Teraz wszyscy wiemy, że przedmiot jest dla nas widoczny tylko wtedy, gdy światło odbite lub wyemitowane przez niego dociera do naszego oka. Pozwól nam zrozumieć zjawisko odbicia światła.
W tej lekcji nauczymy się:
Czy zauważyłeś, jak światło pochodni w ciemnym pokoju uderza w płaskie lustro lub ścianę? Co się dzieje ze światłem. Zobaczysz, że niektóre promienie świetlne odbijają się. Zjawisko to nazywane jest odbiciem światła.
Kiedy promień światła uderza w granicę dwóch ośrodków, takich jak powietrze i szkło, część światła jest ponownie zamieniana w to samo medium. Nazywa się to „odbiciem światła”. Wysoce wypolerowana powierzchnia, taka jak lustro, odbija większość padającego na nią światła.
Rozważmy padanie promienia świetlnego na powierzchnię zwierciadła płaskiego,
Promień padający to promień światła padający na powierzchnię.
Promień odbity to promień padający odbijający się z powrotem do tego samego ośrodka po uderzeniu w odbitą powierzchnię.
Punkt padania , który tutaj jest „P”, to punkt na odbitej powierzchni, w którym padający promień pada, a promień odbity odbija się.
Normalna to linia poprowadzona prostopadle do powierzchni odbijającej w punkcie padania.
Kąt padania (i) to kąt między normalną a promieniem padającym.
Kąt odbicia (r) to kąt między normalną a promieniem odbitym.
Prawa odbicia światła mówią, że
Odbicie regularne: Jeśli równoległe promienie padające są odbijane w taki sposób, że wszystkie odbite promienie są również równoległe do siebie, wówczas takie odbicie nazywa się odbiciem regularnym lub odbiciem zwierciadlanym. Na przykład odbicie od wypolerowanej gładkiej powierzchni, takiej jak lustro płaskie, pokazuje regularne odbicie. Kąt padania dla wszystkich równoległych promieni światła padających na gładką powierzchnię jest taki sam, jak również kąt odbicia dla wszystkich odbitych promieni światła, dlatego równoległe promienie światła padające na gładką powierzchnię odbijają się jako wiązka promieni równoległych tylko w jednym kierunku. Dzięki tej właściwości lustro, polerowana metalowa powierzchnia i stojąca woda tworzą obrazy. Możemy również skierować światło słoneczne w ciemne miejsca poprzez regularne odbijanie światła na błyszczącej powierzchni.
Nieregularne odbicie : gdy równoległa wiązka padającego światła pada na nieregularną lub chropowatą powierzchnię, odbija się w różnych kierunkach, takie odbicie nazywane jest odbiciem nieregularnym lub odbiciem rozproszonym . Spadające promienie nie pozostają równoległe po odbiciu, są odbijane w różnych kierunkach. Dlaczego? Odpowiedź na to jest taka, że wszystkie cząstki szorstkiej powierzchni są zwrócone w różnych kierunkach, z tego powodu kąty padania dla wszystkich równoległych promieni światła są różne, a zatem kąt odbicia dla wszystkich promieni jest również inny. Na przykład promienie padające na chropowatą powierzchnię, taką jak ściana i podłoga. Obiekty nieświecące widzimy dzięki rozproszonemu odbiciu. Książka leżąca na stole jest widoczna ze wszystkich części pokoju dzięki rozproszonemu odbiciu światła od jej powierzchni. Chropowata powierzchnia książki odbija światło we wszystkich kierunkach, dzięki czemu książka jest widoczna ze wszystkich stron pomieszczenia.
Uwaga: Jasność obiektu zależy od intensywności padających promieni świetlnych, a także od współczynnika odbicia obiektu.
Pytanie: Dlaczego lustro tworzy obraz, a ściana nie?
Odpowiedź: W zwierciadle część odbijająca jest bardzo płaska, więc po odbiciu od lustra światło ma taki sam wzór jak poprzednio i może tworzyć obraz. Ale powierzchnia ściany jest chropowata, więc promienie światła odbijają się we wszystkich różnych kierunkach i ulegają pomieszaniu. To tak samo, jak zobaczyć swoje odbicie na gładkiej tafli folii aluminiowej. Zgnij folię, a następnie spróbuj zobaczyć swój obraz, nie będzie już widoczny.
Teraz, gdy rozumiemy, czym jest odbicie, dowiedzmy się więcej o płaskich lustrach i o tym, jak tworzą obrazy.
Zwierciadła płaskie powstają poprzez nałożenie cienkiej warstwy azotanu srebra lub aluminium za płaską taflę szkła. Są to lustra z płaską powierzchnią odbijającą.
Poniższy diagram promieni pokazuje, jak widzimy obraz w zwierciadle płaskim. Promienie światła z przedmiotu padają na lustro i odbijają się zgodnie z prawem odbicia. Kiedy niektóre promienie światła wpadają do naszego oka, nasze oko i mózg interpretują te promienie jako poruszające się po linii prostej. Dlatego nasze oczy i mózg śledzą promienie światła wstecz do pozycji, z której wydają się pochodzić. W tej pozycji widzimy obraz.
Spadające promienie 1 (zaczynając od czubka świecy) i 2 (zaczynając od końca świecy) uderzają w powierzchnię lustra, zgodnie z prawami odbicia odbijają się i docierają do oka obserwatora. Jeśli odbite promienie rozciągają się do tyłu za zwierciadłem (patrz linie przerywane 5 i 6), wydaje się, że pochodzą one z punktów A' i B'. Tworząc obrazy wszystkich punktów przedmiotu, uzyskujemy pionowy obraz przedmiotu za zwierciadłem.
Lustro płaskie tworzy wirtualny obraz. Widzimy tutaj, że promienie światła rozchodzą się lub rozchodzą po odbiciu, a więc gdy promienie światła ze źródła nie przecinają się, tworząc obraz. Zamiast tego można je „prześledzić wstecz” do punktu za lustrem. Wirtualne obrazy można oglądać bezpośrednio, bez użycia ekranu do projekcji. Wirtualne obrazy powstają za lustrem, do którego nigdy nie dociera światło. Wirtualne obrazy to pionowe obrazy.
Dzieje się tak na bardzo prostym założeniu, że w zwierciadle płaskim odległość obiektu od zwierciadła będzie równa odległości obrazu od zwierciadła, więc kiedy masz napisane „JEŻELI” i zachodzi tworzenie obrazu, odległość F z lustra jest taki sam jak F utworzone w lustrze.
Wynalezienie płaskiego lustra jest rzeczywiście największym wkładem w ludzkość. Wiemy teraz, że zwierciadła płaskie służą przede wszystkim do oglądania odbicia przedmiotu. Niektóre zastosowania lustra płaskiego to:
1. Zwierciadła płaskie służą jako zwierciadło.
2. Są używane w kuchenkach słonecznych, aby odbijać większość światła słonecznego, aby uwięzić i skoncentrować moc słońca do gotowania żywności.
3. Wykorzystywane są również do budowy peryskopu używanego w okrętach podwodnych. Zastosowane w peryskopie zwierciadła płaszczyzn odbijają obraz wszystkich statków znajdujących się na powierzchni wody. Poniższy schemat przedstawia zasadę, na której zaprojektowano peryskop.
4. Są również używane do wykonania kalejdoskopu, zabawki, która wytwarza piękne wzory. Chcesz zrobić taki dla siebie?
5. Są również używane w różnych instrumentach naukowych, takich jak mikroskopy.
6. Używane w samochodach do odbijania silnej wiązki równoległego światła, pojazdy powszechnie używają luster w swoich reflektorach.
7. Stosowane w latarkach - Zwierciadła płaskie są stosowane w latarkach i latarkach do odbijania wiązek światła.
8. Używany przez dentystów do oglądania obrazów zębów i ich badania.
Eksperyment do przymierzenia — Zobaczmy, jak możemy stworzyć piękne obrazy, używając odbicia światła od płaskiego lustra , wykonując kalejdoskop.
Wymagane materiały:
Trzy małe lusterka mniej więcej tej samej wielkości. Cienki karton. Folia górna lub plastikowa osłona strony, kolorowe kawałki szkła, taśma.
Co robić:
1. Sklej ze sobą długie krawędzie lusterek, tak aby tworzyły kształt piramidy, z odbijającymi bokami lusterek skierowanymi do wewnątrz.
2. Następnie wytnij trójkąt z cienkiej tektury tak, aby pasował do jednego końca kalejdoskopu i przyklej go taśmą. Użyj ostrego ołówka, aby zrobić dziurę w środku kartonu, aby służyła jako wizjer.
3. Wytnij dwa trójkąty z przezroczystej substancji, takiej jak plastikowa folia przezroczysta, tak aby pasowały do drugiego końca; sklej dwie krawędzie, aby utworzyć trójstronną kopertę, i włóż do środka kawałki kolorowego szkła. Przyklej taśmą trzecią stronę, a następnie użyj taśmy, aby przymocować kopertę do końca kalejdoskopu.
4. Teraz spójrz przez końcówkę z wizjerem i skieruj kalejdoskop na źródło światła. Kolorowe obiekty na drugim końcu będą odbijać się od luster, tworząc wzory w kształcie gwiazd.
Wyzwanie: Co to jest jaka jest minimalna długość płaskiego lustra, aby zobaczyć pełny obraz chłopca o wzroście 4 stóp?
Rozwiązanie: Aby zobaczyć pełny obraz osoby, minimalny rozmiar lustra powinien wynosić połowę wzrostu osoby. Spróbujmy to udowodnić za pomocą diagramu promieniowego.
Promień ze stopy pada na lustro w punkcie Y, odbija się i dociera do twoich oczu. Promień światła wychodzący z twojej głowy pada na lustro w punkcie X i odbija twoje oczy. Minimalna długość lustra wymagana do obejrzenia całego obrazu chłopca to XY.
Aby kąt padania był równy kątowi odbicia, prosta normalna N musi leżeć dokładnie w połowie odległości między punktem obserwacji a stopami. Dlatego XY = połowa wzrostu chłopca.
Odpowiedź: Minimalna wymagana wysokość lustra to 2 stopy.