Теперь мы все знаем, что предмет виден нам только в том случае, если отраженный или излучаемый им свет достигает нашего глаза. Разберемся с явлением отражения света.
На этом уроке мы узнаем:
Вы наблюдали, как свет факела в темной комнате падает на плоское зеркало или стену? Что происходит со светом. Вы увидите, как некоторые световые лучи отражаются. Это явление называется отражением света.
Когда луч света попадает на границу двух сред, таких как воздух и стекло, часть света возвращается обратно в ту же среду. Это называется «Отражение света». Хорошо отполированная поверхность, такая как зеркало, отражает большую часть падающего на нее света.
Рассмотрим луч света, падающий на поверхность плоского зеркала.
Падающий луч – это луч света, падающий на поверхность.
Отраженный луч — это падающий луч, отражающийся от той же среды после удара об отраженную поверхность.
Точка падения , которая здесь обозначается буквой «P», является точкой на отраженной поверхности, где падающий луч падает, а отраженный луч отражается.
Нормаль – это линия, проведенная перпендикулярно отражающей поверхности в точке падения.
Угол падения (i) — это угол между нормалью и падающим лучом.
Угол отражения (r) — это угол между нормалью и отраженным лучом.
Законы отражения света гласят, что
Регулярное отражение: Если параллельные падающие лучи отражаются таким образом, что все отраженные лучи также параллельны друг другу, то такое отражение называется правильным отражением или зеркальным отражением. Например, отражение от полированной гладкой поверхности, такой как плоское зеркало, дает правильное отражение. Угол падения всех параллельных лучей света, падающих на гладкую поверхность, одинаков, и угол отражения всех отраженных лучей света также одинаков, поэтому параллельные лучи света, падающие на гладкую поверхность, отражаются как пучок параллельных лучей только в одном направлении. Благодаря этому свойству зеркала, полированная металлическая поверхность и неподвижная вода образуют образы. Мы также можем направить солнечный свет в сторону темных мест путем регулярного отражения света с помощью блестящей поверхности.
Неравномерное отражение : Когда параллельный луч падающего света падает на неровную или шероховатую поверхность, они отражаются в разных направлениях, такое отражение называется нерегулярным отражением или рассеянным отражением . Падающие лучи после отражения не остаются параллельными, они отражаются в разных направлениях. Почему? Ответ на это таков: все частицы шероховатой поверхности обращены в разные стороны, из-за этого углы падения для всех параллельных лучей света различны и, следовательно, угол отражения для всех лучей также различен. Например, лучи, падающие на шероховатую поверхность, такую как стена и пол. Мы видим несветящиеся объекты благодаря рассеянному отражению. Книга, лежащая на столе, видна со всех концов комнаты за счет диффузного отражения света от ее поверхности. Шероховатая поверхность книги отражает свет во все стороны, поэтому книга видна со всех сторон комнаты.
Примечание. Яркость объекта зависит от интенсивности падающих световых лучей, а также от отражательной способности объекта.
Вопрос: Почему зеркало формирует изображение, а стена нет?
Ответ: В зеркале отражающая часть очень плоская, поэтому после отражения от зеркала свет имеет тот же рисунок, что и раньше, и может формировать изображение. Но поверхность стены шероховатая, поэтому световые лучи будут отражаться во всех направлениях и при этом смешиваться. Это то же самое, что видеть свое отражение на гладком листе алюминиевой фольги. Скомкайте фольгу и попытайтесь увидеть свое изображение, оно больше не будет видно.
Теперь, когда мы понимаем, что такое отражение, давайте узнаем больше о плоских зеркалах и о том, как они формируют изображения.
Плоские зеркала изготавливаются путем нанесения тонкого слоя нитрата серебра или алюминия на плоский кусок стекла. Это зеркала с плоской отражающей поверхностью.
На приведенной ниже диаграмме лучей показано, как мы видим изображение в плоском зеркале. Лучи света от предмета падают на зеркало и отражаются по закону отражения. Когда часть световых лучей попадает в наш глаз, наш глаз и мозг интерпретируют эти лучи как прошедшие прямолинейный путь. Поэтому наши глаза и мозг отслеживают световые лучи в обратном направлении, откуда они, по-видимому, исходят. В этой позиции мы видим изображение.
