Відбивання світла. Закони відбивання. Плоске дзеркало.

Закони відбивання:

1) падаючий і відбитий промені лежать в одній площині з перпендикуляром, проведеним до відбиваючої поверхні в точці падіння;


2) кут падіння дорівнює куту відбивання.

 

  

 

Цікаво знати

Крім світла, властивість відбиватися від перешкод має і звук. Прикладом цього явища є луна, яку ми можемо чути в горах.

 

Якщо налити в склянку воду і підняти її дещо вище рівня очей. Поверхня води, якщо розглядати її знизу крізь склянку, здаватиметься блискучою, неначе срібною, це і називається явищем повного внутрішнього відбивання світла.


Повне внутрішнє відбиття використовують у волоконній оптиці. Це явище зумовило революцію в передаванні інформації, широко використовується в медицині.

 

Відеотека

Переглянути матеріали за темою у відеоформаті.

 

 

  

 

Відбивання світла - зміна напрямку поширення світлового пучка на межі двох середовищ, коли пучок далі поширюється в тому самому середовищі. 

Кут падіння - кут між падаючим променем і перпендикуляром до відбиваючої поверхні,  поставленим у точку падіння.

Кут відбивання - кут між відбитим променем і перпендикуляром до дзеркала, поставленим у точку падіння променя.

Заломлення – зміна напрямку поширення світлового пучка при переході з одного середовища в інше. 

Дзеркало - поверхня, яка паралельні пучки відбиває паралельними пучками.

Дзеркальне відбивання - паралельні світлові пучки від гладенької поверхні відбиваються паралельними пучками.

 

ВІДБИВАННЯ СВІТЛА
 

Більшість навколишніх предметів ми бачимо завдяки тому, що вони відбивають світло, яке падає на них. Відбивають світло різні предмети не однаково — саме це й надає розмаїтості навколишньому світові.

Предмети, що відбивають майже все світло, яке падає на них, здаються нам зазвичай білими. Предмети ж, які поглинають майже все світло, що падає на них, здаються нам чорними. Предмет, що відбиває всього 10 % світла, здається нам звичайно темно-сірим: таким, наприклад, є кружок, зображений на малюнку нижче. Однак, дивлячись на повний Місяць, мало хто назве його темно-сірим, хоча виміри показують, що він відбиває теж 10 % сонячного світла, що падає на нього. Річ у тім, що кружок ми бачимо на білому тлі, а Місяць — на тлі темного нічного неба.


Тіла, що відбивають світло «краще» за всі інші, ми взагалі не бачимо! Це — дзеркала. Вони відбивають до 80 %  світла, що падає на них.

 

 

На межі двох середовищ (наприклад, повітря-вода) виникнає взаємодія світлового пучка і молекул поверхневого шару води. Унаслідок взаємодії світла з водою частина світла поглинеться і нагріє воду. Частина залишиться у повітрі, змінивши напрямок свого руху (відбивання), частина змінить свою швидкість та напрямок руку і проникне у воду.

 

 

На межі двох середовищ відбуваються такі явища як заломлення і відбивання світла.Заломлення пояснюється зміною швидкості світла в другому середовищі внаслідок його взаємодії з середовищем. 

 

 

Ідеально рівних поверхонь майже не існує. Довкола нас предмети, що мають поверхні з нерівностями. Ці нерівності відбивають світло, що падає на них - дифузно. 

 
ЗАКОНИ ВІДБИВАННЯ СВІТЛА
 

Хід світлових променів вивчають за допомогою приладу, який називають оптичним диском.


Перший закон відбивання світла: падаючий і відбитий пучки лежать в одній площині з перпендикуляром до відбиваючої поверхні, поставленим у точці падіння світлового пучка.

 

Щоб установити, як пов’язані напрями променів світла — того, що падає, та відбитого, – визначимо кути падіння та відбивання. 


Кутом падіння променя називають кут між променем, що падає, і перпендикуляром до дзеркала, поставленим у точці падіння (рис. 17.5). Кут падіння позначають часто грецькою літерою α (альфа). А кут між відбитим променем і перпендикуляром до дзеркала називають кутом відбивання та позначають часто β(бета).

