зеркало также опасно для младенцев, чьи души неразвиты или же они начнут заикаться.

Духи часто связаны с зеркалами. Зеркала покрываются тканью из уважения к памяти умерших во время еврейского траура, но во многих странах это также принято делать. Согласно суеверию, зеркало может заманить в ловушку душу умирающего человека. Женщина, которая рожает и смотрит в зеркало, вскоре будет видеть призрачные лица, выглядывающие из-за ее отражения. Более того, если вы смотрите в зеркало в канун Рождества со свечой в руке и называете имя умершего громким голосом, то сила зеркала покажет вам лицо этого человека. Так же распространены девичьи гадания на «суженого», в которых по замыслу гадающих, зеркало должно показать лицо будущего жениха.

На границе раздела двух различных сред, если эта граница раздела значительно превышает длину волны, происходит изменение направления распространения света: часть световой энергии возвращается в первую среду, то есть отражается , а часть проникает во вторую среду и при этом преломляется . Луч АО носит название падающий луч , а луч OD – отраженный луч (см. рис. 1.3). Взаимное расположение этих лучей определяют законы отражения и преломления света .

Рис. 1.3. Отражение и преломление света.

Угол α между падающим лучом и перпендикуляром к границе раздела, восстановленным к поверхности в точке падения луча, носит название угол падения .

Угол γ между отражённым лучом и тем же перпендикуляром, носит название угол отражения .

Каждая среда в определённой степени (то есть по своему) отражает и поглощает световое излучение. Величина, которая характеризует отражательную способность поверхности вещества, называется коэффициент отражения . Коэффициент отражения показывает, какую часть принесённой излучением на поверхность тела энергии составляет энергия, унесённая от этой поверхности отражённым излучением. Этот коэффициент зависит от многих причин, например, от состава излучения и от угла падения. Свет полностью отражается от тонкой плёнки серебра или жидкой ртути, нанесённой на лист стекла.

Законы отражения света

Законы отражения света были найдены экспериментально ещё в 3 веке до нашей эры древнегреческим учёным Евклидом. Также эти законы могут быть получены как следствие принципа Гюйгенса, согласно которому каждая точка среды, до которой дошло возмущение, является источником вторичных волн. Волновая поверхность (фронт волны) в следующий момент представляет собой касательную поверхность ко всем вторичным волнам. Принцип Гюйгенса является чисто геометрическим.

На гладкую отражательную поверхность КМ (рис. 1.4) падает плоская волна, то есть волна, волновые поверхности которой представляют собой полоски.

Рис. 1.4. Построение Гюйгенса.

А 1 А и В 1 В – лучи падающей волны, АС – волновая поверхность этой волны (или фронт волны).

Пока фронт волны из точки С переместится за время t в точку В, из точки А распространится вторичная волна по полусфере на расстояние AD = CB, так как AD = vt и CB = vt, где v – скорость распространения волны.

Волновая поверхность отражённой волны – это прямая BD, касательная к полусферам. Дальше волновая поверхность будет двигаться параллельно самой себе по направлению отражённых лучей АА 2 и ВВ 2 .

Прямоугольные треугольники ΔАСВ и ΔADB имеют общую гипотенузу АВ и равные катеты AD = CB. Следовательно, они равны.

Углы САВ = = α и DBA = = γ равны, потому что это углы со взаимно перпендикулярными сторонами. А из равенства треугольников следует, что α = γ .

Из построения Гюйгенса также следует, что падающий и отражённый лучи лежат в одной плоскости с перпендикуляром к поверхности, восстановленным в точке падения луча.

Законы отражения справедливы при обратном направлении хода световых лучей. В следствие обратимости хода световых лучей имеем, что луч, распространяющийся по пути отражённого, отражается по пути падающего.

Большинство тел лишь отражают падающее на них излучение, не являясь при этом источником света. Освещённые предметы видны со всех сторон, так как от их поверхности свет отражается в разных направлениях, рассеиваясь. Это явление называется диффузное отражение или рассеянное отражение . Диффузное отражение света (рис. 1.5) происходит от всех шероховатых поверхностей. Для определения хода отражённого луча такой поверхности в точке падения луча проводится плоскость, касательная к поверхности, и по отношению к этой плоскости строятся углы падения и отражения.

Рис. 1.5. Диффузное отражение света.

Например, 85% белого света отражается от поверхности снега, 75% — от белой бумаги, 0,5% — от чёрного бархата. Диффузное отражение света не вызывает неприятных ощущений в глазу человека, в отличие от зеркального.

– это когда падающие на гладкую поверхность под определённым углом лучи света отражаются преимущественно в одном направлении (рис. 1.6). Отражающая поверхность в этом случае называется зеркало (или зеркальная поверхность ). Зеркальные поверхности можно считать оптически гладкими, если размеры неровностей и неоднородностей на них не превышают длины световой волны (меньше 1 мкм). Для таких поверхностей выполняется закон отражения света.

Рис. 1.6. Зеркальное отражение света.

Плоское зеркало – это зеркало, отражающая поверхность которого представляет собой плоскость. Плоское зеркало даёт возможность видеть предметы, находящиеся перед ним, причём эти предметы кажутся расположенными за зеркальной плоскостью. В геометрической оптике каждая точка источника света S считается центром расходящегося пучка лучей (рис. 1.7). Такой пучок лучей называется гомоцентрическим . Изображением точки S в оптическом устройстве называется центр S’ гомоцентрического отражённого и преломлённого пучка лучей в различных средах. Если свет, рассеянный поверхностями различных тел, попадает на плоское зеркало, а затем, отражаясь от него, падает в глаз наблюдателя, то в зеркале видны изображения этих тел.

Рис. 1.7. Изображение, возникающее с помощью плоского зеркала.

Изображение S’ называется действительным, если в точке S’ пересекаются сами отражённые (преломлённые) лучи пучка. Изображение S’ называется мнимым, если в ней пересекаются не сами отражённые (преломлённые) лучи, а их продолжения. Световая энергия в эту точку не поступает. На рис. 1.7 представлено изображение светящейся точки S, возникающее с помощью плоского зеркала.

Луч SO падает на зеркало КМ под углом 0°, следовательно, угол отражения равен 0°, и данный луч после отражения идёт по пути OS. Из всего множества попадающих из точки S лучей на плоское зеркало выделим луч SO 1 .

Луч SO 1 падает на зеркало под углом α и отражается под углом γ (α = γ ). Если продолжить отражённые лучи за зеркало, то они сойдутся в точке S 1 , которая является мнимым изображением точки S в плоском зеркале. Таким образом, человеку кажется, что лучи выходят из точки S 1 , хотя на самом деле лучей, выходящих их этой точки и попадающих в глаз, не существует. Изображение точки S 1 расположено симметрично самой светящейся точке S относительно зеркала КМ. Докажем это.

Луч SB, падающий на зеркало под углом 2 (рис. 1.8), согласно закону отражения света отражается под углом 1 = 2.

Рис. 1.8. Отражение от плоского зеркала.

Из рис. 1.8 видно, что углы 1 и 5 равны – как вертикальные. Суммы углов 2 + 3 = 5 + 4 = 90°. Следовательно, углы 3 = 4 и 2 = 5.

Прямоугольные треугольники ΔSOB и ΔS 1 OB имеют общий катет ОВ и равные острые углы 3 и 4, следовательно, эти треугольники равны по стороне и двум прилежащим к катету углам. Это означает, что SO = OS 1 , то есть точка S 1 расположена симметрично точке S относительно зеркала.

Для того чтобы найти изображение предмета АВ в плоском зеркале, достаточно опустить перпендикуляры из крайних точек предмета на зеркало и, продолжив их за пределы зеркала, отложить за ним расстояние, равное расстоянию от зеркала до крайней точки предмета (рис. 1.9). Это изображение будет мнимым и в натуральную величину. Размеры и взаимное расположение предметов сохраняются, но при этом в зеркале левая и правая стороны у изображения меняются местами по сравнению с самим предметом. Параллельность падающих на плоское зеркало световых лучей после отражения также не нарушается.

