Jak działa odbicie w fizyce

click fraud protection

W fizyce odbicie definiuje się jako zmianę kierunku czoła fali na styku dwóch różnych mediów, odbijając czoło fali z powrotem do pierwotnego ośrodka. Typowym przykładem odbicia jest odbite światło z lustra lub nieruchomej kałuży wody, ale odbicie wpływa na inne rodzaje fal oprócz światła. Fale wodne, fale dźwiękowe, fale cząstek i fale sejsmiczne również mogą być odbijane.

Prawo odbicia jest zwykle wyjaśniane w kategoriach promienia światła padającego na lustro, ale ma ono zastosowanie inne rodzaje fal także. Zgodnie z prawem odbicia, padający promień uderza w powierzchnię pod pewnym kątem w stosunku do „normalnej” (linii prostopadle do powierzchni lustra).

Kąt odbicia to kąt między promieniem odbitym a normalną i jest równy pod względem wielkości do kąta padania, ale znajduje się po przeciwnej stronie normalnej. Kąt padania i kąt odbicia leżą w tej samej płaszczyźnie. Prawo odbicia można wyprowadzić z równań Fresnela.

Prawo odbicia jest używane w fizyce do identyfikacji położenia obrazu odbijanego w lustrze. Jedną konsekwencją tego prawa jest to, że jeśli patrzysz na osobę (lub inne stworzenie) przez lustro i widzisz jego oczy, ze sposobu, w jaki działa odbicie, wiesz, że on również może widzieć twoje oczy.

instagram viewer

Prawo odbicia działa dla powierzchni zwierciadlanych, co oznacza powierzchnie błyszczące lub lustrzane. Odbicie lustrzane od płaskiej powierzchni tworzy lustrzanych magów, które wydają się odwrócone od lewej do prawej. Odbicie lustrzane od zakrzywionych powierzchni może być powiększane lub demagifikowane, w zależności od tego, czy powierzchnia jest kulista czy paraboliczna.

Fale mogą również uderzać w nie błyszczące powierzchnie, które wytwarzają rozproszone odbicia. W rozproszonym odbiciu światło jest rozpraszane w wielu kierunkach z powodu drobnych nieregularności na powierzchni ośrodka. Wyraźny obraz nie jest tworzony.

Jeśli dwa zwierciadła zostaną umieszczone naprzeciw siebie i równolegle do siebie, nieskończone obrazy zostaną utworzone wzdłuż linii prostej. Jeśli utworzy się kwadrat z czterema zwierciadłami twarzą w twarz, nieskończone obrazy wydają się być ustawione w samolocie. W rzeczywistości obrazy nie są naprawdę nieskończone, ponieważ drobne niedoskonałości na powierzchni lustra w końcu rozprzestrzeniają się i gaszą obraz.

W retrorefleksji światło wraca w kierunku, z którego pochodzi. Prostym sposobem na wykonanie retroreflektora jest utworzenie reflektora narożnego z trzema zwierciadłami skierowanymi do siebie prostopadle do siebie. Drugie lustro tworzy obraz odwrotny do pierwszego. Trzecie lustro tworzy odwrotność obrazu z drugiego lustra, przywracając go do pierwotnej konfiguracji. Tapetaum lucidum w niektórych zwierzęcych oczach działa jako retroreflektor (np. u kotów), poprawiając widzenie w nocy.

Złożone sprzężone odbicie występuje, gdy światło odbija się dokładnie w kierunku, z którego pochodzi (jak w retrorefleksji), ale zarówno przód fali, jak i kierunek są odwrócone. Dzieje się tak w optyce nieliniowej. Odbłyśniki sprzężone można zastosować do usunięcia aberracji poprzez odbijanie wiązki i przekazywanie odbicia z powrotem przez aberrację optyczną.

Odbicie fal dźwiękowych jest podstawową zasadą w akustyce. Odbicie różni się nieco od dźwięku. Jeśli podłużna fala dźwiękowa uderza w płaską powierzchnię, odbity dźwięk jest spójny, jeśli rozmiar powierzchni odbijającej jest duży w porównaniu do długości fali dźwięku.

Liczy się natura materiału i jego wymiary. Porowate materiały mogą pochłaniać energię dźwiękową, podczas gdy szorstkie materiały (w odniesieniu do długości fali) mogą rozpraszać dźwięk w wielu kierunkach. Zasady są stosowane do tworzenia bezechowych pomieszczeń, ekranów akustycznych i sal koncertowych. Sonar opiera się również na odbiciu dźwięku.

Sejsmolodzy badają fale sejsmiczne, które są falami, które mogą być wytwarzane przez wybuchy lub trzęsienia ziemi. Warstwy na Ziemi odbijają te fale, pomagając naukowcom zrozumieć strukturę Ziemi, wskazać źródło fal i zidentyfikować cenne zasoby.

Strumienie cząstek mogą być odbijane jako fale. Na przykład, neutron odbicie map atomów może być wykorzystane do mapowania struktury wewnętrznej. Odbicie neutronów stosuje się również w broni jądrowej i reaktorach.

instagram story viewer