14-в. Отражение света

      § 14-в. Отражение света

В предыдущем параграфе мы изучили распространение света в одной и той же оптической среде. Теперь перейдём к изучению явлений, связанных с распространением света на границе раздела двух сред.

Проделаем опыт. На зеркало, лежащее на столе, поставим полуоткрытую книгу и слева направим пучок света (см. рисунок). В темноте мы увидим падающий и отражённый пучки света. Накроем зеркало листом бумаги. Теперь мы будем видеть падающий пучок, а отражённого пучка не будет. Получается, что свет не отражается от бумаги?

Рис. 14.8. Зеркальная поверхность отражает свет в одном направлении – направлении распространения луча, поэтому на страницы книги свет не попадает. Матовая поверхность отражает (рассеивает) свет в разных направлениях, поэтому страницы книги освещены.

Приглядимся к рисункам внимательнее. Заметьте, когда свет падает на открытое зеркало, книга освещена очень слабо. Но когда свет падает на лист бумаги, книга освещается гораздо ярче, особенно в нижней части. Следовательно, книгу освещают лучи, отражённые бумагой.

Рис. 14.9. Так выглядит отражение световых лучей от гладкой (зеркальной) и шершавой (матовой) поверхности. Каждая неровность матовой поверхности отражает луч в «своём» направлении.

Как следует из этого опыта, при отражении света возможны два варианта. 1. Пучок света, падающий на поверхность, отражается ею также в виде пучка (см. левый чертёж). Такое явление называют зеркальным отражением. 2. Пучок света, падающий на поверхность, отражается ею во множестве направлений. Такое явление называют рассеянным отражением или просто рассеянием света (см. правый чертёж).

Зеркальное отражение возникает на очень гладких поверхностях, их называют зеркальными (например, ровное стекло, поверхность воды на озере в безветренную погоду). Если же поверхности шероховатые, их называют матовыми, и они обязательно будут рассеивать свет. Это мы и наблюдали, накрывая зеркало бумагой. Она отражала свет, рассеивая его по всевозможным направлениям, в том числе и на книгу, освещая её.

Закон отражения света. Чтобы сформулировать закон, которому подчиняется отражение света, введём несколько определений.

Рис. 14.10. Угол падения и угол отражения отсчитывают от перпендикуляра к отражающей поверхности, проведённого через точку падения луча.

Угол падения – угол между падающим лучом и перпендикуляром к отражающей поверхности в точке излома луча (a). Угол отражения – угол между отражённым лучом и перпендикуляром к отражающей поверхности в точке излома луча (b).

При отражении света всегда выполняются две закономерности, вместе составляющие закон отражения света: а) луч падающий, луч отражённый и перпендикуляр к отражающей поверхности в точке излома луча лежат в одной плоскости; б) угол падения равен углу отражения.

Каждое из утверждений закона отражения света подтверждается многочисленными опытами, одним из которых служит опыт с зеркалом, описанный в начале параграфа. С помощью транспортира вы легко убедитесь, что угол падения равен углу отражения. А, подняв бумагу с зеркала, легко увидеть, что падающий и отражённый лучи вместе с перпендикуляром к зеркалу в точке излома луча лежат в одной плоскости – листа бумаги, если его расположить перпендикулярно зеркалу.

Рис. 14.11. Неровности матовых поверхностей можно рассматривать как хаотично расположенные малые отражающие поверхности.

Закон отражения является справедливым как для зеркального, так и для рассеянного отражения света. Обратимся ещё раз к чертежам на предыдущей странице. Несмотря на кажущуюся беспорядочность в отражении лучей на правом чертеже, они расположены так, что углы отражения равны углам падения.

Закон отражения света выполняется не только в воздухе, но и в вакууме, а также внутри жидкостей и твёрдых тел, которые прозрачны для оптических излучений. Например, надев маску для ныряния и сев на дно мелководного озера или реки, в солнечный день мы увидим отражение дна или проплывающих мимо рыб от поверхности воды под водой.

Источник

Поделитесь с другими:

Если материал понравился Вам и оказался для Вас полезным, поделитесь им со своими друзьями!

Читать по теме:

Интересные статьи: