Այսօր կխոսենք լույսի արտացոլման օրենքի մասին։ Մենք նաև ընդգծում ենք գծային օպտիկայի այն մասը, որին վերաբերում է այս երևույթը։
Դպրոց և լույս
Երեխաները առաջին դասարան են գնում անհամբեր. Նրանց հետաքրքրում է, թե ինչ է նշանակում սովորել, նրանց գրավում է դասագրքերի ու տետրերի աղմուկը։ Բայց կարգապահությունը խիստ բան է։ Այո, և երեխաների փակ խմբի հոգեբանական օրենքները բավականին դաժան են։ Հետևաբար, ավագ աշակերտները դպրոցի հետ կապում են միայն այնտեղ գնալու դժկամությունը: Այնուամենայնիվ, գիտելիքի նկատմամբ ստեղծագործական մոտեցմամբ դուք կարող եք փոխել ձեր հայացքը դասերի և օրագրերի աշխարհին: Այսօր մենք կխոսենք օպտիկայի մեկ կարևոր հայեցակարգի մասին. Ֆիզիկայի 8-րդ դասարանը տալիս է այս երևույթը որպես լույսի բեկման և անդրադարձման օրենքներ։
Ալիք և լույս
Որքան էլ տարօրինակ հնչի, լույսը ալիք է: - Ի՞նչ ծովեր։ ուսանողները կհարցնեն. Իսկ մենք կպատասխանենք՝ «Էլեկտրամագնիսականում»։ Այս բարդ համակարգը սկսվում է շարժվող լիցքավորված օբյեկտից: Բառի ուղիղ իմաստով։ Եթե փորձարարը էլեկտրիֆիկացնի սաթի կտորը և արագ վազի դրա հետ, ապա շարժման ընթացքում շատ թույլ և շատ կարճ էլեկտրամագնիսական դաշտ կառաջանա։ Մեծ դաշտերի աղբյուրը, որը ներթափանցում է ամբողջ տիեզերքը, գտնվում էհիմնականում աստղեր. Արևը նույնպես ոչ զրոյական լիցք ունեցող օբյեկտ է, ուստի Երկիրը բառացիորեն «լողանում է» նրա կողմից ստեղծված մասնիկներով և էլեկտրամագնիսական դաշտերով։ Իսկ լույսը էլեկտրամագնիսական դաշտի քվանտ է, ինչը նշանակում է, որ դրա վրա կարելի է կիրառել անդրադարձման օրենքը։
արտացոլում, բեկում, կլանում
Այսպիսով, ո՞րն է օրենքի էությունը: Հետևյալում՝
- Եթե լույսի ճառագայթն ընկնում է հարթ մակերևույթի վրա, ապա այն, անկման կետում մակերևույթի նորմալը և արտացոլված լույսը գտնվում են նույն հարթության վրա:
- Ընկնող ճառագայթի թեքության անկյունը դեպի նորմալ հավասար է արտացոլված լույսի թեքության անկյան:
Երբեմն դպրոցականներին վախեցնում է «նորմալ» անհասկանալի բառը։ Բայց դա ամենևին էլ սարսափելի չէ։ Այն ուղղակի ուղղահայաց է մակերեսի տվյալ կետին: Իսկ նորմալը ամենից հաճախ երևակայական գիծ է, այն պետք է մտածել՝ խնդիրը լուծելու համար։
Անկման անկյունը հավասար է անդրադարձման անկյան
Որքանո՞վ է վնասակար լույսի արտացոլման օրենքի այս ձևակերպումը: 8-րդ դասարանը հաճախ կրճատում է դպրոցի կանոններում բառերի քանակը՝ դրանք ավելի լավ հիշելու համար: Բայց նույնիսկ գծային օպտիկան այն թեման է, որտեղ գործողության և տարածման վեկտորը կարևոր է: Այսինքն՝ կարեւոր են ոչ միայն լույսի ճառագայթների փոխադարձ անկյունները, այլեւ դրանց տարածման ուղղությունը։ Այս դեպքում կարևոր է չմոռանալ, որ միջադեպի, արտացոլված պատկերի և մակերեսի նորմալի համար անկման կետում կա միայն մեկ հարթություն:
արտացոլման տեսակները
Թվում է, որ այս կանոնը չի կարող ավելի պարզ լինել: Բայց այստեղ կան որոշ առանձնահատկություններ.
- Հանդիպում դիէլեկտրիկի հետ, լույսն առաջացնում է տատանումներ նրա ատոմներումդիէլեկտրական բևեռացում. Սա հանգեցնում է նրան, որ միջավայրի յուրաքանչյուր կետ դառնում է ալիքների երկրորդական աղբյուր: Երբ միավորվում են, դրանք առաջացնում են արտացոլված, բեկված և ցրված լույս:
- Երբ էլեկտրամագնիսական ճառագայթումը հարվածում է հաղորդիչ նյութին, այն առաջացնում է էլեկտրոնների տատանումներ: Նյութը ձգտում է փոխհատուցել ստացված հոսանքը, ինչը հանգեցնում է գրեթե ամբողջական արտացոլման: Ահա թե ինչու է մետաղն այդքան փայլուն։
- Ցրված արտացոլումը տեղի է ունենում, երբ մակերեսը կոպտություն ունի: Դրանց չափը պետք է գերազանցի հարվածող ճառագայթման ալիքի երկարությունը: Այնուամենայնիվ, կարող է առաջանալ մի իրավիճակ, երբ կարճ ալիքի մանուշակագույն ճառագայթումը ցրված է, մինչդեռ երկար ալիքի կարմիր ճառագայթումը կատարելապես արտացոլված է:
- Ներքին արտացոլում. Եթե լույսն ավելի խիտ միջավայրից ընկնում է ավելի հազվագյուտ միջավայրի (օրինակ՝ ջրից օդ), ապա որոշակի անկյան տակ ամբողջ ճառագայթը հետ է արտացոլվում: Ընդհանուր արտացոլման օրենքը կապված է միջավայրում լույսի բեկման ինդեքսների տարբերության հետ։ Դրա բանաձևն արտահայտվում է հետևյալ կերպ.
