Réflexion de la lumière. La loi de la réflexion de la lumière. Pleine réflexion de la lumière

Certaines lois de la physique sont difficiles à imaginer sansutilisation d'aides visuelles. Cela ne s'applique pas à la lumière familière à tous, tombant sur divers objets. Donc, à la frontière séparant les deux milieux, il y a un changement dans la direction des rayons lumineux dans le cas où cette limite est beaucoup plus longue que la longueur d'onde. En même temps, la réflexion de la lumière se produit lorsqu'une partie de son énergie est renvoyée au premier milieu. Si une partie des rayons pénètre dans un autre milieu, alors leur réfraction se produit. En physique, le flux d'énergie lumineuse tombant à la limite de deux milieux différents s'appelle tomber, et celui qui en revient au premier milieu est réfléchi. C'est l'arrangement mutuel de ces rayons qui détermine les lois de la réflexion et de la réfraction de la lumière.

Les termes

L'angle entre le faisceau incident et la perpendiculaireligne à l'interface de deux médias, restauré au point d'incidence du flux de l'énergie lumineuse, est appelé l'angle d'incidence. Il y a un autre indicateur important. C'est l'angle de la réflexion. Il se pose entre le faisceau réfléchi et la ligne perpendiculaire, restaurée jusqu'au point de chute. La lumière ne peut se propager rectilignement que dans un milieu homogène. Différents médias absorbent et reflètent le rayonnement de la lumière de différentes manières. Le coefficient de réflexion est une grandeur caractérisant la réflectivité d'une substance. Il montre combien l'énergie produite par le rayonnement lumineux à la surface du milieu est celle qui sera emportée par le rayonnement réfléchi. Ce coefficient dépend de divers facteurs dont l'un des plus importants est l'angle d'incidence et la composition du rayonnement. La réflexion complète de la lumière se produit quand elle tombe sur des objets ou des substances avec une surface réfléchissante. Par exemple, cela se produit lorsque les rayons frappent une fine pellicule d'argent et de mercure liquide déposée sur le verre. La réflexion complète de la lumière se produit assez souvent.

Lois

Les lois de la réflexion et de la réfraction de la lumière étaientFormulé par Euclide au ІІІ siècle. BC. e. Toutes ont été établies expérimentalement et sont facilement confirmées par le principe purement géométrique de Huygens. Selon lui, tout point du milieu auquel la perturbation atteint est une source d'ondes secondaires.

La première loi de la réflexion de la lumière: le faisceau incident et réfléchissant, ainsi que la ligne perpendiculaire à l'interface média, reconstruite au point d'incidence du faisceau lumineux, sont situés dans le même plan. Une onde plane est incidente sur la surface réfléchissante, dont les surfaces d'onde sont des bandes.

Une autre loi stipule que l'angle de réflexionla lumière est égale à l'angle d'incidence. C'est parce qu'ils ont des côtés mutuellement perpendiculaires. Partant des principes d'égalité des triangles, il s'ensuit que l'angle d'incidence est égal à l'angle de réflexion. On peut facilement prouver qu'ils se trouvent dans le même plan avec une ligne perpendiculaire, restaurée à l'interface du média au point d'incidence du rayon. Ces lois les plus importantes sont également valables pour le cours inverse de la lumière. En raison de la réversibilité de l'énergie, un faisceau se propageant le long du trajet du faisceau réfléchi sera réfléchi le long du trajet du faisceau incident.

Propriétés des corps réfléchissants

La grande majorité des objets ne reflètent quelumière incidente sur eux. Ils ne sont pas une source de lumière. Les corps bien éclairés sont parfaitement visibles de toutes les directions, car le rayonnement de leur surface est réfléchi et dispersé dans des directions différentes. Ce phénomène est appelé réflexion diffuse (diffusée). Cela se produit lorsque la lumière frappe des surfaces rugueuses. Pour déterminer le trajet du rayon réfléchi par le corps au moment de sa chute, un plan est fait pour toucher la surface. Ensuite, par rapport à cela, les angles d'incidence des rayons et de la réflexion sont tracés.

