กระจกเงาจากมุมมองของฟิสิกส์ สถาบันวิทยาศาสตร์ความบันเทิง. ฟิสิกส์. วีดีโอ. กฎของการสะท้อนกลับ สูตรเฟรส

โดยทั่วไปแล้วกระจกที่ทันสมัยที่รู้จักกันดีนั้นไม่มีอะไรมากไปกว่าแผ่นกระจกที่มีชั้นโลหะบาง ๆ ติดอยู่ด้านใน ดูเหมือนว่ากระจกมักจะอยู่รอบๆ เสมอ ไม่ว่าจะในรูปแบบใดรูปแบบหนึ่ง แต่ในรูปแบบปัจจุบัน กระจกปรากฏขึ้นค่อนข้างเร็ว เมื่อหนึ่งพันปีที่แล้ว กระจกเป็นแผ่นทองแดงขัดมันหรือแผ่นทองสัมฤทธิ์ซึ่งมีราคาสูงกว่าที่คนส่วนใหญ่ในยุคนั้นสามารถจ่ายได้ ชาวนาที่ต้องการเห็นภาพสะท้อนของตัวเองจึงไปดูในสระน้ำ กระจกบานยาวเป็นสิ่งประดิษฐ์ที่ล้ำสมัยยิ่งขึ้น พวกเขามีอายุเพียง 400 ปีเท่านั้น

กระจกสะท้อนความจริงและภาพลวงตาในเวลาเดียวกัน บางทีความขัดแย้งนี้ทำให้กระจกเป็นศูนย์กลางของแรงดึงดูดสำหรับเวทมนตร์และวิทยาศาสตร์

กระจกเงาในประวัติศาสตร์

เมื่อผู้คนเริ่มทำกระจกธรรมดาประมาณ 600 ปีก่อนคริสตกาล พวกเขาใช้หินออบซิเดียนขัดเงาเป็นพื้นผิวสะท้อนแสง ในที่สุด พวกเขาก็เริ่มผลิตกระจกเงาที่วิจิตรบรรจงมากขึ้นซึ่งทำจากทองแดง ทองแดง เงิน ทอง และแม้กระทั่งตะกั่ว

อย่างไรก็ตาม เมื่อพิจารณาจากน้ำหนักของวัสดุ กระจกเหล่านี้มีขนาดเล็กตามมาตรฐานของเรา พวกมันมีเส้นผ่านศูนย์กลางไม่เกิน 20 ซม. และส่วนใหญ่ใช้สำหรับตกแต่ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งการสวมกระจกที่ติดกับเข็มขัดด้วยโซ่

ข้อยกเว้นประการหนึ่งคือประภาคารฟารอส ซึ่งเป็นหนึ่งในเจ็ดสิ่งมหัศจรรย์ของโลก ซึ่งมีกระจกสีบรอนซ์ขนาดใหญ่สะท้อนแสงไฟขนาดใหญ่ในตอนกลางคืน

กระจกสมัยใหม่ปรากฏขึ้นในช่วงปลายยุคกลางเท่านั้น แต่ในสมัยนั้นการผลิตของพวกเขายากและมีราคาแพง ปัญหาหนึ่งคือทรายแก้วมีสิ่งเจือปนมากเกินไปจนทำให้เกิดความโปร่งใสอย่างแท้จริง นอกจากนี้ ความร้อนช็อกที่เกิดจากการเติมโลหะหลอมเหลวเพื่อสร้างพื้นผิวสะท้อนแสงทำให้กระจกแตกเกือบทุกครั้ง

