Or, nous savons tous qu'un objet ne nous est visible que si la lumière réfléchie ou émise par celui-ci atteint notre œil. Comprenons le phénomène de réflexion de la lumière.
Dans cette leçon, nous apprendrons :
Avez-vous observé une torche dans une pièce sombre frappant un miroir ou un mur plan ? Que devient la lumière. Vous verrez certains des rayons lumineux rebondir. Ce phénomène est appelé réflexion de la lumière.
Lorsqu'un rayon lumineux frappe la limite de deux milieux, comme l'air et le verre, une partie de la lumière est renvoyée dans le même milieu. C'est ce qu'on appelle "la réflexion de la lumière". Une surface hautement polie telle qu'un miroir reflète la majeure partie de la lumière qui tombe dessus.
Considérons un rayon lumineux incident sur la surface d'un miroir plan,
Le rayon incident est le rayon de lumière tombant sur la surface.
Le rayon réfléchi est le rayon incident rebondissant vers le même milieu après avoir heurté la surface réfléchie.
Le point d'incidence , qui est 'P' ici, est le point sur la surface réfléchie où le rayon incident frappe et le rayon réfléchi rebondit.
La normale est la ligne tracée perpendiculairement à la surface réfléchissante au point d'incidence.
L' angle d'incidence (i) est l'angle entre le rayon normal et le rayon incident.
L' angle de réflexion (r) est l'angle entre le rayon normal et le rayon réfléchi.
Les lois de la réflexion de la lumière stipulent que,
Réflexion régulière : si les rayons incidents parallèles sont réfléchis de telle manière que tous les rayons réfléchis sont également parallèles les uns aux autres, une telle réflexion est appelée réflexion régulière ou réflexion spéculaire. Par exemple, la réflexion d'une surface lisse polie comme un miroir plan montre une réflexion régulière. L'angle d'incidence de tous les rayons de lumière parallèles tombant sur une surface lisse est le même et l'angle de réflexion de tous les rayons de lumière réfléchis est également le même, donc les rayons de lumière parallèles tombant sur une surface lisse sont réfléchis comme le faisceau de rayons parallèles dans une seule direction. En raison de cette propriété miroir, la surface métallique polie et l'eau stagnante forment des images. Nous pouvons également diriger la lumière du soleil vers des endroits sombres par la réflexion régulière de la lumière à l'aide d'une surface brillante.
Réflexion irrégulière : Lorsqu'un faisceau parallèle de lumière incidente tombe sur une surface irrégulière ou rugueuse, il est réfléchi dans différentes directions. Une telle réflexion est appelée réflexion irrégulière ou réflexion diffuse . Les rayons incidents ne restent pas parallèles après réflexion, ils sont réfléchis dans des directions différentes. Pourquoi? La réponse à cela est que les particules de surface rugueuse sont toutes orientées dans des directions différentes en raison de cela, les angles d'incidence pour tous les rayons parallèles de lumière sont différents et donc l'angle de réflexion pour tous les rayons est également différent. Par exemple, les rayons tombant sur une surface rugueuse comme le mur et le sol. Nous voyons des objets non lumineux en raison de la réflexion diffuse. Un livre posé sur la table est visible de toutes les parties de la pièce en raison de la réflexion diffuse de la lumière sur sa surface. La surface du livre étant rugueuse réfléchit la lumière dans toutes les directions, le livre est donc vu de toutes les parties de la pièce.
Remarque : La luminosité d'un objet dépend de l'intensité des rayons lumineux incidents et également de la réflectivité de l'objet.
Question : Pourquoi un miroir forme-t-il une image mais pas le mur ?
Réponse : Dans le miroir, la partie réfléchissante est très plate, donc après réflexion sur le miroir, la lumière a le même motif qu'avant et peut former une image. Mais la surface du mur est rugueuse, de sorte que les rayons lumineux se reflètent dans toutes les directions et se mélangent au cours du processus. C'est la même chose que de voir votre reflet sur une feuille lisse de papier d'aluminium. Froissez la feuille puis essayez de voir votre image, elle ne sera plus visible.
Maintenant que nous comprenons ce qu'est la réflexion, apprenons-en plus sur les miroirs plans et comment ils forment des images.
Les miroirs plans sont fabriqués en plaçant une fine couche de nitrate d'argent ou d'aluminium derrière un morceau de verre plat. Ce sont des miroirs avec une surface réfléchissante plane.
Le diagramme des rayons ci-dessous montre comment nous voyons une image dans un miroir plan. Les rayons lumineux de l'objet frappent le miroir et se réfléchissent selon la loi de réflexion. Lorsque certains des rayons lumineux pénètrent dans notre œil, notre œil et notre cerveau interprètent ces rayons comme ayant voyagé en ligne droite. Par conséquent, nos yeux et notre cerveau suivent les rayons lumineux vers une position d'où ils semblent provenir. A cette position, on voit une image.
