Hoy hablaremos de la ley de reflexión de la luz. Destacaremos también la parte de la óptica lineal a la que se aplica este fenómeno.
Escuela y luz
Los niños van al primer grado con impaciencia. Se interesan por lo que significa estudiar, se dejan atrapar por el alboroto con los libros de texto y cuadernos. Pero la disciplina es algo estricto. Sí, y las leyes psicológicas de un grupo cerrado de niños son bastante crueles. Por lo tanto, los estudiantes mayores asocian con la escuela solo una renuencia a ir allí. Sin embargo, con un enfoque creativo del conocimiento mismo, puedes cambiar la forma en que ves el mundo de las lecciones y los diarios. Hoy hablaremos sobre un concepto importante de la óptica. El grado 8 de física da este fenómeno como las leyes de refracción y reflexión de la luz.
Ola y luz
Por extraño que parezca, la luz es una onda. "¿Qué mares?" preguntarán los alumnos. Y responderemos: “En electromagnético”. Este sistema complejo comienza con un objeto cargado en movimiento. En el sentido literal de la palabra. Si el experimentador electrifica una pieza de ámbar y corre rápidamente con ella, en el proceso de movimiento surgirá un campo electromagnético muy débil y muy corto. La fuente de grandes campos que impregnan todo el universo están enen su mayoría estrellas. El Sol también es un objeto con una carga distinta de cero, por lo que la Tierra literalmente se “baña” en las partículas y los campos electromagnéticos creados por ella. Y la luz es un cuanto del campo electromagnético, lo que significa que se le puede aplicar la ley de la reflexión.
Reflexión, refracción, absorción
Entonces, ¿cuál es la esencia de la ley? En lo siguiente:
- Si un rayo de luz incide sobre una superficie lisa, entonces la normal a la superficie en el punto de incidencia y la luz reflejada se encuentran en el mismo plano.
- El ángulo de inclinación del haz incidente con respecto a la normal es igual al ángulo de inclinación de la luz reflejada.
A veces los escolares se asustan con la incomprensible palabra "normal". Pero no es terrible en absoluto. Es simplemente una perpendicular a un punto dado en la superficie. Y lo normal suele ser una línea imaginaria, debe pensarse para resolver el problema.
El ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión
¿Qué tan dañina es esta formulación de la ley de reflexión de la luz? El octavo grado a menudo reduce la cantidad de palabras en las reglas escolares para recordarlas mejor. Pero incluso la óptica lineal es un tema en el que importa el vector de acción y propagación. Es decir, no solo son importantes los ángulos mutuos de los haces de luz, sino también la dirección de su propagación. En este caso, es importante no olvidar que para la imagen incidente, reflejada y normal a la superficie, solo existe un plano en el punto de incidencia.
Tipos de reflexión
Parece que esta regla no puede ser más simple. Pero aquí hay algunas peculiaridades:
- Al encontrarse con un dieléctrico, la luz provoca oscilaciones en sus átomospolarización dieléctrica. Esto lleva al hecho de que cada punto del medio se convierte en una fuente secundaria de ondas. Cuando se combinan, generan luz reflejada, refractada y difusa.
- Cuando la radiación electromagnética golpea un material conductor, hace que los electrones oscilen. El material tiende a compensar la corriente resultante, lo que resulta en una reflexión casi total. Por eso el metal es tan brillante.
- La reflexión difusa ocurre cuando una superficie tiene rugosidad. Su tamaño debe exceder la longitud de onda de la radiación incidente. Sin embargo, puede surgir una situación en la que la radiación violeta de longitud de onda corta se disperse, mientras que la radiación roja de longitud de onda larga se refleje perfectamente.
- Reflexión interna. Si la luz cae de un medio más denso a uno más enrarecido (por ejemplo, del agua al aire), entonces, en un cierto ángulo, todo el haz se refleja de regreso. La ley de la reflexión total está relacionada con la diferencia en los índices de refracción de la luz en un medio. Su fórmula se expresa de la siguiente manera:
- sin j=n2 / n1
donde j es el ángulo en el que se produce la reflexión interna total y n2 y n1 son los índices de refracción de los dos multimedia.
¿Qué y cuándo se refleja?
Además de las lecciones escolares y las tareas aburridas, la ley de reflexión, cuya fórmula hemos dado un poco más arriba, se puede observar en otros casos:
- Cuando las ondas de sonido rebotan en superficies sólidas, rebotan como un eco. Es por este efecto que las voces de los niños suenan más fuertes en un patio cerrado que afuera.orilla del río. Una habitación vacía inmediatamente después de la renovación también resuena, y los muebles que se colocan allí después absorben las vibraciones del aire.
- Los barcos de reconocimiento lanzan ondas ultrasónicas delante de ellos, cuya velocidad de reflexión se puede utilizar para juzgar la topografía del fondo.
- Las ondas de radio se reflejan en los aviones, lo que le permite determinar su ubicación en el aire.
- En un examen médico, el ultrasonido se refleja desde el borde de los órganos y brinda a los especialistas la oportunidad de juzgar los procesos que ocurren dentro de una persona sin cortar tejido.
Espejo y China
Sin embargo, no creas que la reflexión es el último invento. Tan pronto como la gente aprendió cómo obtener metal puro (bronce), las mujeres inmediatamente quisieron saber cómo se veían.
Para que el material refleje mejor, su superficie fue pulida a mano durante mucho tiempo. Y dado que era posible mirar solo en una dirección del disco de bronce, la otra estaba decorada con algún tipo de patrón.
En la antigua China, algunos maestros pudieron hacer espejos, cuyo misterio no se ha resuelto hasta ahora. Si un rayo de sol del lado liso de dicho objeto se dirige a una pared blanca o una hoja de papel, entonces en el círculo de luz… aparecerá la imagen grabada en el reverso. La esencia de este fenómeno no puede explicarse ni siquiera con los métodos de investigación modernos. Adivinando cómo sucede esto es:
- Se presiona el patrón, luego se muele un lado y se mantiene la diferencia en la estructura del metal.
- El fundido de cobre se vierte en una plantilla preparada de antemano yuna capa más gruesa de metal (donde el patrón tiene un bulto) se solidifica en una forma ligeramente diferente a la de un elemento delgado. Esta diferencia se mantiene incluso después del pulido.
- El lado liso del espejo está grabado con ácido. Después del procesamiento, la diferencia de color no se nota, pero la intensidad de la imagen reflejada es diferente a la luz del sol brillante.
- El patrón se aplica a la parte del espejo del objeto con un grado diferente de cobre.
- La imagen se recorta en la parte posterior del espejo cuando el frente ya se ha lijado hasta cierto punto. La presión actúa sobre ambas partes del objeto. El lado del espejo está cubierto, por así decirlo, con una serie de microprotuberancias que corresponden al patrón. Otro lijado termina el trabajo, dando a las protuberancias y valles creados una apariencia más suave.
Es difícil creer que en la era de la espectroscopia atómica y la investigación de la materia con rayos X, todavía hay misterios relacionados con la reflexión, pero los hechos son obstinados.