ในช่วงยุคเรเนสซองส์ เมื่อชาวฟลอเรนซ์ได้คิดค้นวิธีการนำกลับที่อุณหภูมิต่ำ กระจกสมัยใหม่ได้เปิดตัว ในที่สุดกระจกเหล่านี้ก็สะอาด ซึ่งทำให้สามารถใช้ในงานศิลปะได้ ตัวอย่างเช่น สถาปนิก Filippo Brunelleschi สร้างมุมมองเชิงเส้นด้วยกระจกเพื่อสร้างภาพลวงตาของความลึก นอกจากนี้ กระจกยังทำให้เกิดศิลปะรูปแบบใหม่ นั่นคือ ภาพเหมือนตนเอง ผู้เชี่ยวชาญด้านกระจกของเวนิสได้ก้าวไปสู่จุดสูงสุดในเทคโนโลยีแก้วแล้ว ความลับของพวกเขานั้นล้ำค่ามาก และกระจกเงาของพวกเขาก็แลกมาอย่างมีกำไร จนช่างฝีมือที่ทรยศหักหลังซึ่งพยายามขายความรู้ในต่างประเทศมักจะถูกฆ่าตาย

ในเวลานี้ กระจกยังคงมีให้สำหรับคนรวยเท่านั้น แต่นักวิทยาศาสตร์เริ่มมองหาวิธีอื่นที่จะใช้กระจกเหล่านี้ ในช่วงต้นทศวรรษ 1660 นักคณิตศาสตร์ตั้งข้อสังเกตว่ากระจกสามารถนำมาใช้ในกล้องโทรทรรศน์แทนเลนส์ได้ James Bradley ใช้ความรู้นี้เพื่อสร้างกล้องโทรทรรศน์สะท้อนแสงตัวแรกในปี 1721

กระจกสมัยใหม่ทำด้วยเงิน - ฉีดชั้นบาง ๆ ของเงินหรืออลูมิเนียมลงบนด้านที่ผิดของแผ่นกระจก Justus von Leibig เป็นผู้คิดค้นกระบวนการนี้ในปี 1835 กระจกส่วนใหญ่ที่ผลิตในปัจจุบันผลิตโดยกระบวนการทำความร้อนอะลูมิเนียมขั้นสูงในสุญญากาศ แล้วเกาะติดกับกระจกที่เย็นกว่า เงินยังคงสามารถนำมาใช้สำหรับกระจกในครัวเรือนได้ แต่เงินมีข้อเสียที่สำคัญ - มันออกซิไดซ์อย่างรวดเร็วและดูดซับกำมะถันในบรรยากาศสร้างพื้นที่มืด อลูมิเนียมมีแนวโน้มที่จะมืดลงน้อยกว่าเนื่องจากชั้นบาง ๆ ของอะลูมิเนียมออกไซด์ยังคงโปร่งใส ตอนนี้กระจกใช้สำหรับทุกอย่างตั้งแต่การฉายภาพคริสตัลเหลวไปจนถึง ไฟหน้ารถและเลเซอร์

ฟิสิกส์กระจก

เพื่อให้เข้าใจฟิสิกส์ของกระจก เราต้องเข้าใจฟิสิกส์ของแสงก่อน ใน กฎหมายสะท้อนว่ากันว่าเมื่อลำแสงกระทบพื้นผิว มันจะกระเด้งออกไปในลักษณะใดลักษณะหนึ่ง เหมือนกับลูกบอลที่ขว้างไปที่กำแพง มุมที่เข้ามาเรียกว่า มุมตกกระทบ, เสมอ เท่ากับมุมโดยที่ลำแสงออกจากพื้นผิวหรือ มุมสะท้อน.

ตัวแสงเองนั้นมองไม่เห็นจนกระทั่งกระเด็นสิ่งใดสิ่งหนึ่งมาเข้าตาเรา ลำแสงที่ส่องผ่านอวกาศไม่สามารถมองเห็นได้จากภายนอก จนกระทั่งเข้าสู่ตัวกลางที่กระเจิง เช่น เมฆไฮโดรเจน การกระเจิงนี้เรียกว่า สะท้อนกระจายและดวงตาของเราตีความว่าเกิดอะไรขึ้นเมื่อแสงตกกระทบพื้นผิวที่ไม่เรียบ กฎการสะท้อนแสงยังคงมีผลบังคับใช้ แต่แทนที่จะกระทบพื้นผิวเรียบเพียงจุดเดียว แสงจะกระทบพื้นผิวที่มีขนาดเล็กมากด้วยกล้องจุลทรรศน์