Рис. 1.9. Изображение предмета в плоском зеркале.

В технике часто применяют зеркала со сложной кривой отражающей поверхностью, например, сферические зеркала. Сферическое зеркало – это поверхность тела, имеющая форму сферического сегмента и зеркально отражающая свет. Параллельность лучей при отражении от таких поверхностей нарушается. Зеркало называют вогнутым , если лучи отражаются от внутренней поверхности сферического сегмента. Параллельные световые лучи после отражения от такой поверхности собираются в одну точку, поэтому вогнутое зеркало называют собирающим . Если лучи отражаются от наружной поверхности зеркала, то оно будет выпуклым . Параллельные световые лучи рассеиваются в разные стороны, поэтому выпуклое зеркало называют рассеивающим .

На этом уроке вы узнаете об отражении света и мы сформулируем основные законы отражения света. Ознакомимся с этими понятиями не только с точки зрения геометрической оптики, но и с точки зрения волновой природы света.

Как мы видим подавляющее большинство предметов вокруг нас, ведь они не являются источниками света? Ответ вам хорошо знаком, вы его получили еще в курсе физики 8 класса. Мы видим окружающий нас мир за счет отражения света.

Для начала вспомним определение.

Когда световой луч падает на границу раздела двух сред, он испытывает отражение, то есть возвращается в исходную среду.

Обратите внимание на следующее: отражение света — это далеко не единственный возможный исход дальнейшего поведения падающего луча, частично он проникает в другую среду, то есть поглощается.

Поглощение света (абсорбция) — явление потери энергии световой волной, проходящей через вещество.

Построим падающий луч , отраженный луч и перпендикуляр в точку падения (рис. 1.).

Рис. 1. Падающий луч

Углом падения называется угол между падающим лучом и перпендикуляром (),

Угол скольжения.

Эти законы впервые были сформулированы Евклидом в его труде «Катоптрика». И с ними мы уже ознакомились в рамках программы физики 8 класса.

Законы отражения света

1. Падающий луч, отраженный луч и перпендикуляр в точку падения лежат в одной плоскости.

2. Угол падения равен углу отражения.

Из закона отражения света следует обратимость световых лучей. То есть если мы поменяем местами падающий луч и отраженный, то ничего не изменится с точки зрения траектории распространения светового потока.

Спектр применения закона отражения света весьма широк. Это и тот факт, с которого мы начали урок, что большинство предметов вокруг нас мы видим именно в отраженном свете (луну, дерево, стол). Еще одним хорошим примером использования отражения света являются зеркала и светоотражатели (катафоты).

Катафоты

Разберемся в принципе работы простого световозвращателя.

Катафот (от древнегреческого kata — приставка со значением усилия, fos — «свет»), световозвращатель, фликер (от англ. flick — «мигать») — устройство, предназначенное для отражения луча света в сторону источника с минимальным рассеиванием.

Каждый велосипедист знает, что передвижение в темное время суток без наличия катафотов может быть опасным.

Также фликеры используются в униформах дорожных рабочих, сотрудников ГИБДД.

Как ни удивительно, свойство катафота основано на простейших геометрических фактах, в частности на законе отражения.

Отражение луча от зеркальной поверхности происходит по закону: угол падения равен углу отражения. Рассмотрим плоский случай: два зеркала, образующих угол в 90 градусов. Луч, идущий в плоскости и попадающий на одно из зеркал, после отражения от второго зеркала уйдет ровно в том направлении, в котором пришел (см. рис. 2).

Рис. 2. Принцип действия углового катафота

Для получения такого эффекта в обычном трехмерном пространстве необходимо расположить три зеркала во взаимно перпендикулярных плоскостях. Возьмем уголок куба с краем в виде правильного треугольника. Луч, попавший на такую систему зеркал, после отражения от трех плоскостей уйдет параллельно пришедшему лучу в обратном направлении (см. рис. 3.).

Рис. 3. Уголковый отражатель

Произойдет световозвращение. Именно это простое устройство с его свойствами и называют уголковым отражателем.

Рассмотрим отражение плоской волны (волна называется плоской, если поверхности равной фазы представляют собой плоскости) (рис. 1.)

Рис. 4. Отражение плоской волны

На рисунке — поверхность, и — два луча падающей плоской волны, они параллельны друг другу, а плоскость — волновая поверхность. Волновую поверхность отраженной волны можно получить, если провести огибающую вторичных волн, центры которых лежат на границе раздела сред.

Различные участки волновой поверхности достигают отражающей границы не одновременно. Возбуждение колебаний в точке начнется раньше, чем в точке на промежуток времени . В момент когда волна достигнет точки и в этой точке начнется возбуждение колебаний, вторичная волна с центром в точке (отраженный луч ) уже будет представлять собой полусферу радиусом . Исходя из того, что мы только что записали, этот радиус так же будет равен отрезку .

Теперь мы видим: , треугольники и — прямоугольные, а значит, . А в свою очередь, и есть угол падения . А — угол отражения . Следовательно, мы получаем, что угол падения равен углу отражения .

Итак, при помощи принципа Гюйгенса ми доказали закон отражения света. Получить это же доказательство можно, пользуясь принципом Ферма.

В качестве примера (рис. 5.) изображено отражение от волнообразной, шероховатой поверхности.

Рис. 5. Отражение от шероховатой, волнообразной поверхности

На рисунке видно, что отраженные лучи идут в самых различных направлениях, Ведь направление перпендикуляра к точке падения для разного луча будет разным, соответственно, и угол падения, и угол отражения тоже будут разными.

Поверхность считается неровной, если размеры ее неровностей не меньше длины световых волн.

Поверхность, которая будет отражать лучи во все стороны равномерно, называется матовой. Таким образом, матовая поверхность гарантирует нам рассеянное или диффузное отражение, которое возникает вследствие неровностей, шероховатостей, царапин.

Поверхность, которая равномерно рассевает свет во все стороны, называется абсолютно матовой. В природе абсолютно матовую поверхность вы не встретите, тем не менее к ним очень близки поверхность снега, бумаги и фарфора.

Если же размер неровностей поверхности меньше длинны световой волны, то такая поверхность будет называться зеркальной.

При отражении от зеркальной поверхности параллельность пучка сохраняется (рис. 6.).

Рис. 6. Отражение от зеркальной поверхности

Приблизительно зеркальной является гладкая поверхность воды, стекла и полированного металла. Даже матовая поверхность может оказаться зеркальной, если изменить угол падения лучей.

В начале урока мы говорили о том, что часть падающего луча отражается, а часть поглощается. В физике есть величина, которая характеризует, какая доля энергии падающего луча отразилась, а какая поглотилась.

Альбедо

Альбедо — коэффициент, который показывает, какая доля энергии падающего луча отражается от поверхности, (от латинского albedo — «белизна») — характеристика диффузной отражательной способности поверхности.

Или иначе — это доля, выраженная в процентах отраженной радиации энергии от поступающей на поверхность.

Чем ближе альбедо к ста, тем больше энергия отражается от поверхности. Несложно догадаться, что коэффициент альбедо зависит от цвета поверхности, в частности, от белой поверхности энергия будет значительно лучше отражаться, чем от черной.

Самое большое альбедо для веществ у снега. Оно составляет порядка 70-90 %, в зависимости от его новизны и сорта. Именно поэтому снег медленно тает, пока он свежий, а точнее белый. Значения альбедо для других веществ, поверхностей указаны на рисунке 7.

Рис. 7. Значение альбедо для некоторых поверхностей

Очень важным примером применения закона отражения света являются плоские зеркала — плоская поверхность, которая зеркально отражает свет. Такие зеркала есть у вас в доме.

Разберемся, как строить изображение предметов в плоском зеркале (рис. 8.).

Рис. 8. Построение изображения предмета в плоском зеркале

Точечный источник света, испускающий лучи в разные направления, возьмем два близких луча, падающих на плоское зеркало. Отраженные лучи пойдут так, будто они исходят из точки , которая симметрична точке относительно плоскости зеркала. Самое интересное начнется, когда отраженные лучи попадут нам в глаз: наш мозг сам достраивает расходящийся пучок, продолжая его за зеркало до точки

Нам кажется, что отраженные лучи исходят из точки .