Les rayons incidents 1 (à partir de la pointe de la bougie) et 2 (à partir de l'extrémité de la bougie) frappent la surface du miroir, suivent les lois de la réflexion, rebondissent et atteignent l'œil de l'observateur. Si les rayons réfléchis se prolongent vers l'arrière derrière le miroir (voir lignes pointillées 5 et 6), ils semblent provenir des points A' et B'. En formant des images de tous les points de l'objet, on obtient une image verticale de l'objet derrière le miroir.
Le miroir plan forme une image virtuelle. On voit ici que les rayons lumineux divergent ou s'écartent après réflexion, donc lorsque les rayons lumineux d'une source ne se croisent pas pour former une image. Au lieu de cela, ils peuvent être «retracés» jusqu'à un point derrière le miroir. Les images virtuelles peuvent être vues directement sans utiliser d'écran pour la projection. Des images virtuelles se forment derrière le miroir où la lumière n'atteint jamais. Les images virtuelles sont des images verticales.
Cela se produit sur un concept très simple que dans un miroir plan, la distance de l'objet au miroir sera égale à la distance de l'image au miroir, donc lorsque vous avez écrit 'IF' et que la formation de l'image se produit, la distance de F du miroir est le même que le F formé dans le miroir.
L'invention du miroir plan est en effet la plus grande contribution à l'humanité. Nous savons maintenant que les miroirs plans sont principalement utilisés pour voir le reflet d'un objet. Certaines des utilisations du miroir plan sont :
1. Les miroirs plans sont utilisés comme miroir.
2. Ils sont utilisés dans les cuiseurs solaires pour refléter la majeure partie de la lumière du soleil afin de piéger et de concentrer la puissance du soleil pour cuire les aliments.
3. Ils sont également utilisés dans la construction de périscopes utilisés dans les sous-marins. Les miroirs plans utilisés en périscope reflètent l'image de tous les navires présents à la surface de l'eau. Le schéma ci-dessous montre le principe sur lequel le périscope est conçu.
4. Ils sont également utilisés pour fabriquer un kaléidoscope, un jouet qui produit de beaux motifs. Intéressé d'en faire un pour vous-même ?
5. Ils sont également utilisés dans divers instruments scientifiques comme les microscopes.
6. Utilisés dans les automobiles pour refléter un puissant faisceau de lumière parallèle, les véhicules utilisent largement des miroirs dans leurs phares.
7. Utilisé dans les torches - Les miroirs plans sont utilisés dans les torches et les lampes de poche pour refléter les faisceaux lumineux.
8. Utilisé par les dentistes pour voir les images des dents et les examiner.
Expérimentez pour vous d'essayer - Voyons comment nous pouvons créer de belles images en utilisant la réflexion de la lumière par un miroir plan en faisant un kaléidoscope.
Matériaux nécessaires:
Trois petits miroirs qui sont approximativement de la même taille. Carton fin. Transparent ou protège-page en plastique, morceaux de verre colorés, ruban adhésif.
Que faire:
1. Collez les bords longs des miroirs ensemble de sorte qu'ils forment une pyramide, avec les côtés réfléchissants des miroirs tous tournés vers l'intérieur.
2. Ensuite, découpez un triangle de carton fin pour s'adapter à une extrémité du kaléidoscope et collez-le dessus. Utilisez un crayon pointu pour percer un trou au centre du carton, pour servir de judas.
3. Coupez deux triangles d'une substance transparente, comme un transparent en plastique, pour s'adapter à l'autre extrémité; scotchez deux des bords pour former une enveloppe à trois côtés et mettez des morceaux de verre coloré à l'intérieur. Collez le troisième côté fermé, puis utilisez du ruban adhésif pour fixer l'enveloppe à l'extrémité du kaléidoscope.
4. Maintenant, regardez à travers l'extrémité qui a le judas et dirigez le kaléidoscope vers une source de lumière. Les objets colorés à l'autre extrémité se refléteront sur les miroirs en motifs en forme d'étoile.
Défi : Quel est le longueur minimale d'un miroir plan nécessaire pour voir l'image complète d'un garçon mesurant 4 pieds?
Solution : Afin de voir l'image complète d'une personne, la taille minimale du miroir doit être la moitié de la taille de la personne. Essayons de le prouver en utilisant un diagramme de rayons.
Le rayon du pied frappe le miroir au point Y, rebondit et atteint vos yeux. Un rayon lumineux partant de votre tête frappe le miroir au point X et reflète vos yeux. La longueur minimale du miroir requise pour voir l'image entière du garçon est XY.
Afin de rendre l'angle d'incidence égal à l'angle de réflexion, la ligne normale N doit se situer exactement à mi-chemin entre le point d'observation et les pieds. Par conséquent, XY = la moitié de la taille du garçon.
Réponse : La hauteur minimale requise pour le miroir est de 2 pieds.