กระจกที่มีพื้นผิวเรียบสะท้อนแสงได้โดยไม่รบกวนภาพที่เข้ามา มันถูกเรียกว่า สะท้อนกระจก. ภาพในกระจกเป็นภาพในจินตนาการ เนื่องจากไม่ได้เกิดจากการตัดกันของรังสีแสงสะท้อน แต่เกิดจาก "ความต่อเนื่องของกระจก" หลายคนมีคำถามแปลก ๆ - ทำไมกระจกจึงแสดงภาพที่หมุน "จากซ้าย" เสมอ ไปทางขวา” และไม่ใช่ “ถูกต้อง”? ความจริงก็คือภาพสะท้อนในกระจกดูเหมือน "ตราประทับแสง" ไม่ใช่มุมมองของวัตถุจากมุมมองของกระจก ในขณะเดียวกัน ทั้งระยะห่างจากวัตถุและขนาดของวัตถุในกระจกเงาราบเรียบยังคงเท่าเดิม

ประเภทกระจก

วิธีง่ายๆ ในการเปลี่ยนวิธีการทำงานของกระจกคือการบิดเบี้ยว กระจกโค้งมีอยู่ในสองรุ่นพื้นฐาน: นูนและเว้า

การสะท้อนของลำแสงคู่ขนานจากกระจกนูน F คือจุดโฟกัสจินตภาพของกระจก O คือศูนย์กลางแสง OP - แกนแสงหลัก

นูนกระจกที่จุดศูนย์กลางโค้งออกไปด้านนอกจะสะท้อนมุมกว้างใกล้ขอบ ทำให้ภาพบิดเบี้ยวเล็กน้อยซึ่งมีขนาดเล็กกว่าขนาดจริง กระจกนูนมีประโยชน์หลายอย่าง ยังไง ขนาดที่เล็กกว่าภาพยิ่งคุณมองเห็นได้ในกระจกเงาเช่นนี้ กระจกนูนใช้ในกระจกมองหลังรถยนต์ ห้างสรรพสินค้าบางแห่งติดตั้งกระจกห้องแต่งตัวแบบนูนในแนวตั้งเพราะจะทำให้ลูกค้าดูสูงและบางกว่าที่เป็นจริง

การสะท้อนของลำแสงคู่ขนานจากกระจกทรงกลมเว้า จุด O - ศูนย์ออปติคัล, P - ขั้ว, F - โฟกัสหลักของกระจก; OP คือแกนแสงหลัก R คือรัศมีความโค้งของกระจก

เว้าหรือ ทรงกลมกระจกที่มีความโค้งเข้าด้านในดูเหมือนชิ้นส่วนของทรงกลม ด้วยกระจกเงาเหล่านี้ แสงจะสะท้อนไปยังพื้นที่บางส่วนที่อยู่ข้างหน้าพวกเขา บริเวณนี้เรียกว่า จุดโฟกัส. จากระยะไกล วัตถุในกระจกดังกล่าวจะกลับหัวกลับหาง แต่ถ้าคุณเข้าใกล้กระจกมากกว่าจุดโฟกัส ภาพจะกลับหัวกลับหาง กระจกเว้าถูกนำมาใช้ทุกที่ เช่น เพื่อจุดเปลวไฟโอลิมปิก

ความยาวโฟกัสของกระจกทรงกลมถูกกำหนดสัญญาณบางอย่าง:

สำหรับกระจกเว้า สำหรับกระจกนูน โดยที่ R คือรัศมีความโค้งของกระจก

เมื่อคุณรู้จักกระจกประเภทหลักแล้ว คุณสามารถนึกถึงกระจกประเภทอื่นๆ ที่แปลกกว่าปกติได้ นี่คือรายการสั้น ๆ :

1. กระจกไม่ถอย:กระจกไม่ถอยหลังได้รับการจดสิทธิบัตรในปี พ.ศ. 2430 เมื่อ John Derby สร้างขึ้นโดยวางกระจกสองบานตั้งฉากกัน