Эта точка и служит изображением источника света . Конечно же, в реальности за зеркалом ничего не светится, это всего лишь иллюзия, поэтому эту точку называют мнимым изображением.

От расположения источника и размеров зеркала зависит область видения — область пространства, из которой видно изображение источника. Область видения задается краями зеркала и .

Например, в зеркало в ванной можно смотреться под определенным углом, если отойти от него вбок, то вы себя или предмет, который хотите рассмотреть, не увидите.

Для того чтобы построить изображение произвольного предмета в плоском зеркале, необходимо построить изображение каждой его точки. Но если мы знаем, что изображение точки симметрично относительно плоскости зеркала, то и изображение предмета будет симметричным относительно плоскости зеркала (рис. 9.)

Как работают зеркала

Традиционное зеркало — это не что иное, как лист стекла с нанесенным на него металлическим покрытием. Кажется, что зеркала были всегда и везде, но на самом деле, зеркала, которые мы знаем и видим сейчас, стали такими, как они есть не так давно. Тысяча лет назад зеркала все еще делали из полированного плоского куска металла, и стоили такие зеркала настолько дорого, что мало кто мог позволить себе эту роскошь. Крестьянин, который хотел увидеть свое отражение, ходил на пруд и смотрелся в водную гладь. А зеркало в полный рост, можно сказать, даже более недавнее изобретение. Ему около 400 лет.

Вы, наверное, думаете, что четыре столетия дало время людям приспособиться к оцениванию себя в зеркале, но по наблюдениям исследователей Ливерпульского университета в 2005 году показали иной результат. Группе опрашиваемых субъектов предложили предсказать, в какой момент появится их отражение в зеркале, мимо которого они будут проходить. Ответы смутили исследователей. Такие же не богатые результаты были получены при просьбе оценить реальные размеры своей головы, отражающейся в зеркале.

Результаты исследования подтвердили, что люди просто интуитивно не способны оценивать отражения; пока зеркала резонируют глубоко в человеческой психике. Они показывают одновременно и правду, и иллюзию. Они показывают нам нас такими, какие мы есть, но не совсем, и мы видим за зеркалом другой не исследованный мир, к которому у нас нет доступа.

Возможно, этот дезориентирующий парадокс представляет нам зеркала, как с научной стороны, так и с магической.

В этой статье мы изучим историю, физическую природу, суеверия, связанные с самым странным изобретением человечества.

Зеркала в истории
Кода люди начали делать простые зеркала, приблизительно в 600 году д.н.э, они использовали полированный обсидиан (вулканическое стекло), как отражающую поверхность. Со временем они стали изготавливать более сложные зеркала, сделанные их меди, бронзы, серебра, золота и даже из свинца. Тем не менее, из-за веса материала, эти зеркала были слишком маленькие в сравнение с современными стандартами. Редко когда они превышали 8 дюймов (20 см) в диаметре и использовались в основном для украшения. Исключением был Фарос — Александрийский маяк, чье большое металлическое зеркало отражало днем солнце, а ночью использовали огонь, чтобы маяк было видно.

Современные зеркала произошли не от Средневековых зеркал. Тогда их изготовление было сложным и дорогим. Самой значимой проблемой было то, что песок, из которого делали стекло, содержал очень много примесей. Из-за этого не было достаточной ясности и прозрачности отражения. Вдобавок, из-за высокой температуры разогретого металла, стекло, при нанесении покрытия, трескалось.

Так было до эпохи Ренессанса, когда флорентийцы изобрели способ низкотемпературного свинцового покрытия, с чего собственно и брало начало производство современных зеркал. Эти зеркала стали достаточно прозрачным для использования их деятелями искусства. Например, архитектор Филиппо Брунелеччи создал линейную перспективу с помощью зеркала, за счет иллюзии глубины изображения. Вдобавок, зеркала способствовали появлению и стремительному развитию новой формы живописи: автопортрет. Позже, венецианцы подчинили себе зеркальное ремесло со своей собственной технологией их производства. Их секреты были настолько ценные и прибыльные, что изменника, пытавшегося продать эти секреты за границу, казнили.

Из-за этого, зеркала могли себе позволить лишь богачи, но ученые тем временем нашли альтернативное применение для них.

Еще в 17 веке математики выяснили, что зеркала могут использоваться в телескопах вместо линз; Джеймс Брэдли использовал эти знания, при создании первого отражающего телескопа в 1721 году.

Современные зеркала делают с помощью серебрения-нанесения тонкого слоя серебра или алюминия на заднюю поверхность стекла. Юстус фон Лиебиг изобрел этот способ в 1835 году, но большинство зеркал сегодня делаются с помощью разогретого в вакууме алюминия, который сцепливается с охлажденным стеклом.

Физика зеркала
Закон отражения говорит, что когда луч света попадает на поверхность, он отскакивает в определенном смысле, как теннисный мяч, брошенный об стену. Входящий угол, называемый углом падения, всегда равен углу отражаемой поверхности, или углу отражения. Когда свет попадает на поверхность под небольшим углом — как на озере на закате — он отскакивает под тем же небольшим углом и бьет прямо в глаза с полной мощностью, а не наискось, как, когда солнце находится над головой. Вот почему яркого солнечного света в течение вечера и утром так много и он более интенсивный, чем в остальное время дня.

Свет сам по себе не видим до тех пор, пока он не отскакивает от чего-либо и бьет нам в глаза. Например, луч света, проходящего через пространство, не может быть видимым со стороны, пока он не натыкается на то, что рассеивает его, как облако водорода или спутник. Это рассеивание известно как диффузное отражение- так наши глаза воспринимают то, что происходит, когда свет попадает на неровную поверхность. Закон отражения все еще используется, но вместо попадания на одну гладкую поверхность, свет попадает на множество микроскопических поверхностей. Это похоже на игру горстки мрамора со статуей, когда кидаешь мраморные крошки в статую, и они, отскакивая, сохраняют форму статуи.

Зеркала, к слову, не рассеивают свет таким образом. На гладкой поверхности, свет отражается, не искажая входящего изображения. Это называется зеркальным отражением. Исходя из этой концепции, возникает интересный вопрос: Если зеркала сохраняют отражаемые изображения, почему они превращаю лево в право и наоборот? Почему не сверху вниз? Правда в том, что зеркало на самом деле не меняет лево на право. Оно отражает спереди назад, как печатающий пресс или печать. Представим, что мы написали что-то черными чернилами на листе бумаги. Теперь подносим надпись к зеркалу. Мы видим надпись задом наперед. Это выглядит так же, как если бы вы держали лист с надписью над светящейся лампой и смотрели на нее с обратной стороны листа. Ваше отражение в зеркале –это ваш световой оттиск, а не отражение вас в ретроспективе зеркала.

Зеркала это не только плоская поверхность. Далее мы посмотрим, как творчески можно использовать зеркало.

Виртуальное изображение
Тип изображения производимым плоским зеркалом называют виртуальным изображением.

Даже если свет отражается от зеркала, наши глаза обманчиво полагают, что этот свет отражается по прямой линии. Мнимое изображение не может быть сфокусировано, но некоторые зеркала, например, вогнутые, могут производить реальное изображение, которое может проецироваться на поверхность.

Типы зеркал
Самый быстрый способ изменить работу зеркала- это искривить его. Искривленные зеркала бывают 2 видов: выпуклые и вогнутые. Выпуклое зеркало, с выпуклостями наружу, отражается под большим углом ближе к краям, нежели к центру, создавая слегка искаженное изображение, которое меньше фактического размера. Выпуклое зеркало применяется во многих областях. Чем меньше изображение, тем больше мы можем увидеть на такой поверхности, отсюда использование их в зеркалах безопасности. Вот почему зеркало с пассажирской стороны показывает объекты ближе, чем они кажутся. Некоторые магазины намеренно используют выпуклые зеркала в примерочных. Почему? В них человек кажется стройнее и выше.

