Valguse peegeldumise seadus

Artikkel valguse peegeldumise seadusest

Määratlus peegeldus

Peegeldumist võib tõlgendada kui sündmust, mille puhul objekti liikumissuund muutub objekti põrke tõttu barjääriga. Kui visata pall vastu seina, siis pall peegeldub tagasi, kuna pall tabab seina.

Valguse peegeldus

Kui päike või muud valgusallikad, näiteks elektrilambid, kiirgavad valgust, liigub valgus valgusallikast igas suunas. Kui valgus tabab takistust, näiteks raamatut, seina või peeglit, peegeldub valgus sellelt takistuselt. Valguse peegelduse suund pärast takistusobjektile tabamist erineb valguse liikumissuunast enne takistusele tabamist. Võib öelda, et valguse peegeldumine on sündmus, mille puhul valgus tabab takistust nii, et valguse suund muutub; valguse liikumissuund pärast takistusobjektile tabamist erineb valguse liikumissuunast enne takistusele tabamist.

Valguse peegeldumise seadus

Valguse peegeldusseadus on füüsikaseadus, mis selgitab valguse peegeldumise nähtust. Seda seadust saab tõestada valguse peegeldumise katse abil. Järgnevalt on valguse peegeldusseaduse väide:

1. Juhtumnt valguskiired (p), peegeldunud valguskiired (q) ja pinna ristijoon (N) asuvad samas tasapinnas.

p = esinemissagedusnt valguskiired, q = peegeldunud valguskiired, i = langemisnurk, r = peegeldusnurk, N = pinna normaal

Langevad valguskiired

Langevad valguskiired on valguskiired, mis liiguvad tõkkeobjekti poole. Kui tõkkeobjekt on raamat, on langevad valguskiired valguskiired, mis liiguvad raamatu poole. Kui tõkkeobjekt on peegel, on langevad valguskiired valguskiired, mis liiguvad peegli poole.

Peegeldunud valguskiired

Peegeldunud valguskiired on valguskiired, mis pärast barjääriga kokkupõrget barjääri objektist eemale liiguvad.

Pinna suhtes normaalne

Normaaljoon on kujuteldav joon, mis on risti valguskiire poolt tabatud tõkkeobjekti pinnaga. Kui tõkkeobjekt on peegel, on normaaljoon kujuteldav joon, mis on risti peegli pinnaga, millest valguskiir läbib.

Lennuk

Tasapinnad on lamedad pinnad ja neil on teatud piirid. Tasapinda võib tõlgendada ka kui pindala. Jälgige joonist. Kui asetate paberilehe vertikaalselt nii, et see langeb kokku langevate valguskiirte, peegeldunud valguskiirte ja normaaliga, siis paberi pind,

asub langevate valguskiirte, peegeldunud valguskiirte ja normaaliga tasapinnal. Joonis 2. Kui asetate paberitüki vertikaalselt nii, et see langeb kokku langevate valguskiirtega,

peegeldunud valguskiired ja normaaljoon, siis paberi pind asub langevate valguskiirte, peegeldunud valguskiirte ja normaaljoonega tasapinnas.

2. Langusnurk on sama nagu peegeldusnurk

Kui langemisnurk on 30^o, peegeldusnurk on 30^oKui langemisnurk on 90 kraadi^o (kiire liikumissuund on objekti pinnaga risti), on peegeldusnurk 90^o

(peegeldunud valguse suund on objekti pinnaga risti, kuid vastupidine ja langeb kokku langevate valguskiirte suunaga).

1. Mis on valguse peegeldumise seadus?

   Peegeldusseadus ütleb, et langemisnurk (i) on võrdne peegeldumisnurgaga (r), st i = r. Lisaks asuvad langev kiir, langemispunkti normaali ja peegeldunud kiir kõik samas tasapinnas.

2. Milline roll on normaal peegeldusseaduses?

   Normaal on joon, mis on langemispunktis pinnaga risti. See toimib võrdlusjoonena, millest mõõdetakse langemis- ja peegeldumisnurki.

3. Kas peegeldusseadus kehtib nii siledate kui ka karedate pindade puhul?

   Jah, peegeldusseadus kehtib nii siledate kui ka karedate pindade puhul. Karedate või ebakorrapäraste pindade puhul aga hajuvad peegeldunud kiired eri suundades, kuna eri langemispunktides olevad normaaljooned on erinevad. Seda nähtust nimetatakse hajusaks peegelduseks.

4. Miks paistab objekt peeglis peegeldusseaduse kohaselt tagurpidi?

   Kui valguskiired lamepeeglist peegelduvad, on langemisnurk võrdne peegeldumisnurgaga. Meie aju aga tõlgendab neid kiiri otse peegli tagant tulevatena, mille tulemuseks on virtuaalne, külgsuunas ümberpööratud pilt.

5. Kas valguse värvus mõjutab peegeldumisseadust?

   Ei, valguse värvus ei mõjuta peegeldusseadust. Olenemata valguse värvusest või samaväärselt lainepikkusest, on langemisnurk alati võrdne peegeldusnurgaga.

6. Kuidas peegeldusseadust periskoopides rakendatakse?

   Periskoop töötab järjestikuste peegelduste põhimõttel. Kaks peeglit on asetatud teineteisega paralleelselt 45° nurga all. Seega peegeldub periskoopi sisenev valguskiir kaks korda ja muudab oma trajektoori 180° võrra, võimaldades vaatajal näha objekte, mis ei ole otse tema vaateväljas.

7. Kuidas peegeldamisseadus selgitab tasapinnalise peegli toimimist?

   Peegeldusseaduse tõttu tekitab tasapinnaline peegel virtuaalse, püstise ja külgsuunas ümberpööratud kujutise. Iga peeglisse langev valguskiir peegeldub nii, et langemisnurk on võrdne peegeldumisnurgaga ja see viib kujutise moodustumiseni peegli taga.
8. Kuidas kasutatakse peegeldusseadust sõidukite tahavaatepeeglite projekteerimisel?

   Tahavaatepeeglid on kergelt kumerad (kumerad), et pakkuda juhile laiemat vaatevälja. Peegeldumisseadus kehtib endiselt peegli pinna igas punktis ja peegli nurka reguleerides saab juht näha panoraamvaadet enda taga olevale liiklusele.

9. Kuidas aitab peegeldusseadus vikerkaare teket kaasa?

   Vikerkaared tekivad valguse murdumise ja peegeldumise kombinatsioonist veepiiskades. Peegeldumisseadus aitab selgitada valguse sisemist peegeldumist tilkades, mis koos valguse hajumisega viib vikerkaare värvispektri moodustumiseni.

10. Miks on peegeldusseadus optilise kiu tehnoloogias lahutamatu osa?

Optilised kiud töötavad täieliku sisemise peegelduse põhimõttel, mis tugineb peegeldusseadusele. Peegeldumisseadus tagab, et valgussignaalid saavad kius liikuda pikki vahemaid minimaalse signaalitugevuse kaoga.