2. กระจกกันเสียง:กระจกอะคูสติกในรูปแบบของจานคอนกรีตขนาดใหญ่ถูกสร้างขึ้นเพื่อสะท้อนและเผยแพร่เสียงไม่ใช่แสง กองทัพอังกฤษใช้ก่อนการประดิษฐ์ เรดาร์เป็นระบบเตือนภัยล่วงหน้าสำหรับการโจมตีทางอากาศ

3. กระจกสองด้าน:กระจกเหล่านี้ทำโดยการเคลือบด้านหนึ่งของแผ่นกระจกด้วยชั้นวัสดุสะท้อนแสงที่บางมากซึ่งแสงจ้าสามารถส่องผ่านได้ กระจกดังกล่าวติดตั้งไว้ในห้องสอบสวน ด้านหนึ่งของกระจกเงานั้นเป็นห้องมืดสำหรับเฝ้าดูเจ้าหน้าที่ตำรวจ อีกด้านหนึ่งเป็นห้องสอบสวนที่มีแสงสว่างเพียงพอ ผู้สังเกตการณ์จากห้องมืดเห็นผู้ถูกสอบสวนในห้องสว่าง และเขาเห็นเพียงภาพสะท้อนในกระจกเงาของเขา กระจกหน้าต่างธรรมดายังเป็นวัสดุสะท้อนแสงที่อ่อนแอ ด้วยเหตุนี้จึงเป็นเรื่องยากที่จะเห็นบางอย่างบนถนนในเวลากลางคืนเมื่อเปิดไฟในห้อง

กระจกเงาในวรรณคดีและไสยศาสตร์

กระจกวิเศษมากมายในวรรณคดีจาก ประวัติศาสตร์สมัยโบราณเกี่ยวกับนาร์ซิสซัสที่หล่อเหลา มีความรักและโหยหาการสะท้อนของตัวเองในแอ่งน้ำ ก่อนที่อลิซจะเดินทางผ่านกระจกเงา ในตำนานของจีน มีเรื่องราวเกี่ยวกับอาณาจักรกระจก ซึ่งสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ถูกผูกมัดด้วยเวทมนตร์แห่งความฝัน แต่วันหนึ่งพวกเขาจะฟื้นคืนชีพเพื่อต่อสู้กับโลกของเรา

กระจกยังมีความสัมพันธ์ใกล้ชิดกับแนวคิดเรื่องจิตวิญญาณ สิ่งนี้ทำให้เกิดความเชื่อโชคลางมากมาย ตัวอย่างเช่น ถ้าคุณทำกระจกแตก คุณจะถูกกล่าวหาว่าได้รับเคราะห์ร้ายตลอดเจ็ดปี คำอธิบายคือ วิญญาณของคุณ ต่ออายุทุก ๆ เจ็ดปี ถูกทำลายไปพร้อมกับกระจกที่แตก จากทฤษฎีเดียวกัน แวมไพร์ที่ไม่มีวิญญาณจะล่องหนในกระจก การส่องกระจกยังเป็นอันตรายต่อทารกที่จิตใจไม่พัฒนาหรือเริ่มพูดติดอ่าง

น้ำหอมมักเกี่ยวข้องกับกระจก กระจกถูกคลุมด้วยผ้าเพื่อแสดงความเคารพต่อความทรงจำของผู้ตายในระหว่างการไว้ทุกข์ของชาวยิว แต่ในหลายประเทศก็เป็นเรื่องปกติ ตามความเชื่อทางไสยศาสตร์ กระจกสามารถดักจับวิญญาณของคนที่กำลังจะตาย ผู้หญิงที่คลอดบุตรและส่องกระจกจะเห็นใบหน้าผีโผล่ออกมาจากเงาสะท้อนของเธอในไม่ช้า ยิ่งไปกว่านั้น หากคุณส่องกระจกในวันคริสต์มาสอีฟด้วยเทียนไขในมือและเรียกชื่อผู้ตายด้วยเสียงอันดัง พลังของกระจกจะแสดงให้คุณเห็นใบหน้าของบุคคลนั้น สิ่งที่พบได้ทั่วไปคือการทำนายดวงชะตาของเด็กผู้หญิงเกี่ยวกับ "คู่หมั้น" ซึ่งตามแผนของหมอดู กระจกควรแสดงใบหน้าของเจ้าบ่าวในอนาคต