Вогнутые зеркала изогнуты вовнутрь как ложка (сторона, которой мы набираем суп). Это позволяет зеркалам создавать изображение, когда свет от их кривизны отскакивает к конкретному участку, перед ними. Этот участок называется точка фокуса. Издалека предметы будут казаться перевернутыми. Но чем ближе вы будете, и при прохождении точки фокуса, предметы перевернуться и увеличатся. Вогнутые зеркала используются и применяются везде. Начиная от зеркала для бритья вплоть до зажжения Олимпийского факела.

Теперь, когда вы узнали о базовых типах зеркала, давайте рассмотрим более редкие типы зеркал.

• Нереверсивные зеркала: Изобретение такого зеркала исходит от 1887 года, когда Джон Дерби создал экземпляр, расположив перпендикулярно два зеркала друг у другу.
• Акустические зеркала: Акустические зеркала — это огромные бетонные «тарелки», построенные отражать и распространять звук, а не свет. Английские военные использовали такие зеркала до изобретения радара, чтобы отражать воздушные атаки.
• Двусторонние зеркала: Эти зеркала покрыты с одной стороны очень тонким слегка отражающим материалом. Когда покрытая сторона обращена в светлую комнату, некоторый свет отражается, а некоторый проходит в темное помещение за зеркало, таким образом, позволяя видеть из освещенного помещения, а само помещение извне не видно (как пример, подобные зеркала используются в полицейских участках для опознания преступников).

Зеркала в литературе и в суевериях
Оставив научный аспект в стороне, можно также подчеркнуть, что зеркала всегда обладали некой зловещей принадлежностью к потустороннему миру. В литературе существует огромное изобилие магических зеркал. Начиная от истории Нарцисса, влюбившегося в свое собственное отражение в воде, и до сегодняшней городской легенды о Кровавой Мери, которую можно вызвать, стоя перед зеркалом и трижды произнеся ее имя. Королева из сказки о Белоснежке имела волшебное зеркало, а Алиса путешествовала в Зазеркалье. Древний китайский миф рассказывает о Зеркальном Королевстве, где находятся существа в магическом сне, готовые однажды проснуться и вступить в бой с нашим миром.

Зеркала также имеют сильную связь с понятием души, что приводит к богатым суевериям Например, разбитое зеркало – это причина семилетнего невезения. Вампиры не имеют души, поэтому не отражаются в зеркале. Также опасно для малышей, чья душа неразвита, смотреть в зеркала до первого дня рождения: это может быть причиной заикания.

Духи очень часто ассоциируются с зеркалами. Зеркала покрывают в дань уважения к мертвым, (еврейский ритуал Шива), многие люди в США и Европе тоже накрывают зеркала, когда кто-то умирает. Согласно суевериям, зеркало может «поймать» душу в ловушку. Если рожающая женщина смотрит в зеркало, она может увидеть прозрачные призрачные отражения за своей спиной. Более того, говорят, что если в Сочельник подойти к зеркалу с зажженной свечей и произнести вслух имя умершего, можно увидеть отражение его лица в зеркале.

Отражение света. Что это? Закон отражения света

 

 

Автор — профессиональный репетитор, автор учебных пособий для подготовки к ЕГЭ Игорь Вячеславович Яковлев

Темы кодификатора ЕГЭ: закон отражения света, построение изображений в плоском зеркале.

Когда световой луч падает на границу раздела двух сред, происходит отражение света: луч изменяет направление своего хода и возвращается в исходную среду.

На рис. 1 изображены падающий луч , отражённый луч , а также перпендикуляр , проведённый к отражающей поверхности в точке падения .

Рис. 1. Закон отражения

 

Угол называется углом падения. Обратите внимание и запомните: угол падения отсчитывается от перпендикуляра к отражающей поверхности, а не от самой поверхности! Точно так же угол отражения — это угол , образованный отражённым лучом и перпендикуляром к поверхности.

 

Закон отражения.

 

Сейчас мы сформулируем один из самых древних законов физики. Он был известен грекам ещё в античности!

Закон отражения.
1) Падающий луч, отражённый луч и перпендикуляр к отражающей поверхности, проведённый в точке падения, лежат в одной плоскости.
2) Угол отражения равен углу падения.

Таким образом, , что и показано на рис. 1.

Закон отражения имеет одно простое, но очень важное геометрическое следствие. Давайте посмотрим на рис. 2. Пусть из точки исходит световой луч. Построим точку , симметричную точке относительно отражающей поверхности .

Рис. 2. Отражённый луч выходит из точки

 

Из симметрии точек и ясно, что . Кроме того, . Поэтому , и, следовательно, точки лежат на одной прямой! Отражённый луч как бы выходит из точки , симметричной точке относительно отражающей поверхности. Данный факт нам чрезвычайно пригодится в самом скором времени.

Закон отражения описывает ход отдельных световых лучей — узких пучков света. Но во многих случаях пучок является достаточно широким, то есть состоит из множества параллельных лучей. Картина отражения широкого пучка света будет зависеть от свойств отражающей поверхности.

Если поверхность является неровной, то после отражения параллельность лучей нарушится. В качестве примера на рис. 3 показано отражение от волнообразной поверхности. Отражённые лучи, как видим, идут в самых разных направлениях.

Рис. 3. Отражение от волнообразной поверхности

 

Но что значит «неровная» поверхность? Какие поверхности являются «ровными»? Ответ таков: поверхность считается неровной, если размеры её неровностей не меньше длины световых волн. Так, на рис. 3 характерный размер неровностей на несколько порядков превышает величину длин волн видимого света.

Поверхность с микроскопическими неровностями, соизмеримыми с длинами волн видимого света, называется матовой. В результате отражения параллельного пучка от матовой поверхности получается рассеянный свет — лучи такого света идут во всевозможных направлениях. (Именно поэтому мы видим окружающие предметы: они отражают рассеянный свет, который мы и наблюдаем с любого ракурса.)
Само отражение от матовой поверхности называется поэтому рассеянным или диффузным. (Латинское слово diffusio как раз и означает распространение, растекание, рассеивание.)

Если же размер неровностей поверхности меньше длины световой волны, то такая поверхность называется зеркальной. При отражении от зеркальной поверхности параллельность пучка сохраняется: отражённые лучи также идут параллельно (рис. 4)

Рис. 4. Отражение от зеркальной поверхности

 

Приблизительно зеркальной является гладкая поверхность воды, стекла или отполированного металла. Отражение от зеркальной поверхности называется соответственно зеркальным. Нас будет интересовать простой, но важный частный случай зеркального отражения — отражение в плоском зеркале.

 

Плоское зеркало.

 

Плоское зеркало — это часть плоскости, зеркально отражающая свет. Плоское зеркало — привычная вещь; таких зеркал несколько в вашем доме. Но теперь мы сможем разобраться, почему, смотрясь в зеркало, вы видите в нём отражение себя и находящихся рядом с вами предметов.

Точечный источник света на рис. 5 испускает лучи в разных направлениях; давайте возьмём два близких луча, падающих на плоское зеркало. Мы уже знаем, что отражённые лучи пойдут так, будто они исходят из точки , симметричной точке относительно плоскости зеркала.

Рис. 5. Изображение источника света в плоском зеркале

 

Самое интересное начинается, когда расходящиеся отражённые лучи попадают к нам в глаз. Особенность нашего сознания состоит в том, что мозг достраивает расходящийся пучок, продолжая его за зеркало до пересечения в точке . Нам кажется, что отражённые лучи исходят из точки — мы видим там светящуюся точку!

Эта точка служит изображением источника света Конечно, в реальности ничего за зеркалом не светится, никакая энергия там не сосредоточена — это иллюзия, обман зрения, порождение нашего сознания. Поэтому точка называется мнимым изображением источника . В точке пересекаются не сами световые лучи, а их мысленные продолжения «в зазеркалье».

Ясно, что изображение будет существовать независимо от размеров зеркала и от того, находится ли источник непосредственно над зеркалом или нет (рис. 6). Важно только, что-бы отражённые от зеркала лучи попадали в глаз — а уж глаз сам сформирует изображение источника.

