REFLEKSION AF LYS: ELEMENTER, LOVE OG APPLIKATIONER - FYSISK - 2025

Den refleksion af lys er den optiske fænomen, hvorved en lysstråle skifter retning og reflekteres, når den rammer adskillelse overflade af to medier, uden at kunne krydse overfladen.

Det er et grundlæggende fænomen, der forekommer i naturen, og som allerede blev undersøgt i det klassiske Grækenland. Imidlertid blev lovene, der regulerer lysrefleksion, først udgået langt ind i det syttende århundrede. Det var den hollandske videnskabsmand W. Snell, der definerede lovene om både reflektion og brydning. På denne måde blev disse love kaldt Snells love.

Reflektion af lys i vandet. Pixabay

Reflektion i sig selv er et generelt fænomen, der påvirker alle bølger, selvom lyset er det mest repræsentative. Hver gang lys falder på en krop, opstår der en reflektion. Afhængigt af hvilke farver i spektret kroppen optager, og hvilke de reflekterer, ser vi kroppen af ​​en eller anden farve.

Refleksion er også til stede i vores daglige liv i ting, der er så hverdagslige som dannelsen af ​​billeder i spejle. Disse billeder kan forklares fra reflektionslovene. Det kan også ses på de billeder, der reflekteres på vandoverfladen, skønt i dette tilfælde fænomenet med brydning også forekommer.

elementer

Når man studerer refleksion af lys, skal følgende elementer tages i betragtning: lys, de to medier, medieets separationsoverflade, den indfaldende stråle, den reflekterede stråle og det normale til adskillelsesoverfladen.

I fysik inkluderer udtrykket lys hele strålefeltet inkluderet i det elektromagnetiske spektrum, hvor udtrykket synligt lys er forbeholdt den del af spektret, som det menneskelige øje opfatter.

I refleksion skal to midler skelnes. Den første er det medium, gennem hvilket bølgen bevæger sig. Den anden krydser enten ikke det, eller hvis det sker, sker bølgenes brydning. Mellem de to medier er det, der kaldes medieseparation.

Normalen er en linje vinkelret på medieets adskillelsesplan. Den indfaldende stråle kaldes lysstrålen, der når separationsoverfladen gennem det første medium. Den reflekterede stråle er på sin side den, der reflekteres, efter at den hændende stråle kolliderer med denne overflade.

Overvejelseslove

Selvom Euclid var den første, der offentliggjorde reflektionslove i det 3. århundrede f.Kr., er sandheden, at det var i 1621, med den hollandske astronom og matematiker Willebrord Snell van Royen, da de nuværende love for refleksion og brydning blev etableret..

De to overvejelseslove diskuteres nedenfor.

Første lov

Den første lov opsummeres i følgende udsagn: den hændende stråle, den normale (eller vinkelret på planet) og den reflekterede stråle er i det samme rumplan.

Lysreflektionsvinkler. Ingen maskine-læselig forfatter leveret. Arvelius antog (baseret på ophavsretskrav).

Anden lov

Den anden reflektionslov angiver, at reflektionsvinklen er nøjagtigt den samme som forekomstens vinkel.

Fermats princip

Både de to foregående overvejelseslover såvel som brydningsloverne kan udledes af Fermats princip. Dette princip siger, at den sti, som en lysstråle følger mellem to steder i rummet, altid er den, der tager den kortest mulige tid.

Total intern reflektion af lys

Total intern reflektion af lys opstår, når lys møder et medium med et brydningsindeks, n ₂, mindre end det medium, hvori det findes, n ₁. I dette tilfælde er lyset ikke i stand til at passere gennem separationsoverfladen på begge medier og reflekteres fuldstændigt.

Naturligvis forekommer dette kun ved større indgrebsvinkler end dem, der kaldes den kritiske vinkel.

Total intern reflektion er årsagen til de gnister, der kan ses i en afskåret diamant.

Typer af reflektion

Reflektion kan være af flere typer: spekulær, diffus eller blandet. Hvorvidt en type refleksion eller anden finder sted, afhænger hovedsageligt af typen af ​​overflade i dens sti.