 

Хід променів при відбиванні світла має властивість оборотності: Якщо точковий об’єкт і його зображення поміняти місцями, то хід променів при цьому не зміниться, зміниться лише їхній напрям.

 

Другий закон відбивання світла: кут відбивання завжди буде дорівнювати куту падіння світла. 

Розглянуте відбиття світла називають дзеркальним. Воно відбувається в разі відбиття світла від дуже гладкої поверхні. У такому разі паралельний пучок променів після відбиття залишається паралельним. (Пригадайте сонячних зайчиків. Відбиті від дзеркальця промені не розсіюються, а відбиваються одним пучком, тому і засліплюють. І саме ця властивість променів - не розсіюватись, допомогла Архімеду спалити ворожі кораблі).


Направимо тепер пучок світла на аркуш паперу. Цього разу ми побачимо не відбитий пучок, а світлу пляму. Річ у тім, що поверхня паперу шорсткувата, а після відбиття 
від шорсткуватої поверхні промені розсіюються в усі боки (рис. 17.7). 
Таке відбиття світла називають розсіяним.

 

Навколишні предмети ми бачимо саме тому, що вони відбивають світло розсіяно! А дивлячись на поверхні, що відбивають світло дзеркально, ми бачимо відбитки інших предметів.

 

ПЛОСКЕ ДЗЕРКАЛО

 

Якщо побудувати хід відбитих від дзеркала променів, що вийшли із точкового джерела світла S (рис. 18.1), ми помітимо, що продовження відбитих променів перетинаються в одній точці S′. Людині, в око якої потраплять відбиті промені, здаватиметься, що всі вони вийшли з точки S′.

 

Точку, у якій перетинаються продовження відбитих дзеркалом променів, що вийшли з точкового джерела, називають зображенням точкового джерела.

 

 

Поставимо перед склом свічку. У склі добре видно її зображення, хоча зазирнувши за скло, ми не побачимо нічого. Таке зображення називають уявним. Пересуваючи перед склом свічку, побачимо, що і зображення також переміщується.

 

 

Зображення у плоскому дзеркалі уявне, пряме, дзеркальне, дорівнює за розмірами предметові і знаходиться за дзеркалом на такій же відстані від нього, як і предмет перед дзеркалом.  

 

У техніці та в медицині дзеркала використовують для оглядів. У підводних човнах використовують перископи, щоб бачити те, що відбувається над поверхнею води. За допомогою дзеркал водій бачить дорогу позаду та салон свого автомобіля.

 

Внаслідок відбиття в дзеркалі «ліве» й «праве» міняються місцями. Простягніть, наприклад, своєму дзеркальному «двійникові» праву руку — він «у відповідь» простягне вам ліву! Однак дзеркало може змінювати місцями не тільки «ліве» й
«праве»! Воно може змінювати місцями також «верх» і «низ»! Щоб переконатися в цьому, вийдіть просто на берег річки або озера.

 

В багатьох предметів лівий і правий боки однакові. Такими є планети, дерева, квіти, тварини… Про такі предмети кажуть, що вони дзеркально симетричні.Зображення дзеркально симетричних предметів у дзеркалі не відрізнятимуться від самих предметів.

 

Якщо поставити два дзеркала під прямим кутом одне до одного, то Ви побачите три зображення: ліворуч і праворуч (у кожному дзеркалі окремо), це будуть два «звичайних» зображення, де «ліве» й «праве» помінялися місцями. А між ними, точно на стику дзеркал, ви побачите третє зображення - правдиве.

 

Дуже красивий дослід вийде також, якщо поставити два дзеркала під кутом 60º. У такому разі внаслідок багаторазового відбиття створюється цілих 5 зображень, причому «ліві» й «праві» зображення чергуються.

 

Якщо ж помістити предмет між двома паралельно розташованими дзеркалами, повернутими дзеркальними поверхнями одне до одного, то в цих дзеркалах виникає нескінченно багато зображень предмета. А якщо ледь повернути одне з дзеркал, низка зображень стане описувати красиву дугу.