Réflexion diffuse

Seulement en raison de l'existence de dispersésréflexion (diffuse) de l'énergie lumineuse, nous distinguons les objets qui ne peuvent émettre de la lumière. Tout corps nous sera complètement invisible si la dispersion des rayons est nulle.

La réflexion diffuse de l'énergie lumineuse ne provoque pasune personne a des sensations désagréables dans les yeux. Cela est dû au fait que toute la lumière n'est pas retournée à l'environnement d'origine. Ainsi, de la neige reflète environ 85% des rayonnements, du papier blanc - 75%, bien, de la couleur de velours noir - seulement 0,5%. Lorsque la lumière est réfléchie à partir de diverses surfaces rugueuses, les rayons sont dirigés aléatoirement l'un vers l'autre. Selon le degré de réflexion de la surface par les rayons lumineux, ils sont appelés opaques ou miroirs. Mais encore ces concepts sont relatifs. Les mêmes surfaces peuvent être réfléchies et givrées à différentes longueurs d'onde de la lumière incidente. La surface, qui disperse uniformément les rayons dans des directions différentes, est considérée comme absolument mate. Bien qu'il n'y ait pratiquement pas de tels objets dans la nature, la porcelaine non émaillée, la neige, le papier à dessin sont très proches d'eux.

Miroir de réflexion

Le reflet miroir des rayons lumineux diffère ded'autres types en ce que lorsque les faisceaux d'énergie tombent sur une surface lisse à un certain angle, ils sont réfléchis dans une direction. Ce phénomène est familier à tous ceux qui ont déjà utilisé un miroir sous les rayons de la lumière. Dans ce cas, c'est une surface réfléchissante. D'autres corps appartiennent à cette catégorie. Tous les objets optiquement lisses peuvent être référés à des surfaces miroirs (réfléchissantes) si les dimensions des inhomogénéités et des irrégularités sur celles-ci sont inférieures à 1 μm (ne pas dépasser la longueur d'onde de la lumière). Pour toutes ces surfaces, les lois de réflexion de la lumière sont valables.

Réflexion de la lumière de différentes surfaces de miroir

En technologie, les miroirs avecsurface réfléchissante incurvée (miroirs sphériques). De tels objets sont des corps sous la forme d'un segment sphérique. Le parallélisme des rayons dans le cas de la réflexion de la lumière à partir de telles surfaces est fortement violé. Il y a deux types de tels miroirs:

• concaves - réfléchissent la lumière de la surface interne du segment de sphère, ils sont appelés collecteurs, parce que les rayons parallèles de la lumière après leur réflexion se rassemblent en un point;

• convexe - réfléchir la lumière à partir de la surface extérieure, les faisceaux parallèles dispersés sur les côtés, le miroir convexe est ainsi appelé diffusion.

Variantes de la réflexion des rayons lumineux

Faisceau qui frappe presque en parallèlesurface, ne le touche qu'un peu, puis il se reflète à un angle très obtus. Puis il poursuit son voyage le long d'une trajectoire très basse, située au maximum à la surface. Le faisceau, qui tombe presque verticalement, est réfléchi à un angle aigu. La direction du faisceau réfléchi est déjà proche de la trajectoire du faisceau incident, qui est entièrement conforme aux lois de la physique.

Réfraction de la lumière

La réflexion est étroitement liée à d'autres phénomènesl'optique géométrique, telle que la réfraction et la réflexion interne totale. Souvent, la lumière traverse la frontière entre deux médias. La réfraction de la lumière se réfère à la variation de la direction du rayonnement optique. Cela se produit quand il passe d'un environnement à un autre. La réfraction de la lumière a deux régularités:

• un rayon traversant la frontière entre les milieux est situé dans un plan passant par une perpendiculaire à la surface et une poutre descendante;

• l'angle d'incidence et la réfraction sont liés.

La réfraction est toujours accompagnée de réflexionlumière. La somme des énergies des rayons réfléchis et réfractés est égale à l'énergie du rayon incident. Leur intensité relative dépend de la polarisation de la lumière dans le faisceau incident et de l'angle d'incidence. Les lois de la réfraction de la lumière sont basées sur l'arrangement de nombreux instruments optiques.

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