Speciel reflektion

Når lys falder på en glat, poleret overflade, opstår der spejlreflektion.

Diffus refleksion

I stedet for når lys falder på en upoleret overflade, sker der reflektion i alle retninger i rummet. Det siges, at der har været en diffus refleksion.

Mariacasandra

Blandet refleksion

Som navnet antyder, forekommer blandet refleksion, når en kombination af de foregående to opstår.

Applikationer

Reflektion af lys har forskellige anvendelser. F.eks. Bruges fænomenet total reflektion i det, der er kendt som Porro-prisme, der bruges til fremstilling af kikkert.

Total reflektion bruges også til forplantning af lys i fiberoptiske kabler. Så hvis du har en fiberoptisk internetforbindelse i dit hjem, skal du vide, at en del af ansvaret for at nyde det skyldes den totale reflektion af lys.

retroreflektionen

Retroreflektion er en anvendelse af lysreflektion, der består af reflekterende lys tilbage mod oprindelsen eller kilden, uanset hvor hyppigheden er. For at opnå dette bruges flade reflekterende overflader.

En bestemt anvendelse af retroreflektion findes i trafikskilte. Dette gør det muligt at reflektere lyset fra forlygterne direkte i oprindelsesretningen. Signalet ser således ud til at være forbedret, så føreren får advarslen om faren.

Eksperiment

Fænomenet lysreflektion kan verificeres med nogle enkle hjemmeforsøg som det, vi foreslår nedenfor. Du kan gøre det derhjemme uden nogen risiko og se, hvordan fysik er ved hånden.

Total intern reflektion af lyseksperiment

For at gennemføre dette eksperiment behøver du kun et glas, vand, mælk og en laserpeker.

Fyld først glasset med vand, tilsæt derefter et par dråber mælk. Når dette er gjort, peges laserpegeren mod glasset under vandstanden. På denne måde passerer lysstrålen fra markøren gennem vandet og reflekteres på vandets overflade med luften.

Takket være mælkedråberne, der er opløst i vandet, er det endvidere muligt at følge den fulde bane for lysbølgen og perfekt observere både den indfaldende stråle og den reflekterede stråle. Under alle omstændigheder er idealet at udføre eksperimentet i et rum med lidt lys for bedre at værdsætte mønsteret på den reflekterede bølge.

Årsager

Som vi tidligere har forklaret, finder dette fænomen kun sted, når lyset går fra et medium med et højere brydningsindeks til et med et lavere indeks. På samme måde, for at dette skal ske, skal lyset påvirke adskillelsen af ​​medierne med en vinkel, der er større end den såkaldte kritiske vinkel.

konklusion

Reflektion af lys er et naturfænomen, der ledsager os dagligt i vores liv. Dette er i en sådan grad, at vi opfatter farver takket være det. Der er bevis for dens undersøgelse allerede i det klassiske Grækenland, skønt det først var i det syttende århundrede med Snell, at reglerne, der styrer det, begyndte at blive defineret.

På nuværende tidspunkt er dens anvendelser mange og varierede. Nogle, sikkert ville du ikke have forestillet dig dem, og de er involveret i så uventede processer som transmission af information gennem fiberoptiske kabler.

Ikke kun fysik er i alt, når det omgiver os, lys ledsager os også uadskilleligt i vores opdagelse af virkeligheden. Ikke forgæves, det er takket være hende, at vi opfatter verden omkring os.

Referencer

1. Let (nd). På Wikipedia. Hentet den 27. februar 2019 fra en.wikipedia.org.
2. Burke, John Robert (1999). Fysik: tingene. Mexico DF: International Thomson Editores.
3. Total intern reflektion (nd). På Wikipedia. Hentet den 28. februar 2019 fra en.wikipedia.org.
4. Let (nd). På Wikipedia. Hentet den 1. marts 2019 fra en.wikipedia.org.
5. Lekner, John (1987). Reflektionsteori, elektromagnetiske bølger og partikelbølger. Springer.