Refleksion og lysbrydning

Refleksion og lysbrydning er to fysiske fænomener, som en lysstråle kan opleve. I refleksion hopper lysstrålen ned fra en overflade, mens lysstrålen, der passerer fra et medium til et andet, i refraktion ændrer sin udbredelsesvinkel.

Hvad er lysreflektion?

Refleksion af lys er fænomenet, der opstår, når vi har fornemmelsen af, at en lysstråle hopper af en overflade.
Hvad der faktisk sker, er at lysstrålen returneres, når den kolliderer med et andet medium end det, der bevæger sig, som det ville ske, når en bold sparkes mod en væg.

I refleksion af lys kan du skelne mellem den originale stråle eller hændende lyn og strålen, der returneres o reflekteret stråle. På det punkt, hvor hændelsen og reflekterede stråler mødes, tegnes en imaginær linje vinkelret på overfladen, kendt som normal.

Mellem den indfaldende stråle og normalen dannes indfaldsvinklen, og mellem den normale og den reflekterede stråle dannes refleksionsvinklen. Retningen, i hvilken lys reflekteres, afhænger således af formen på den reflekterende overflade og retningen af ​​den indfaldende stråle..

Lys har en bølgefrekvens og en hastighed, der er den samme i både den indfaldende stråle og den reflekterede stråle. Intensiteten af ​​det reflekterede lys er imidlertid lavere end det indfaldende lys..

Lov om lysreflektion

Lovene om lysreflektion forklarer udbredelsen af ​​lysstrålen, når den returneres. Der er to love:

• Første lov: den indfaldende stråle, den normale til den indfaldende overflade og den reflekterede stråle er i samme plan.

• Anden lov: indfaldsvinklen α og refleksionsvinklen β er ens. Hvis indfaldsvinklen er lig med 30 ° C, er refleksionsvinklen lig med 30 ° C. Hvis lyset falder vinkelret, er indfaldsvinklen og refleksionsvinklen lig med 0 ° C, så lyset reflekteres vender udbredelsesretningen..

Eksempler på lysreflektion

Refleksion af lys forekommer i naturen i mange situationer og med forskellige anvendelser.

Solovn

Mange steder bruges sollys til madlavning gennem solovne, designet med polerede buede overflader, der reflekterer og koncentrerer strålerne i et lille område.
Det franske nationale center for videnskabelig forskning byggede en solovn i Odeillo for at undersøge materialernes egenskaber i miljøer med høj soltemperatur. Denne ovn er baseret på koncentrationen af ​​solstråler ved refleksion og opnår 1000 kilowatt pr. Kvadratmeter..

Spejlbilleder

Et spejl er en glat overflade, hvor lysstråler hopper, og et billede dannes ved refleksion af lys. De mest almindelige spejle er flade spejle lavet af et stykke glas dækket på den ene side med sølv eller aluminiumnitrat..

Kalejdoskoper

Et kalejdoskop er et optisk instrument, der består af et rør med indvendige spejle og stykker farvet glas. Når kalejdoskopet drejes, dannes figurer af forskellige flerfarvede mønstre på grund af refleksion af lys inde i legetøjet.

Total intern refleksion

Total intern refleksion er en særlig refleksion, der kan observeres i ædelstene, såsom diamanter. I dette tilfælde kommer lyset ind i diamanten med en sådan hældning, at strålerne reflekteres inde i krystallen og hopper strålerne mod de indre ansigter..

Solenergi

Nogle gange kan vi se en diffus cirkel, der omgiver solen. Dette frembringes ved refleksion af sollys på overfladen af ​​vanddråberne, der flyder i atmosfæren..

Hvad er lysets brydning?

Lysets brydning opstår, når lys passerer fra et medium til et andet. Det er fænomenet, der forklarer, hvorfor en lige genstand ser bøjet ud, når vi lægger den i vand. Lysstrålen afbøjes, når den går til et andet medium end det, den kom fra.

Brydningen af ​​lys sker ved adskillelsesfladen af ​​medier med forskellig tæthed, såsom luft og vand, eller luft og glas, hvilket påvirker lysets formeringshastighed. Afvigelsen fra formeringsretningen vil være større, jo større er forskellen i formeringshastigheden i de to medier.

Ved lysbrydning skelnes den indfaldende stråle og den brydede stråle. Indfaldsvinklen dannes mellem den indfaldende stråle og den normale linje. Mens mellem brydningsstrålen og det normale dannes brydningsvinklen.

Hvert medium har en brydningsindeks (n) som er forholdet mellem lysets formeringshastighed i vakuum (c) og lysets formeringshastighed i det medium (v):

n = c / v

Brydningsindekset er omvendt proportionalt med lysets hastighed i mediet; jo højere brydningsindeks, jo lavere formeringshastighed og omvendt. Således er det for glas, vand og plast større end 1; har ingen enheder, da det er et forhold mellem hastigheder.

Brydning af lys kan forekomme samtidigt med refleksion. For eksempel, hvis lys falder på den ene side af en glasblok, reflekteres det og brydes ved glass-luftgrænsen..

Brydelseslove (Snell-Descartes-loven)

Brydningsloven forklarer, hvordan dette fænomen opstår. Det var fysikeren og matematikeren Christiaan Huygens, der udledte disse love, der er opsummeret i:

• Første lov: den indfaldende stråle på adskillelsesfladen af ​​to medier, den normale til overfladen ved indfaldspunktet og den brydede stråle er i samme plan.
• Anden lov: brydningsindekserne n₁ og n_to, indfaldsvinklen α₁ og brydningsvinklen α_to er beslægtet med følgende udtryk:

n₁. synd (α_to ) = n_to. synd (α_to)

Når lyset er indfaldende vinkelret (indfaldsvinkel lig med 0) er der ingen afbøjning af lyset, dvs. indfaldsstrålen følger sin lineære sti.

Eksempler på lysbrydning

Lysets brydning forklarer mange af de fænomener, vi møder i vores daglige liv. Lad os se nogle eksempler.

Det diskontinuerlige halm

Når en lige genstand, såsom en blyant eller et halm, placeres i et glas vand eller anden væske, ser det ud til at gå i stykker.

Dobbeltbillede i vandtanke

Vand har et andet brydningsindeks end luft. Det er derfor, når vi ser genstande eller væsener inde i et akvarium, kan vi se mere end et billede..

Refraktometri

Brydningsindekset for et stof bruges til at indikere koncentrationen af ​​nogle forbindelser. Til dette anvendes et instrument kaldet refraktometer, hvor et par dråber af opløsningen placeres på en prismatisk overflade, og brydningsvinklen måles..

Du kan også være interesseret i naturfænomener.