Тепер ми всі знаємо, що предмет видимий для нас лише в тому випадку, якщо відбите або випромінене ним світло досягає нашого ока. Давайте зрозуміємо явище відбивання світла.
На цьому уроці ми навчимося:
Чи спостерігали ви, як світло смолоскипа в темній кімнаті б’є в плоске дзеркало чи стіну? Що відбувається зі світлом. Ви побачите, як деякі світлові промені відбиваються назад. Це явище називається відбиттям світла.
Коли світловий промінь потрапляє на межу двох середовищ, таких як повітря та скло, частина світла повертається в те саме середовище. Це називається «відбивання світла». Полірована поверхня, така як дзеркало, відбиває більшу частину падаючого на неї світла.
Розглянемо світловий промінь, що падає на поверхню плоского дзеркала,
Падаючий промінь - це промінь світла, що падає на поверхню.
Відбитий промінь – це падаючий промінь, який повертається до того самого середовища після удару об відбиту поверхню.
Точка падіння , яка тут позначається буквою P, є точкою на відбитій поверхні, куди потрапляє падаючий промінь, а відбитий – відбивається.
Нормальна лінія, проведена перпендикулярно до поверхні, що відбиває, у точці падіння.
Кут падіння (і) — кут між нормаллю і падаючим променем.
Кут відбивання (r) — кут між нормаллю і відбитим променем.
Закони відбивання світла стверджують, що
Регулярне відбиття: Якщо паралельні падіння промені відбиваються таким чином, що всі відбиті промені також паралельні один одному, то таке відбиття називається регулярним або дзеркальним відбиттям. Наприклад, відображення від полірованої гладкої поверхні, наприклад плоского дзеркала, показує регулярне відображення. Кут падіння для всіх паралельних променів світла, що падають на гладку поверхню, однаковий, і кут відбивання для всіх відбитих променів світла також однаковий, тому паралельні промені світла, що падають на гладку поверхню, відбиваються як пучок паралельних променів тільки в одному напрямку. Завдяки цій властивості дзеркало, полірована металева поверхня і нерухома вода формують зображення. Ми також можемо направити сонячне світло в темні місця шляхом регулярного відбивання світла за допомогою блискучої поверхні.
Нерегулярне відбиття : коли паралельний промінь падаючого світла падає на нерівну або шорстку поверхню, він відбивається в різних напрямках, таке відбиття називається нерегулярним або розсіяним відбиттям . Падаючі промені після відбивання не залишаються паралельними, вони відбиваються в різні боки. чому Відповідь на це питання полягає в тому, що всі частинки шорсткої поверхні звернені в різні боки, через це кути падіння для всіх паралельних променів світла різні, і, отже, кути відбиття для всіх променів також різні. Наприклад, промені, що падають на шорстку поверхню, наприклад стіну чи підлогу. Завдяки розсіяному відображенню ми бачимо несвітні об’єкти. Книгу, що лежить на столі, видно з усіх куточків кімнати завдяки розсіяному відбиванню світла від її поверхні. Шорстка поверхня книги відбиває світло в усіх напрямках, тому книгу видно з усіх частин кімнати.
Примітка. Яскравість об’єкта залежить від інтенсивності падаючих світлових променів, а також від відбивної здатності об’єкта.
Питання: Чому дзеркало створює зображення, а стіна ні?
Відповідь: у дзеркалі частина, що відбиває, дуже плоска, тому після відбиття від дзеркала світло має той самий малюнок, що й раніше, і може формувати зображення. Але поверхня стіни шорстка, тому промені світла відбиватимуться в різних напрямках і змішуватимуться в процесі. Це все одно, що побачити своє відображення на гладкому аркуші алюмінієвої фольги. Зімніть фольгу і спробуйте побачити своє зображення, його більше не буде видно.
Тепер, коли ми зрозуміли, що таке відображення, давайте дізнаємося більше про плоскі дзеркала та про те, як вони утворюють зображення.
Плоскі дзеркала виготовляються шляхом нанесення тонкого шару нітрату срібла або алюмінію на плоский шматок скла. Вони являють собою дзеркала з плоскою поверхнею, що відбиває.
Променева діаграма нижче показує, як ми бачимо зображення в плоскому дзеркалі. Промені світла від предмета потрапляють на дзеркало і відбиваються за законом відбивання. Коли частина світлових променів потрапляє в наше око, наше око та мозок інтерпретують ці промені як такі, що рухаються по прямій лінії. Таким чином, наші очі та мозок відстежують світлові промені назад до положення, з якого вони, здається, вийшли. У цій позиції ми бачимо зображення.