Рис. 6. Источник не над зеркалом: изображение есть всё равно

 

От расположения источника и размеров зеркала зависит область видения — пространственная область, из которой видно изображение источника. Область видения задаётся краями и зеркала . Построение области видения изображения ясно из рис. 7; искомая область видения выделена серым фоном.

Рис. 7. Область видения изображения источника S

 

Как построить изображение произвольного предмета в плоском зеркале? Для этого достаточно найти изображение каждой точки этого предмета. Но мы знаем, что изображение точки симметрично самой точке относительно зеркала. Следовательно, изображение предмета в плоском зеркале симметрично предмету относительно плоскости зеркала (рис. 8).

Рис. 8. Изображение предмета AB в плоском зеркале

 

Расположение предмета относительно зеркала и размеры самого зеркала не влияют на изображение (рис. 9).

Рис. 9. Изображение не зависит от взаимного расположения предмета и зеркала

 

 

Вопросы:
1) Почему не наступает темнота сразу же после того, как Солнце скроется за горизонтом?
2) Почему неровности дороги днем видны хуже, чем ночью при освещении дороги фарами автомобиля?
3) Почему на поверхности воды изображения неба, берегов всегда темнее, чем в действительности?
Для того чтобы ответить на эти и другие вопросы нужно изучить основные вопросы геометрической оптики.
«Оптика» – наука о свете, которая делится на геометрическую и физическую (волновую и квантовую). Если в физической оптике важны природа света и оптические явления, связанные с нею, то в геометрической оптике берут во внимание только его прямолинейность распространения, и на бумаге изображают свет от источника света вектором, называемым световым лучом.
Достижения геометрической оптики – это оптические приборы от простой лупы и линз очков до оптических систем микроскопов, фотоаппаратов, телескопов, кинопроекционной аппаратуры.
Отражение света – оптическое явление, лежащее в основе построения изображения предмета в плоском и сферическом зеркалах.
Законы отражения света.
1. Лучи света падающий и отражённый вместе с перпендикуляром к отражающей поверхности принадлежат одной поверхности.
2. Угол падения света равен углу его отражения.
Плоское зеркало – это плоская зеркальная поверхность.
Сферическое зеркало – это часть сферической зеркальной поверхности.
В плоском зеркале изображение предмета является мнимым, симметричным, прямым и в натуральную величину (Мнимое изображение предмета нельзя получить на экране, так как оно находится на пересечении продолжений отражённых лучей за зеркалом).
Сферическое зеркало бывает выпуклым и вогнутым. Вогнутое зеркало может давать и мнимое и действительное изображение предмета (действительное изображение можно получить на экране и находится оно на пересечении самих отраженных лучей).
Чтобы построить в нём изображение нужно применить оптическую ось OK, на которой находится центр кривизны зеркала O и F – фокус зеркала, лежащий посередине CO – точка, в которой собираются отражённые лучи света идущие на зеркало параллельно оптической оси. С – оптический центр зеркала, центр сферы, частью которой является зеркало.
Если предмет AB находится за F, считая от О, то изображение предмета действительно, если перед F, то изображение предмета мнимое.
Преломление света – это оптическое явление, объясняемое изменением скорости света по величине и по направлению или только по величине на границе раздела двух прозрачных сред.
Законы преломления.
1.Лучи света падающий и преломленный вместе с перпендикуляром к границе раздела двух прозрачных сред принадлежат одной плоскости.
2.Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для данных двух сред и равна относительному показателю преломления света 2-ой среды.
1-ая среда – откуда выходит свет,
2-ая среда – куда свет приходит.

n – абcолютный показатель преломления света (или показатель преломления света) характеризует оптическую плоскость среды и показывает во сколько раз скорость света в вакууме будет больше скорости света в среде , чей показатель преломления определяется т.е для 1-ой среды – ,
для 2-ой среды –
. Для любой среды показывает во сколько раз больше в данной среде.
n2,1 – относительный показатель преломления 2-ой среды относительно 1-ой среды:

В основе построения изображения предмета в линзе лежат законы преломления света. Линзы по оптическим свойствам делятся на собирательные и рассеивающие, по характеру кривизны поверхностей, ограничивающих линзы, они бывают двояковыпуклые (рисунок) и двояковогнутые (рисунок).


Собирательная линза может давать все виды изображения предмета, а рассеивающая только мнимое, если она находится в среде,
чей показатель преломления меньше показателя преломления в веществе линзы.
Полное отражение света оптическое явление, которое при определённом условии наблюдается при переходе света из оптически к более плотной среды с большим n в оптически менее плотную среду с меньшим n, например, из стекла в воздух.
?пр – предельный угол полного отражения, при котором луч света не входит во 2-ую среду, а скользит по границе раздела сред
.

( ).

Если свет будет падать под углом большим, чем ?пр, то он будет отражаться от границы раздела двух сред как от зеркала. Полное отражение объясняет блеск капель росы и драгоценных камней и используется в световодах, применяемых в волоконной оптике.
В задачах, помимо законов отражения и преломления света, используется формула линзы: для собирательной линзы , где F – фокусное расстояние, d – расстояние от линзы до предмета AB, f – расстояние от линзы до изображения предмета, f – для мнимого изображения предмета, +f – для действительного изображения A’B’.

– оптическая сила линзы – величина, обратная фокусному расстоянию линзы, характеризующая ее оптические свойства. Д > 0 для собирательной линзы, Д СИ: .

---

Закон отражения — Свет и звук — отражение и преломление — GCSE Physics (Single Science) Revision — Other

Звуковые и световые волны отражаются от поверхностей. Угол падения равен углу отражения. Это называется законом отражения . Таким образом, если волна ударится о зеркало под углом 36 °, она отразится под тем же углом (36 °).

Вы можете исследовать закон отражения с помощью светового короба, зеркала и измерителя угла.

Волна, ударяющая о водную преграду, и луч света, падающий на плоское зеркало

Падающий луч света попадает в плоское зеркало под углом и отражается от него.Угол отражения равен углу падения. Оба угла отсчитываются от нормали. Нормаль — это воображаемая линия, расположенная под прямым углом к ​​плоскому зеркалу.

Гладкие поверхности создают сильное эхо, когда на них ударяют звуковые волны, и они могут действовать как зеркала , когда на них падают световые волны. Волны отражаются равномерно, и свет может формировать изображения.

Волны могут:

• фокусироваться в точку, например, солнечный свет, отраженный от вогнутого зеркала телескопа
• , кажется, исходит из точки за зеркалом, например, зеркала

Шероховатая поверхности рассеивает звук и свет во всех направлениях.Однако каждый крошечный кусочек поверхности по-прежнему подчиняется правилу, согласно которому угол падения равен углу отражения.

Отражение и преломление | Давайте поговорим о науке

Отражение

Отражение происходит, когда свет, проходящий через один материал, отражается от другого материала. Отраженный свет по-прежнему движется по прямой линии, только в другом направлении. Свет отражается под тем же углом, под которым он падает на поверхность. Угол падения равен углу отражения . Угол падения — это угол между падающим светом и линией, перпендикулярной поверхности, называемой нормалью . Угол отражения — это угол между отраженным светом и нормалью. Символ Ɵ означает «угол», а стрелки представляют лучей света.

Свет отражается от двух поверхностей. Хотя свет падает на поверхность под разными углами, угол падения всегда равен углу отражения (© 2020 Let’s Talk Science).

Свет, отражающийся от гладкой поверхности, где весь свет отражается в одном направлении, называется зеркальным отражением .Вдоль гладкой поверхности нормаль всегда направлена ​​одинаково, поэтому весь свет отражается в одном направлении (A на рисунке ниже), а отраженное изображение выглядит так же, как исходное изображение.

Нормаль в разных точках на шероховатой поверхности указывает в разных направлениях, из-за чего отраженный свет распространяется в разных направлениях. Это называется диффузным отражением . Стрелки показывают, в каком направлении появится отраженное изображение, когда свет отражается от шероховатой поверхности (B).