Падающие лучи 1 (начиная с кончика свечи) и 2 (начав с конца свечи) падают на поверхность зеркала, по законам отражения отражаются и достигают глаза наблюдателя. Если отраженные лучи тянутся назад за зеркалом (см. пунктирные линии 5 и 6), кажется, что они исходят из точек А' и В'. Формируя изображения всех точек предмета, получаем прямое изображение предмета за зеркалом.
Плоское зеркало формирует мнимое изображение. Здесь мы видим, что световые лучи расходятся или расходятся после отражения, поэтому, когда световые лучи от источника не пересекаются, образуя изображение. Вместо этого их можно «проследить» до точки за зеркалом. Виртуальные изображения можно просматривать напрямую, не используя экран для проецирования. Виртуальные образы формируются за зеркалом, куда никогда не попадает свет. Виртуальные изображения — это вертикальные изображения.
Это происходит на основе очень простой концепции, что в плоском зеркале расстояние объекта от зеркала будет равно расстоянию изображения от зеркала, поэтому, когда у вас написано «ЕСЛИ» и происходит формирование изображения, расстояние F от зеркала такой же, как F, сформированный в зеркале.
Изобретение плоского зеркала действительно является величайшим вкладом человечества. Теперь мы знаем, что плоские зеркала в основном используются для наблюдения за отражением объекта. Некоторые из применений плоского зеркала:
1. В качестве зеркала используются плоские зеркала.
2. Они используются в солнечных плитах, чтобы отражать большую часть солнечного света, улавливать и концентрировать энергию солнца для приготовления пищи.
3. Они также используются в конструкции перископа, который используется на подводных лодках. Плоские зеркала, используемые в перископе, отражают изображение всех кораблей, находящихся на поверхности воды. На приведенной ниже схеме показан принцип, по которому сконструирован перископ.
4. Они также используются для изготовления калейдоскопа, игрушки, которая создает красивые узоры. Заинтересованы сделать один для себя?
5. Они также используются в различных научных приборах, таких как микроскопы.
6. Используемые в автомобилях для отражения мощного луча параллельного света, автомобили широко используют зеркала в своих фарах.
7. Используется в фонариках. Плоские зеркала используются в фонарях и фонариках для отражения световых лучей.
8. Используется стоматологами для просмотра изображений зубов и их изучения.
Поэкспериментируйте на примерку - Давайте посмотрим, как мы можем создать красивые изображения, используя отражение света плоским зеркалом, сделав калейдоскоп.
Требуемые материалы:
Три маленьких зеркала примерно одинакового размера. Тонкий картон. Накладная пленка или пластиковый защитный лист, кусочки цветного стекла, скотч.
Что делать:
1. Склейте длинные края зеркал вместе, чтобы они образовали форму пирамиды, при этом все отражающие стороны зеркал должны быть обращены внутрь.
2. Затем вырежьте треугольник из тонкого картона, чтобы он соответствовал одному концу калейдоскопа, и прикрепите его скотчем. Используйте острый карандаш, чтобы проткнуть отверстие в центре картона, чтобы оно служило глазком.
3. Вырежьте два треугольника из прозрачного материала, например пластиковой диапозитивной пленки, чтобы они подошли к другому концу; заклейте два края скотчем, чтобы получился трехсторонний конверт, и положите внутрь кусочки цветного стекла. Заклейте третью сторону лентой, затем прикрепите конверт к концу калейдоскопа лентой.
4. Теперь посмотрите в конец с глазком и наведите калейдоскоп на источник света. Цветные объекты на другом конце будут отражаться от зеркал в виде звезд.
Задача: Что такое минимальная длина плоского зеркала, необходимая для полного изображения мальчика ростом 4 фута?
Решение: Чтобы увидеть человека в полный рост, минимальный размер зеркала должен составлять половину роста человека. Попробуем доказать это, используя лучевую диаграмму.
Луч от ступни падает на зеркало в точке Y, отражается и достигает ваших глаз. Луч света, исходящий из вашей головы, падает на зеркало в точке X и отражает ваши глаза. Минимальная длина зеркала, необходимая для просмотра всего изображения мальчика, равна XY.
Чтобы угол падения был равен углу отражения, нормаль N должна проходить точно посередине между точкой наблюдения и ногами. Следовательно, XY = половина роста мальчика.
Ответ: Минимальная требуемая высота зеркала составляет 2 фута.