Ֆիզիկայի որոշ օրենքներ դժվար է պատկերացնել առանց տեսողական միջոցների օգտագործման: Սա չի վերաբերում տարբեր առարկաների վրա ընկնող սովորական լույսին: Այսպիսով, երկու միջավայրերը բաժանող սահմանի վրա լույսի ճառագայթների ուղղության փոփոխություն կա, եթե այս սահմանը շատ ավելի մեծ է, քան ալիքի երկարությունը: Այս դեպքում լույսի արտացոլումը տեղի է ունենում, երբ նրա էներգիայի մի մասը վերադառնում է առաջին միջավայրին: Եթե ճառագայթների մի մասը թափանցում է մեկ այլ միջավայր, ապա դրանք բեկվում են։ Ֆիզիկայի մեջ լույսի էներգիայի հոսքը, որը հարվածում է երկու տարբեր միջավայրերի սահմանին, կոչվում է միջադեպ, իսկ այն, որը վերադառնում է դրանից դեպի առաջին միջավայրը կոչվում է արտացոլված։ Հենց այս ճառագայթների փոխադարձ դասավորվածությունն է որոշում լույսի անդրադարձման և բեկման օրենքները:
Պայմաններ
Անկյունը ընկնող ճառագայթի և երկու միջավայրերի միջերեսին ուղղահայաց գծի միջև, որը վերականգնվել է մինչև լույսի էներգիայի հոսքի անկման կետը, կոչվում է անկման անկյուն: Կա ևս մեկ կարևոր ցուցանիշ. Սա արտացոլման անկյունն է: Այն տեղի է ունենում արտացոլված ճառագայթի և ուղղահայաց գծի միջև, որը վերականգնվել է իր անկման կետին: լույսը կարող էուղիղ գծով տարածվում է միայն միատարր միջավայրում: Տարբեր միջավայրեր կլանում և արտացոլում են լույսի ճառագայթումը տարբեր ձևերով: Արտացոլման գործակիցը մի արժեք է, որը բնութագրում է նյութի անդրադարձելիությունը: Այն ցույց է տալիս, թե լույսի ճառագայթման կողմից միջավայրի մակերևույթին բերված որքան էներգիա կլինի այն, ինչը նրանից կտարվի արտացոլված ճառագայթման միջոցով: Այս գործակիցը կախված է մի շարք գործոններից, որոնցից ամենակարևորներից են անկման անկյունը և ճառագայթման բաղադրությունը։ Լույսի ամբողջական արտացոլումը տեղի է ունենում, երբ այն ընկնում է արտացոլող մակերես ունեցող առարկաների կամ նյութերի վրա: Այսպիսով, օրինակ, դա տեղի է ունենում, երբ ճառագայթները հարվածում են ապակու վրա նստած արծաթի և հեղուկ սնդիկի բարակ թաղանթին: Լույսի ամբողջական արտացոլումը գործնականում բավականին տարածված է։
Օրենքներ
Լույսի անդրադարձման և բեկման օրենքները ձևակերպվել են Էվկլիդեսի կողմից մ.թ.ա 3-րդ դարում։ մ.թ.ա ե. Դրանք բոլորը հաստատվել են փորձարարական եղանակով և հեշտությամբ հաստատվում են Հյուգենսի զուտ երկրաչափական սկզբունքով։ Ըստ նրա՝ միջավայրի ցանկացած կետ, որին հասնում է խառնաշփոթը, երկրորդական ալիքների աղբյուր է։
Լույսի անդրադարձման առաջին օրենքը. ընկած և անդրադարձող ճառագայթները, ինչպես նաև միջերեսի միջերեսին ուղղահայաց գիծը, որը վերականգնվել է լույսի ճառագայթի անկման կետում, գտնվում են նույն հարթության վրա: Հարթ ալիքը ընկնում է արտացոլող մակերեսի վրա, որի ալիքային մակերեսները շերտեր են։