A: зеркальное отражение (отражение от гладкой поверхности) и B: диффузное отражение (отражение от шероховатой поверхности) (© 2020 Let’s Talk Science).

Фары автомобиля ночью светят на дорогу. Если дорога сухая, свет отражается диффузно (A), так как тротуар очень неровный. Если дорога мокрая, вода делает поверхность дороги более гладкой. Свет от фар автомобиля более зеркальный (B). Это вызывает блики (свет отражается от поверхности, как от зеркала), из-за чего водителям трудно видеть.

A: отражение на сухой дороге и B: отражение на мокрой дороге (© 2020 Let’s Talk Science).

Преломление

Когда свет, проходящий через один материал, достигает второго материала, часть света будет отражаться, а часть света попадет во второй материал. В точке, где свет входит во второй материал, свет изгибается и распространяется в другом направлении, чем падающий свет. Это называется рефракцией . Преломление происходит потому, что скорость света в разных материалах разная (хотя всегда меньше скорости света в вакууме).

Преломление через линзу (Давайте поговорим о науке, используя изображение Затони Шандора (ifj.) Физпеда [CC BY-SA] через Wikimedia Commons).

Представьте, что вы толкаете тележку для покупок по цементу, а затем дойдете до травы, как на картинке ниже. Тележку по траве сложнее толкать, поэтому каждое колесо замедляется, когда достигает травы. Колеса на тротуаре по-прежнему движутся быстрее, поэтому тележка меняет направление (в данном случае поворачивает вправо).

Пример рефракции в тележке для покупок (© 2020 Let’s Talk Science).

Показатель преломления

Материалы имеют свойство, называемое индексом , равным , , преломление , которое обозначается буквой n . Показатель преломления материала равен скорости света в вакууме, деленной на скорость света в материале. Чем выше показатель преломления, тем медленнее распространяется свет в этой среде. Если свет распространяется в одном материале, а затем преломляется во втором материале, он будет изгибаться в направлении нормали, если показатель преломления второго материала, n ₂ , больше, чем показатель преломления первого. материала, n ₁ (свет распространяется медленнее во втором материале) ( n _{1 2} ) (A).Если второй материал имеет более низкий показатель преломления, свет будет отклоняться от нормального, поскольку он распространяется быстрее во втором материале ( n ₁ > n ₂ ) (B). В отличие от отражения, угол падения не равен углу преломления.

Угол падения и угол преломления математически связаны с показателем преломления каждого материала через закон преломления, также называемый законом Снеллиуса .

A: Свет отклоняется к нормальному, когда n1 n2. (© 2020 Давайте поговорим о науке).

Сходящийся и расходящийся свет

Линза — это оптическое устройство из пластика или стекла. Когда свет проходит через линзу, он может предсказуемым образом преломляться в зависимости от формы поверхностей линзы. Поверхность линзы может быть выпуклой (изогнутой наружу) или вогнутой (изогнутой внутрь). Когда параллельные лучи света падают на линзу, которая является выпуклой с обеих сторон (двойная выпуклая линза ), свет преломляется внутрь и называется сходящейся линзой (A).Лучи света пересекаются в точке, называемой фокусной точкой , которая находится за линзой (справа от линзы). Когда свет падает на линзу, которая является вогнутой с обеих сторон (двояковогнутая линза ), свет преломляется наружу и, как говорят, расходится на (B). В этом случае фокусная точка фактически находится перед (слева) от объектива.

A: Свет, проходящий через двояковыпуклую линзу. Обратите внимание, как свет сходится в точке за линзой.B: Свет, проходящий через двояковогнутую линзу. Обратите внимание, как свет сходится в точке перед линзой. (Источники: Fir0002 [CC BY-SA] через Wikimedia Commons, Fir0002 [CC BY-SA] через Wikimedia Commons).

Свет сквозь призму

Свет, попадающий в пластиковую или стеклянную призму (обычно треугольную призму), преломляется сначала при входе в призму, а затем при выходе из призмы. Когда белый свет проходит через призму, он преломляется во все цвета. Если вы спроецируете этот свет на белую поверхность, вы увидите нечто похожее на радугу.Все цвета, составляющие белый свет, разделены под разными углами. Это связано с тем, что каждый отдельный цвет преломляется через призму на разную величину.

Свет преломлялся через призму (Источник: Wikimedia Commons).

Моя карьера

Эмили Альтьер

Аспирант физики, Университет Британской Колумбии

В своем докторском исследовательском проекте я использую коротковолновые лазеры , известные как ультрафиолетовые лазеры, чтобы узнать больше об атомах.Лазеры не могут производить ультрафиолетовый свет напрямую, поэтому я построил один. Сначала я преобразовал красный лазерный источник света в зеленый. Затем я преобразовал зеленый лазер в ультрафиолетовый (почти фиолетовый). Когда я стреляю ультрафиолетовым лазером по атомам, они поглощают энергию света и возбуждаются (с большей энергией). В результате атомы начинают излучать свет определенных цветов. Наблюдая за этим процессом, мы можем больше узнать об основных свойствах атомов. Если атомы поместить в новую среду, например, между двумя магнитами, атомы будут вести себя немного иначе.Мы можем отследить эту разницу по тому, как атомы поглощают лазерный свет. Это может помочь нам узнать о магнитном поле, окружающем эти атомы.

У лазеров есть множество применений, и изучение атомов — лишь один из примеров того, как мы можем использовать свет и энергию лазера, чтобы узнать что-то новое об окружающем нас мире. Некоторыми распространенными примерами использования лазера являются лазерная хирургия глаза, лазеры для удаления татуировок и лазеры, используемые министерством обороны для отслеживания летающих самолетов. Я каждый день использую науку и технологии для своих исследований.Например, я использую зеркала, чтобы отражать свет взад и вперед на себя, чтобы увеличить мощность лазерного света. Я использую электронику, чтобы зеркала находились в очень точном положении. Кроме того, я часто конструирую схемы или создаю механические детали для поддержки своих экспериментов. Прежде чем проводить какой-либо эксперимент, я использую математику для предсказания результатов. Что мне больше всего нравится в моей работе, так это то, что мне всегда приходится решать новые задачи и головоломки. Когда у меня появляется новая идея или вопрос, я планирую и провожу эксперимент, чтобы найти ответ, тем самым добавляя новые знания, которые могут быть использованы мной или другими учеными для решения других важных исследовательских вопросов.

Эмили Альтьер за работой в лаборатории (Источник: © Эмили Альтьер. Используется с разрешения).

Q3-Объясните-следующие-термины | LIDO

Решение:

Падающий луч — луч света, падающий на поверхность AB, называется падающим лучом.

Отраженный луч — падающий луч, отскакивающий обратно в той же среде после столкновения с отражающей поверхностью, называется отраженным лучом.

Угол падения — форма угла между падающим лучом и нормалью — это угол падения.

Угол отражения — угол между нормалью и отраженным лучом называется углом отражения.

Нормальный — это линия, перпендикулярная отражающей поверхности в точке падения.