Падаючі промені 1 (починаючи від кінчика свічки) і 2 (починаючи від кінця свічки) потрапляють на поверхню дзеркала, за законами відбиття відбиваються назад і досягають ока спостерігача. Якщо відбиті промені витягнуті назад за дзеркало (див. пунктирні лінії 5 і 6), здається, що вони виходять з точок А' і В'. Формуючи зображення всіх точок предмета, ми отримуємо вертикальне зображення предмета за дзеркалом.
Плоске дзеркало формує віртуальне зображення. Тут ми бачимо, що світлові промені розходяться або розходяться після відбиття, тому, коли світлові промені від джерела не перетинаються, утворюючи зображення. Натомість їх можна «відстежити» до точки за дзеркалом. Віртуальні зображення можна переглядати безпосередньо без використання екрану для проектування. Віртуальні зображення формуються за дзеркалом, куди ніколи не потрапляє світло. Віртуальні зображення – це вертикальні зображення.
За дуже простою концепцією виходить, що в плоскому дзеркалі відстань об’єкта від дзеркала буде дорівнювати відстані зображення від дзеркала, тому, коли ви написали «ЯКЩО» і відбувається формування зображення, відстань F від дзеркала те саме, що й F, утворене в дзеркалі.
Винахід плоского дзеркала – справді найбільший внесок у людство. Зараз ми знаємо, що плоскі дзеркала в основному використовуються для того, щоб побачити відображення об’єкта. Деякі з застосувань плоского дзеркала:
1. Плоскі дзеркала використовуються як дзеркала.
2. Вони використовуються в сонячних плитах, щоб відбивати більшу частину сонячного світла, щоб уловлювати та концентрувати енергію сонця для приготування їжі.
3. Вони також використовуються при створенні перископа, який використовується на підводних човнах. Плоскі дзеркала, які використовуються в перископі, відображають зображення всіх кораблів, які знаходяться на поверхні води. Схема, наведена нижче, показує принцип, за яким побудований перископ.
4. З них також виготовляють калейдоскоп, іграшку, яка створює гарні візерунки. Хочете зробити його для себе?
5. Вони також використовуються в різних наукових інструментах, таких як мікроскопи.
6. Використовується в автомобілях для відбиття потужного променя паралельного світла, транспортні засоби широко використовують дзеркала у своїх фарах.
7. Використовується у факелах - Плоскі дзеркала використовуються у факелах і ліхтариках для відбиття променів світла.
8. Використовується стоматологами для перегляду зображень зубів і їх огляду.
Експеримент, який ви можете спробувати . Давайте подивимося, як ми можемо створити гарні зображення, використовуючи відбиття світла плоским дзеркалом , зробивши калейдоскоп.
Необхідні матеріали:
Три дзеркала приблизно однакового розміру. Тонкий картон. Накладна прозора плівка або пластикова плівка для захисту сторінок, шматочки кольорового скла, стрічка.
Що робити:
1. Склейте довгі краї дзеркал скотчем так, щоб вони утворили форму піраміди, при цьому всі сторони дзеркала, що відбивають, дивляться всередину.
2. Далі виріжте з тонкого картону трикутник, який підійде до одного кінця калейдоскопа, і приклейте його скотчем. Гострим олівцем проткніть отвір у центрі картону, щоб служити вічком.
3. Виріжте два трикутники з прозорої речовини, як пластикова прозора плівка, щоб підходити до іншого кінця; заклейте два краї скотчем, щоб сформувати тристоронній конверт, і покладіть шматочки кольорового скла всередину. Заклейте третю сторону скотчем, потім скотчем прикріпіть конверт до кінця калейдоскопа.
4. Тепер подивіться крізь кінець, де є вічко, і наведіть калейдоскоп на джерело світла. Кольорові предмети на іншому кінці відбиватимуться від дзеркал у зіркоподібні візерунки.
Завдання: Що таке мінімальна довжина плоского дзеркала, необхідна для перегляду повного зображення хлопчика зростом 4 фути?
Рішення: щоб побачити повне зображення людини, мінімальний розмір дзеркала має становити половину зросту людини. Спробуємо довести це за допомогою променевої діаграми.
Промінь від стопи падає на дзеркало в точці Y, відскакує назад і досягає ваших очей. Світловий промінь, що йде від вашої голови, потрапляє на дзеркало в точці X і відображає ваші очі. Мінімальна довжина дзеркала, необхідна для перегляду всього зображення хлопчика, становить XY.
Для того, щоб кут падіння дорівнював куту відбиття, нормальна лінія N повинна розташовуватися рівно посередині між точкою спостереження та ногами. Отже, XY = половина зросту хлопчика.
Відповідь: мінімальна необхідна висота дзеркала становить 2 фути.