Մեկ այլ օրենք ասում է, որ լույսի անդրադարձման անկյունը հավասար է անկման անկյան: Դա պայմանավորված է նրանով, որ դրանք փոխադարձաբար ուղղահայաց ենկողմերը. Ելնելով եռանկյունների հավասարության սկզբունքներից՝ հետևում է, որ անկման անկյունը հավասար է անդրադարձման անկյան։ Հեշտությամբ կարելի է ապացուցել, որ դրանք ընկած են նույն հարթության վրա, որի ուղղահայաց գիծը վերականգնվել է ճառագայթի անկման կետում մեդիայի միջերեսին: Այս ամենակարևոր օրենքները գործում են նաև լույսի հակառակ ընթացքի համար: Էներգիայի հետադարձելիության պատճառով արտացոլվածի ճանապարհով տարածվող ճառագայթը կարտացոլվի միջադեպի ճանապարհով:
արտացոլող մարմինների հատկությունները
Օբյեկտների ճնշող մեծամասնությունն արտացոլում է միայն իրենց վրա ընկնող լույսի ճառագայթումը: Այնուամենայնիվ, դրանք լույսի աղբյուր չեն: Լավ լուսավորված մարմինները հիանալի տեսանելի են բոլոր կողմերից, քանի որ դրանց մակերեսի ճառագայթումը արտացոլվում և ցրվում է տարբեր ուղղություններով: Այս երեւույթը կոչվում է ցրված (ցրված) արտացոլում։ Դա տեղի է ունենում, երբ լույսը հարվածում է ցանկացած կոպիտ մակերեսի: Որոշելու համար մարմնից արտացոլված ճառագայթի ուղին իր անկման կետում, գծվում է մի հարթություն, որը դիպչում է մակերեսին: Այնուհետև դրա նկատմամբ կառուցվում են ճառագայթների անկման և անդրադարձման անկյունները։
ցրված արտացոլում
Միայն լույսի էներգիայի ցրված (ցրված) անդրադարձման առկայության շնորհիվ մենք առանձնացնում ենք այն առարկաները, որոնք ընդունակ չեն լույս արձակել։ Ցանկացած մարմին մեզ համար բացարձակապես անտեսանելի կլինի, եթե ճառագայթների ցրումը զրո լինի։
Լույսի էներգիայի ցրված անդրադարձումը մարդու աչքին անհարմարություն չի առաջացնում։ Դա պայմանավորված է նրանով, որ ոչ բոլոր լույսերն են վերադառնում իր սկզբնական միջավայրին: Այսպիսով, ձյունիցարտացոլվում է ճառագայթման մոտ 85%-ը, սպիտակ թղթից՝ 75%-ը, իսկ սև թավշից՝ ընդամենը 0,5%-ը։ Երբ լույսը արտացոլվում է տարբեր կոպիտ մակերեսներից, ճառագայթները պատահականորեն ուղղվում են միմյանց նկատմամբ: Կախված նրանից, թե մակերեսները որքանով են արտացոլում լույսի ճառագայթները, դրանք կոչվում են փայլատ կամ հայելային։ Այնուամենայնիվ, այս տերմինները հարաբերական են: Նույն մակերեսները կարող են լինել տեսողական և փայլատ՝ ընկնող լույսի տարբեր ալիքների երկարությամբ: Մակերեւույթը, որը հավասարաչափ ցրում է ճառագայթները տարբեր ուղղություններով, համարվում է բացարձակ փայլատ։ Չնայած բնության մեջ նման առարկաներ գործնականում չկան, սակայն դրանց շատ մոտ են անփայլ ճենապակին, ձյունը, նկարչական թուղթը։
Հայելիի արտացոլում