«Здравствуйте, сегодня добро пожаловать.Мы собираемся увидеть, как объяснить следующие термины, падающие на губную помаду, угол падения, угол отражения, нормальный. Итак, что это за инцидент во сне, как вы можете видеть здесь определение мгновенного падения луча Луч — это луч лунного света на втором падающем луче Surface AP. Итак, как вы можете это принять. Итак, этот свет — это мгновенный способ определения того, как луч света на поверхности будет греться. Вы можете увидеть определение здесь. Хм, эта линия, которая будет приближаться и падать на волне, будет правильным набором инцидентов в этом древнем мире.И каково отражение во время падающего луча, возвращающегося обратно в той же среде после определения размера отражающей поверхности, называется. Безумный набор, чтобы быть горшком, наверняка будет исходной картиной. Итак, эта фраза будет отражена после того, как вы отскочите от данной цепи вместе в день изображения. И мне нравится, что у меня есть интерес к этой штуке, это угол падения. Хорошо. Таким образом, угол отражения означает, что это будет угол воспламенения, и вы также знаете, что нормаль — это линия, перпендикулярная отражающей поверхности точки падения.Хорошо, Лиза, чтобы нормально объяснить Тебе, сделав другую диаграмму, Определения угла падения: угол выражения и: следующий угол падения — это не что иное, как угол между падающим лучом и нормальной расой, называемый углом падения. Угол отражения — это угол, образованный между нормалью и отраженным лазером, называется углом отклонения по нормали, если это линия, проведенная перпендикулярно отражающей поверхности в точке падения. Это мы даже можем показать с помощью других диаграмм.Также для трехмерных диаграмм, чтобы дети понимали действительно ясно. Я надеюсь, что эта концепция удалась. Пожалуйста, поделитесь комментарием и подпишитесь на наш канал, чтобы узнать больше. Внимательные обновления. Спасибо. «

законов отражения и отражения

законов отражения и отражения

Законы Оптики

Бег Апплет

Законы отражения и преломления

Есть это три закона, которые управляют отражением и преломлением.Это может быть очень легко производные от геометрии. Это:

Угол падающего луча с нормалью (i) РАВНО отраженный луч с нормалью (r). (i = r)

Широко известный как ЗАКОН СНЕЛЛА , это n1 * sin i = n2 * sin e, где i такое же, как указано выше, e равно угол преломления луча с нормалью.

Луч ИНЦИДЕНТА, ОТРАЖЕННЫЙ луч, ПРЕЛОМЛЕННЫЙ луч и НОРМАЛЬНЫЕ в точке падения все лежат в одной плоскости.Самолет упоминается как плоскость падения.

Q. Что делает апплет делать?

A. апплет будет генерировать падающий луч из точки, которую вы щелкнете в ВЕРХНЕМ ЛЕВАЯ ОБЛАСТЬ. Вы получите полезную информацию:

.

Угол падения (i)

2. угол отражения (r)

3.Угол преломления (e).

4. критический угол.

5. Сообщение ИТОГО ВНУТРЕННЕЕ ОТРАЖЕНИЕ будет отображаться всякий раз, когда такое случается.

Q. Как использовать?

A. Что ж, это говорит само за себя, но все же …

Просто продолжайте щелкать в верхнем левом углу

Вы можете увеличить или уменьшить показатель преломления среды

индексов, нажав INC или DEC

Q. Важные понятия, которые вы хотели бы знать?

A. Что ж, я хотел бы здесь перечислить оптические концепции, которые у меня есть используется при создании этого апплета

Выше перечисленное законы

Угол критический Это инцидент угол, под которым угол рефракции становится 90 градусов.

Полное внутреннее отражение Явление, когда свет инцидент не попадает преломляется. Вышеупомянутые два явления требует прохождения света от более плотного к более редкому Средняя.

Закон Снеллиуса, отражение и преломление

Закон Снеллиуса, отражение и преломление

Чтобы пройти по самому быстрому пути через систему, луч меняет направление при переходе от среды с одним показателем преломления к другой среде с другим показателем преломления.

Закон Снеллиуса, который может быть записан как

нА Sinθ A = нБ Sinθ B

предсказывает, как луч изменит направление при переходе из одной среды в другую или при отражении от границы раздела двух сред. Углы в этом уравнении относятся к нормали к поверхности, как показано ниже.

На следующем рисунке луч падает на границу раздела двух разнородных сред. Плоскость, которая включает падающий луч и линию, проведенную перпендикулярно поверхности, называется плоскостью падения.Эта плоскость также содержит отраженных и преломленных лучей. Преломленный луч проходит во вторую среду и движется в другом направлении, чем падающий луч. Углы падающего, отраженного и преломленного лучей относительно нормали к поверхности называются соответственно углами падения qi, отражения qr и преломления qt. Показатель преломления среды 1 равен n1, а среды 2 — n2.

Иллюстрация падающих, отраженных и преломленных лучей.

В случае отраженного луча nA = nB = n2 = n1,

n1 Sinθ i = n1 Sinθ r , что совпадает с Sinθ i = Sinθ r.

Из этого легко увидеть, что угол падения и угол отражения одинаковы!

В случае прошедшего или преломленного луча:

n1 Sinθ i = n2 Sinθ t.

Если n1 n2, то угол преломления больше, чем угол падения… когда есть угол преломления! Представьте, что угол падения становится все больше и больше в случае n1> n2.В конце концов преломленный луч составит угол 90 ° с нормалью к поверхности. Если угол падения превышает этот угол, преломления не возникает! Весь свет, падающий на границу раздела, отражается обратно в падающую среду! Наименьший угол падения, при котором происходит полное внутреннее отражение, называется критическим углом qc. Используя закон Снеллиуса,

n1 Sinqθ i = n2 Sin (90 °) = n2.

Отсюда,

qc = Sin ^-1 (n2 / n1).

Эти диаграммы иллюстрируют два разных случая рефракции. Полное внутреннее преломление показано на рисунке справа.

Многие устройства используют полное внутреннее отражение, включая оптические волноводы (например, оптическое волокно). Волновод — это отрезок прозрачного материала, окруженный материалом с более низким показателем преломления. Лучи, которые пересекают границу раздела между материалом волновода и окружающим материалом под углами, равными или превышающими критический угол, захватываются волноводом и проходят по нему без потерь.

Лучи могут быть захвачены в волноводе из-за полного внутреннего отражения.

слов: отражение, угол, падение, равенство, Преломление, больше и меньше Закон гласит, что …

Вопрос 15 В Законе отражения угол падения к углу отражения, потому что …

Вопрос 15 В Законе об отражении угол падения к углу отражения, потому что скорость одинаковая для обоих мал.

когда луч света проходит под косым углом в материал с более низкой оптической плотностью, угол падения а) меньше угла отражения б) меньше угла преломления в) больше угла отражения г) больше англ

когда луч света проходит под косым углом в материал с более низкой оптической плотностью, угол падения а) меньше угла отражения б) меньше угла преломления в) больше угла отражения г) больше угол преломления

Свет попадает в воздух из воды.Угол преломления будет больше или равен …

Свет попадает в воздух из воды. Угол преломления будет больше или равен углу падения, меньшему или равному углу падения, равному углу падения, меньшему, чем угол падения.

Вопрос 15 В законе Снеллиуса угол визирования к отражению из-за …

Правило 15 В законе Снеллиуса угол визирования к отражению, потому что угол падения света для обоих материалов отражается при падении Снеллиуса больше, чем равный угол.

Закон Снеллиуса можно использовать для определения индекса преломление среды, если…

Закон Снеллиуса можно использовать для определения индекса преломление среды, если известно _____. угол падения угол преломления показатель преломления другой среды Все вышеперечисленное . Полное внутреннее отражение происходит, когда угол угол падения равен _____ критическому углу. больше чем равно больше или равно Ни один из вышеперечисленных Когда наклон графика является показателем преломления для материал и …

угол отражения / преломления

Случай 2: вода-воздух.Измените верхнюю среду на воду, а нижнюю среду на воздух. Заполните таблицу ниже. Вода? Воздух Индекс преломления (вода) 1,33 Индекс преломления (воздух) 1,0003 Угол падения (градусы) Угол отражения (градусы) Угол преломления (градусы) 10 10,0 13,330 30,0 41,745 45,0 70,160 60,0 — — 80 80.0 —- Сравните угол преломления с углом отражения для набора углов падения, использованного в таблице. Как они меняются?

Угол падения равен углу отражения.а. правда б, ложь

Угол падения равен углу отражения. а. правда б, ложь

Оцените угол падения или преломления, используя закон Снеллиуса или критический угол sin = …

Оцените угол падения или преломления, используя закон Снеллиуса или критический угол sin = n / ny. Неизвестная величина, которую необходимо определить в части (c), является критическим углом для границы стекло / воздух. Критический угол определяется следующим образом. sin — 12 для ng> 2 ni В этой задаче n = 1.63, показатель преломления стекла, и n, — 1,00, показатель преломления воздуха. Каков критический угол для …

Лаборатория Вопрос: эксперимент с отражением и преломлением (закон Снеллиуса) 1) Если вы провели этот эксперимент с …

Лаборатория Вопрос: эксперимент с отражением и преломлением (закон Снеллиуса) 1) Если вы проводили этот эксперимент с другим объективом, один с большим показателем преломления, можете ли вы найти большие углы преломление для каждого угла падения? Почему или почему нет?? 2) Не обращаясь к уравнениям, объясните, почему это физически невозможно для полного внутреннего отражения (тета = 90 градусов) до происходят в этом эксперименте ????