- sin j=n2 / n1
որտեղ j-ն այն անկյունն է, որով տեղի է ունենում ընդհանուր ներքին արտացոլումը, և n2 և n1 երկուսի բեկման ինդեքսներն են: լրատվամիջոցներ.
Ի՞նչ և երբ է արտացոլված:
Դպրոցական դասերից և ձանձրալի առաջադրանքներից բացի, արտացոլման օրենքը, որի բանաձևը մի փոքր ավելի բարձր ենք տվել, կարելի է դիտարկել նաև այլ դեպքերում.
- Երբ ձայնային ալիքները ցատկում են ամուր մակերևույթներից, դրանք հետ են ցատկում որպես արձագանք: Այս էֆեկտի պատճառով է, որ երեխաների ձայնը փակ բակում ավելի բարձր է հնչում, քան դրսում:գետափ. Վերանորոգումից անմիջապես հետո դատարկ սենյակը նույնպես արձագանքում է, և այնտեղ դրված կահույքը կլանում է օդի թրթռումները:
- Հետախուզական նավերն իրենց առջև արձակում են ուլտրաձայնային ալիքներ, որոնց արտացոլման արագությունը կարող է օգտագործվել ներքևի տեղագրությունը դատելու համար։
- Ռադիոալիքներն արտացոլվում են ինքնաթիռներից, ինչը թույլ է տալիս որոշել դրանց գտնվելու վայրը օդում:
- Բժշկական հետազոտության ժամանակ ուլտրաձայնը արտացոլվում է օրգանների սահմանից և մասնագետներին հնարավորություն է տալիս դատել մարդու ներսում տեղի ունեցող գործընթացների մասին՝ առանց հյուսվածքի կտրելու։
Հայելի և Չինաստան
Սակայն մի կարծեք, որ արտացոլումը վերջին գյուտն է։ Հենց որ մարդիկ սովորեցին, թե ինչպես ստանալ մաքուր մետաղ (բրոնզ), կանայք անմիջապես ցանկացան իմանալ, թե ինչպիսի տեսք ունեն:
Նյութը ավելի լավ արտացոլելու համար նրա մակերեսը երկար ժամանակ հղկվել է ձեռքով։ Եվ քանի որ բրոնզե սկավառակի միայն մի ուղղությամբ կարելի էր նայել, մյուսը զարդարված էր ինչ-որ նախշով։
Հին Չինաստանում որոշ վարպետներ կարողացել են հայելիներ պատրաստել, որոնց առեղծվածը մինչ այժմ բացահայտված չէ։ Եթե նման առարկայի հարթ կողմից արևի ճառագայթն ուղղվի դեպի սպիտակ պատը կամ թղթի թերթիկը, ապա լույսի շրջանակում կհայտնվի ետևի վրա փորագրված նկարը: Այս երեւույթի էությունը հնարավոր չէր բացատրել նույնիսկ ժամանակակից հետազոտական մեթոդներով։ Գուշակել, թե ինչպես է դա տեղի ունենում.
- Նախշը սեղմվում է, հետո մի կողմը մանրացվում է, և մետաղի կառուցվածքի տարբերությունը մնում է։
- Պղնձի հալոցը լցնում են նախապես պատրաստված կաղապարի մեջ ևմետաղի ավելի հաստ շերտը (որտեղ նախշը ունի ուռուցիկություն) ամրանում է մի փոքր այլ ձևով, քան բարակ տարրը: Այս տարբերությունը պահպանվում է նույնիսկ փայլեցումից հետո։
- Հայելիի հարթ կողմը փորագրված է թթվով։ Մշակելուց հետո գույնի տարբերությունը նկատելի չէ, սակայն արտացոլված պատկերի ինտենսիվությունը տարբեր է պայծառ արևի լույսի ներքո։
- Նախշը կիրառվում է պղնձի տարբեր աստիճանով առարկայի հայելային մասի վրա:
- Պատկերը կտրված է հայելու հետևի մասում, երբ առջևի կողմն արդեն որոշակի չափով ավազացված է: Ճնշումը գործում է օբյեկտի երկու մասերի վրա: Հայելային կողմը ծածկված է, ասես, օրինաչափությանը համապատասխանող միկրո ուռուցիկներով։ Մեկ այլ ավազով ավարտում է աշխատանքը՝ ստեղծված բլթակներին և ձորերին ավելի հարթ տեսք հաղորդելով։
Դժվար է հավատալ, որ ատոմային սպեկտրոսկոպիայի և նյութի ռենտգենյան հետազոտության դարաշրջանում դեռևս կան առեղծվածներ՝ կապված արտացոլման հետ, սակայն փաստերը համառ բաներ են։
