اليوم سنتحدث عن قانون انعكاس الضوء. سنسلط الضوء أيضًا على جزء البصريات الخطية الذي تنطبق عليه هذه الظاهرة.
مدرسة وضوء
يذهب الأطفال إلى الصف الأول بفارغ الصبر. إنهم مهتمون بما تعنيه الدراسة ، وقد أسرتهم الجلبة بالكتب المدرسية والدفاتر. لكن الانضباط شيء صارم. نعم ، والقوانين النفسية لمجموعة مغلقة من الأطفال قاسية للغاية. لذلك ، يرتبط الطلاب الأكبر سنًا بالمدرسة فقط مترددون في الذهاب إلى هناك. ومع ذلك ، من خلال نهج إبداعي للمعرفة نفسها ، يمكنك تغيير الطريقة التي تنظر بها إلى عالم الدروس واليوميات. اليوم سنتحدث عن مفهوم واحد مهم للبصريات. يعطي الصف الثامن في الفيزياء هذه الظاهرة كقوانين انكسار وانعكاس الضوء
موجة وضوء
غريب كما يبدو ، الضوء عبارة عن موجة. "أي البحار؟" سيسأل الطلاب. وسنجيب: "في الكهرومغناطيسية". يبدأ هذا النظام المعقد بجسم مشحون متحرك. بالمعنى الحرفي للكلمة. إذا قام المجرب بتزويد قطعة من الكهرمان بالكهرباء وتشغيلها بسرعة ، فسيظهر خلال عملية الحركة مجال كهرومغناطيسي ضعيف جدًا وقصير جدًا. يوجد مصدر الحقول الكبيرة التي تتخلل الكون بأسرهمعظمهم من النجوم. تعتبر الشمس أيضًا كائنًا بشحنة غير صفرية ، لذا فإن الأرض حرفياً "تغرق" في الجسيمات والمجالات الكهرومغناطيسية التي أنشأتها. والضوء هو مقدار من المجال الكهرومغناطيسي مما يعني أنه يمكن تطبيق قانون الانعكاس عليه.
انعكاس ، انكسار ، امتصاص
إذن ما هو جوهر القانون؟ في الآتي:
- إذا سقط شعاع من الضوء على سطح أملس ، فإن الطبيعي على السطح عند نقطة السقوط والضوء المنعكس يكمن في نفس المستوى.
- زاوية ميل الشعاع الساقط إلى الوضع الطبيعي تساوي زاوية ميل الضوء المنعكس.
أحيانًا يخاف تلاميذ المدارس من الكلمة غير المفهومة "عادي". لكنها ليست سيئة على الإطلاق. إنه مجرد عمودي على نقطة معينة على السطح. والطبيعي هو في الغالب خط وهمي ، يجب التفكير فيه من أجل حل المشكلة.
زاوية السقوط تساوي زاوية الانعكاس
ما مدى ضرر هذه الصيغة لقانون انعكاس الضوء؟ غالبًا ما يقلل الصف الثامن من عدد الكلمات في قواعد المدرسة من أجل تذكرها بشكل أفضل. ولكن حتى البصريات الخطية هي موضوع يهم فيه ناقل الحركة والانتشار. أي ليس فقط الزوايا المتبادلة لحزم الضوء مهمة ، ولكن أيضًا اتجاه انتشارها. في هذه الحالة ، من المهم ألا ننسى أنه بالنسبة للحادث ، الصورة المنعكسة والطبيعية على السطح ، هناك مستوى واحد فقط عند نقطة الوقوع.
أنواع الانعكاس
يبدو أن هذه القاعدة لا يمكن أن تكون أبسط. لكن هنا توجد بعض الخصائص المميزة:
- الالتقاء بالضوء العازل يسبب اهتزازات في ذراتهاستقطاب عازل. هذا يؤدي إلى حقيقة أن كل نقطة في الوسط تصبح مصدرًا ثانويًا للموجات. عندما يتم دمجها ، فإنها تولد ضوءًا منعكسًا ومنكسرًا ومنتشرًا.
- عندما يصطدم الإشعاع الكهرومغناطيسي بمادة موصلة ، فإنه يتسبب في تذبذب الإلكترونات. تميل المادة إلى تعويض التيار الناتج ، مما يؤدي إلى انعكاس شبه كامل. لهذا المعدن شديد اللمعان.
- يحدث الانعكاس المنتشر عندما يكون السطح به خشونة. يجب أن يتجاوز حجمها الطول الموجي للإشعاع الساقط. ومع ذلك ، قد تنشأ حالة ينتشر فيها الإشعاع البنفسجي ذو الطول الموجي القصير ، بينما ينعكس الإشعاع الأحمر طويل الموجة تمامًا.