ОТРАЖЕНИЕ И ПРЕЛОМЛЕНИЕ света t падающего на отражающую поверхность.Добавьте отраженный луч к …

ОТРАЖЕНИЕ И ПРЕЛОМЛЕНИЕ света t падающего на отражающую поверхность. Добавьте отраженный луч к рисунку, и на рисунке метка 8.3 показан луч света с углами падения и отражения. отражающая поверхность Рис. 8.3. При каких условиях угол преломления больше угла падения? 2. Луч света падает на плоскую поверхность раздела двух сред. Луч делает угол падения с нормалью 25,0 ° в среде, …

Отражение

Когда волна достигает границы, могут произойти три разных события.Волна может быть:

• Отражено — волна отскакивает от границы
• Transmitted — волна передается в новую среду
• Поглощенная — энергия волны передается в граничную среду

Закон отражения гласит, что угол, под которым волна падает на отражающую среду (угол падения, или θ _i ), равен углу, под которым волна отражается от среды (угол отражения, или θ _r ).Проще говоря, θ _i = θ _r . Во всех случаях угол падения и угол отражения измеряются от линии, перпендикулярной или нормальной к отражающей поверхности.

Хотя все волны могут проявлять такое поведение, электромагнитные световые волны обычно рассматриваются в демонстрационных целях. Когда волна отражается от отражающей поверхности, характер ее отражения во многом зависит от характера поверхности. Шероховатые поверхности имеют тенденцию отражать свет в различных направлениях в процессе, известном как диффузное отражение .Диффузное отражение — это тип отражения, которое обычно наблюдается от кусков бумаги. Гладкие поверхности имеют тенденцию отражать световые волны более равномерно, так что отраженные лучи сохраняют параллельность отраженных лучей. Этот процесс известен как зеркальное отражение и обычно наблюдается в зеркалах.

Вопрос: На схеме изображен световой луч, отражающийся от плоского зеркала. Найдите угол отражения светового луча.

Ответ: Угол отражения должен составлять 25 °, так как угол падения равен 25 ° (учтите, что углы всегда отсчитываются от нормали!)

Зеркала

Когда вы смотрите в плоское зеркало, вы видите отражение или изображение объекта. Лучи света от объекта достигают плоского зеркала и отражаются обратно к наблюдателю, создавая изображение объекта.Изображение называется виртуальным, потому что отраженные лучи на самом деле не проходят через изображение. Все виртуальные образы вертикальные.

Расстояние от объекта до зеркала называется расстоянием до объекта (d _o ), а расстояние от изображения до зеркала известно как расстояние до изображения (d _i ). Для виртуальных изображений расстояние до изображения отрицательное. Увеличение изображения можно найти с помощью уравнения увеличения, которое связывает расстояние до изображения и объекта с высотой изображения (h _i ) и объектом (h _o ).

В случае плоского зеркала величина расстояния до изображения равна величине расстояния до объекта, поэтому изображение кажется того же размера, что и объект.

Вопрос: Студент стоит 2 метра перед зеркалом в вертикальной плоскости. Когда студент идет к зеркалу, изображение

1. уменьшается при увеличении и остается виртуальным
2. уменьшается при увеличении и остается реальным
3. остается прежним увеличением и остается виртуальным
4. остается прежним увеличением и остается реальным

Ответ: (3) остается с тем же увеличением и остается виртуальным, поскольку изображение остается за отражающей поверхностью, а увеличение плоского зеркала всегда равно 1.

Вопрос: На схеме ниже человек стоит в 5 метрах от плоского зеркала. Стул перед человеком находится в 2 метрах от зеркала.

Каково расстояние между человеком и наблюдаемым им изображением стула?

Ответ: 7м

Однако не все зеркала являются плоскими.Внутренняя поверхность сферического вогнутого зеркала является отражающей. Лучи света, попадающие в зеркало параллельно главной оси (виртуальная линия, перпендикулярная поверхности зеркала), отражаются от плоскости зеркала и сходятся через точку фокусировки зеркала. Вогнутые зеркала также известны как сходящиеся зеркала. Фокус сферического зеркала составляет половину его радиуса кривизны.

Световые лучи, проходящие через центр кривизны, падают на зеркало и отражаются обратно через центр кривизны.Лучи света от объекта, проходящие непосредственно через точку фокусировки, отражаются обратно параллельно главной оси. Схождение отраженных лучей создает изображение. Расстояние от фокусной точки до поверхности зеркала называется фокусным расстоянием (f). Изображение известно как реальное изображение, потому что отраженные лучи проходят через изображение. Реальные изображения инвертированы.

Взаимосвязь между фокусным расстоянием, расстоянием до объекта и расстоянием до изображения описывается уравнением зеркала, также известным как уравнение производителя линз.По соглашению, расстояние до объекта и изображения положительное на отражающей стороне зеркала и отрицательное на неотражающей стороне зеркала.

Для анализа объекта в фокусе вогнутого зеркала требуется такая же основная процедура. Однако в этом случае отраженные лучи расходятся на отражающей стороне зеркала. Чтобы найти изображение, вы должны направить реальные отраженные лучи обратно через зеркало на неотражающую сторону. Схождение этих протяженных лучей приводит к вертикальному виртуальному изображению.

Вопрос: Падающий световой луч проходит параллельно главной оси вогнутого сферического зеркала. После отражения от зеркала луч света пройдет

1. через точку фокусировки зеркала
2. через центр кривизны зеркала
3. параллельно главной оси зеркала
4. перпендикулярно главной оси зеркала

Ответ: (1) световые лучи, параллельные главной оси, отражаются через точку фокусировки зеркала.

Вопрос: На схеме ниже показан объект, расположенный в точке P, на расстоянии 0,25 метра от вогнутого сферического зеркала с фокусной точкой F. Фокусное расстояние зеркала составляет 0,10 метра.

Как изображение меняется при перемещении объекта от точки P к точке F?

1. Его расстояние от зеркала уменьшается, а размер изображения уменьшается.
2. Его расстояние от зеркала уменьшается, а размер изображения увеличивается.
3. Его расстояние от зеркала увеличивается, а размер изображения уменьшается.
4. Его расстояние от зеркала увеличивается, а размер изображения увеличивается.

Ответ: (4) Используя приведенное ниже уравнение зеркала, вы заметите, что при перемещении объекта к точке F расстояние до объекта d _o уменьшается.

Поскольку точка фокусировки f фиксирована, расстояние изображения d _i должно увеличиваться, поэтому расстояние изображения от зеркала увеличивается.Далее, используя уравнение увеличения, вы заметите, что увеличение d _i и уменьшение d _o приводит к увеличению увеличения m.

Наружная поверхность сферического выпуклого зеркала является отражающей. Лучи света, попадающие в выпуклое зеркало, параллельное главной оси, отражаются от главной оси по виртуальной линии, соединяющей точку контакта с плоскостью зеркала и фокальную точку на неотражающей стороне зеркала.По этой причине выпуклые зеркала также известны как расходящиеся зеркала. Лучи света, попадающие в центр зеркала, отражаются под тем же углом. Поскольку световые лучи никогда не сходятся на отражающей стороне выпуклого зеркала, выпуклые зеркала создают только виртуальные изображения, которые являются вертикальными и уменьшенными в размере.

Вопрос: Какое оптическое устройство заставляет параллельные световые лучи расходиться?

1. зеркало выпуклое
2. зеркало плоское
3. зеркало вогнутое
4. линза выпуклая

Ответ: (1) выпуклые зеркала также известны как расходящиеся зеркала.

No related posts.