Լույսի ճառագայթների տեսողական անդրադարձումը տարբերվում է այլ տեսակներից նրանով, որ երբ էներգիայի ճառագայթները որոշակի անկյան տակ ընկնում են հարթ մակերեսի վրա, դրանք արտացոլվում են մեկ ուղղությամբ։ Այս երեւույթը ծանոթ է բոլորին, ովքեր երբևէ օգտագործել են հայելին լույսի ճառագայթների տակ: Այս դեպքում դա արտացոլող մակերես է: Այս կատեգորիային են պատկանում նաև այլ մարմիններ։ Բոլոր օպտիկական հարթ առարկաները կարող են դասակարգվել որպես հայելային (արտացոլող) մակերեսներ, եթե դրանց վրա անհամասեռությունների և անկանոնությունների չափերը 1 միկրոնից պակաս են (չեն գերազանցում լույսի ալիքի երկարությունը): Բոլոր նման մակերեսների համար ուժի մեջ են լույսի արտացոլման օրենքները։
Լույսի արտացոլումը տարբեր հայելային մակերեսներից
Տեխնոլոգիայում հաճախ օգտագործվում են կոր արտացոլող մակերեսով հայելիներ (գնդաձև հայելիներ): Այդպիսի առարկաները մարմիններն ենգնդաձև հատվածի ձևով: Նման մակերեսներից լույսի անդրադարձման դեպքում ճառագայթների զուգահեռությունը խիստ խախտված է։ Նման հայելիների երկու տեսակ կա՝
• գոգավոր - արտացոլում է լույսը ոլորտի հատվածի ներքին մակերեսից, դրանք կոչվում են հավաքող, քանի որ դրանցից անդրադարձումից հետո լույսի զուգահեռ ճառագայթները հավաքվում են մի կետում;
• ուռուցիկ - արտացոլում է լույսը արտաքին մակերևույթից, մինչդեռ զուգահեռ ճառագայթները ցրված են դեպի կողքերը, այդ իսկ պատճառով ուռուցիկ հայելիները կոչվում են ցրում:
Լույսի ճառագայթների արտացոլման տարբերակներ
Մակերեւույթին գրեթե զուգահեռ ճառագայթը մի փոքր դիպչում է դրան, այնուհետև արտացոլվում է շատ բութ անկյան տակ: Այնուհետև այն շարունակում է շատ ցածր հետագծով, որքան հնարավոր է մոտ մակերեսին: Գրեթե ուղղահայաց ընկնող ճառագայթը արտացոլվում է սուր անկյան տակ: Այս դեպքում արդեն արտացոլված ճառագայթի ուղղությունը մոտ կլինի ընկնող ճառագայթի ուղուն, որը լիովին համապատասխանում է ֆիզիկական օրենքներին:
Լույսի բեկում
Անդրադարձը սերտորեն կապված է երկրաչափական օպտիկայի այլ երևույթների հետ, ինչպիսիք են բեկումը և ընդհանուր ներքին արտացոլումը։ Հաճախ լույսն անցնում է երկու լրատվամիջոցների սահմանով: Լույսի բեկումը օպտիկական ճառագայթման ուղղության փոփոխություն է։ Դա տեղի է ունենում, երբ այն անցնում է մի միջավայրից մյուսը: Լույսի բեկումն ունի երկու օրինաչափություն՝
• միջանցքների միջև սահմանով անցնող ճառագայթը գտնվում է հարթության մեջ, որն անցնում է մակերեսին ուղղահայաց և ընկնող ճառագայթով;
•անկման անկյունը և բեկումը կապված են:
Բեկումը միշտ ուղեկցվում է լույսի արտացոլմամբ։ Ճառագայթների անդրադարձված և բեկված ճառագայթների էներգիաների գումարը հավասար է ընկնող ճառագայթի էներգիային։ Դրանց հարաբերական ինտենսիվությունը կախված է լույսի բևեռացումից անկման ճառագայթում և անկման անկյունից: Շատ օպտիկական սարքերի կառուցվածքը հիմնված է լույսի բեկման օրենքների վրա։