- انعكاس داخلي. إذا سقط الضوء من وسط أكثر كثافة إلى وسط أكثر تخلخلًا (على سبيل المثال ، من الماء إلى الهواء) ، فعند زاوية معينة ينعكس الشعاع بأكمله للخلف. يرتبط قانون الانعكاس الكلي بالاختلاف في مؤشرات انكسار الضوء في الوسط. يتم التعبير عن صيغتها على النحو التالي:
- sin j=n2/ n1
حيث j هي الزاوية التي يحدث عندها الانعكاس الداخلي الكلي ، و n2و n1هي مؤشرات الانكسار للاثنين وسائل الإعلام.
ماذا ومتى ينعكس؟
بالإضافة إلى الدروس المدرسية والمهام المملة ، يمكن ملاحظة قانون التفكير ، الذي أعطينا صيغته أعلى قليلاً ، في حالات أخرى:
- عندما ترتد الموجات الصوتية عن الأسطح الصلبة ، فإنها ترتد كصدى. وبسبب هذا التأثير ، فإن أصوات الأطفال تكون أعلى في ساحة مغلقة منها في الخارج.ضفه النهر. يتردد صدى غرفة فارغة بعد التجديد مباشرة ، والأثاث الذي يوضع هناك بعد ذلك يمتص اهتزازات الهواء.
- سفن الاستطلاع تطلق موجات فوق صوتية أمامها ، ويمكن استخدام سرعة انعكاسها للحكم على التضاريس السفلية.
- تنعكس موجات الراديو من الطائرات مما يسمح لك بتحديد موقعها في الهواء
- في الفحص الطبي ، تنعكس الموجات فوق الصوتية من حدود الأعضاء وتمنح المتخصصين الفرصة للحكم على العمليات التي تحدث داخل الشخص دون قطع الأنسجة.
مرآة والصين
ومع ذلك ، لا تعتقد أن الانعكاس هو أحدث اختراع. بمجرد أن تعلم الناس كيفية الحصول على معدن نقي (برونز) ، أرادت النساء على الفور معرفة شكلهن.
لجعل المادة تنعكس بشكل أفضل ، تم صقل سطحها يدويًا لفترة طويلة. وبما أنه كان من الممكن النظر في اتجاه واحد فقط من القرص البرونزي ، فقد تم تزيين الآخر بنوع من الأنماط.
في الصين القديمة ، كان بعض الأساتذة قادرين على صنع مرايا ، لم يتم حل لغزها حتى الآن. إذا تم توجيه شعاع الشمس من الجانب الأملس لمثل هذا الكائن إلى جدار أبيض أو ورقة ، فعندئذ في دائرة الضوء … ستظهر الصورة المنقوشة على الجانب الخلفي. لا يمكن تفسير جوهر هذه الظاهرة حتى من خلال طرق البحث الحديثة. تخمين كيف يحدث هذا هو:
- يتم الضغط على النموذج ، ثم يتم وضع جانب واحد على الأرض ، ويظل الاختلاف في هيكل المعدن.
- يُسكب ذوبان النحاس في قالب مُعد مسبقًا ، وطبقة سميكة من المعدن (حيث يكون للنمط انتفاخ) تتصلب بشكل مختلف قليلاً عن عنصر رفيع. يبقى هذا الاختلاف حتى بعد التلميع.
- الجانب الأملس من المرآة محفور بالحامض. بعد المعالجة ، لا يكون الاختلاف في اللون ملحوظًا ، لكن شدة الصورة المنعكسة تختلف في ضوء الشمس الساطع.
- يتم تطبيق النمط على جزء المرآة من الكائن بدرجة مختلفة من النحاس.
- الصورة مقطوعة على ظهر المرآة عندما تكون الواجهة قد صنفرت بالفعل إلى حد معين. يعمل الضغط على كلا الجزأين من الجسم. جانب المرآة مغطى ، كما كان ، بسلسلة من الانتفاخات الدقيقة التي تتوافق مع النمط. صنفرة أخرى تنهي المهمة ، مما يعطي النتوءات والوديان التي تم إنشاؤها مظهرًا أكثر سلاسة.
من الصعب تصديق أنه في عصر التحليل الطيفي الذري وأبحاث المادة بالأشعة السينية ، لا تزال هناك ألغاز تتعلق بالانعكاس ، لكن الحقائق هي أشياء مستعصية.