ในบทนี้ คุณจะได้เรียนรู้เกี่ยวกับการสะท้อนของแสง และเราจะกำหนดกฎพื้นฐานของการสะท้อนแสง มาทำความคุ้นเคยกับแนวคิดเหล่านี้ ไม่เพียงแต่จากมุมมองของออปติกเรขาคณิตเท่านั้น แต่ยังรวมถึงจากมุมมองของคลื่นธรรมชาติของแสงด้วย

เราจะเห็นวัตถุส่วนใหญ่รอบๆ ตัวเราได้อย่างไร เพราะวัตถุเหล่านั้นไม่ใช่แหล่งกำเนิดแสง? คำตอบที่คุณคุ้นเคย คุณได้รับในหลักสูตรฟิสิกส์เกรด 8 เรามองเห็นโลกรอบตัวเราด้วยการสะท้อนแสง

ขั้นแรก ให้นึกถึงคำจำกัดความ

เมื่อลำแสงตกกระทบที่ส่วนต่อประสานระหว่างตัวกลางทั้งสอง มันจะเกิดการสะท้อนกลับ นั่นคือ มันจะกลับคืนสู่ตัวกลางเดิม

ให้ความสนใจกับสิ่งต่อไปนี้: การสะท้อนของแสงอยู่ไกลจากผลลัพธ์ที่เป็นไปได้เพียงอย่างเดียวของพฤติกรรมเพิ่มเติมของลำแสงตกกระทบซึ่งแทรกซึมเข้าไปในสื่ออื่นบางส่วนนั่นคือมันถูกดูดซับ

การดูดกลืนแสง (absorption) เป็นปรากฏการณ์การสูญเสียพลังงานโดยคลื่นแสงที่เคลื่อนผ่านสสาร

มาสร้างลำแสงตกกระทบ ลำแสงสะท้อน และตั้งฉากกับจุดตกกระทบกัน (รูปที่ 1) กัน

ข้าว. 1. ลำแสงเหตุการณ์

มุมตกกระทบคือมุมระหว่างรังสีตกกระทบกับเส้นตั้งฉาก ()

มุมสลิป.

กฎเหล่านี้ถูกกำหนดขึ้นครั้งแรกโดย Euclid ในงานของเขา "Katoptrik" และเราคุ้นเคยกับพวกเขาแล้วในกรอบของโปรแกรมฟิสิกส์เกรด 8

กฎของการสะท้อนแสง

1. รังสีตกกระทบ รังสีสะท้อน และเส้นตั้งฉากกับจุดตกกระทบอยู่ในระนาบเดียวกัน

2. มุมตกกระทบเท่ากับมุมสะท้อน

จากกฎการสะท้อนของแสงจะเป็นไปตามการย้อนกลับของรังสีแสง นั่นคือ หากเราสลับลำแสงตกกระทบกับลำแสงสะท้อน ไม่มีอะไรเปลี่ยนแปลงในแง่ของวิถีของการแพร่กระจายของฟลักซ์แสง

สเปกตรัมของการประยุกต์ใช้กฎการสะท้อนแสงนั้นกว้างมาก นี่คือความจริงที่เราเริ่มบทเรียนที่เราเห็นวัตถุส่วนใหญ่รอบตัวเราในแสงสะท้อน (ดวงจันทร์ ต้นไม้ โต๊ะ) อื่น ตัวอย่างที่ดีการใช้แสงสะท้อนเป็นกระจกและตัวสะท้อนแสง (ตัวสะท้อนแสง)

แผ่นสะท้อนแสง

เราจะเข้าใจหลักการทำงานของเครื่องสะท้อนแสงแบบง่าย

รีเฟล็กเตอร์ (จากภาษากรีกโบราณ กะตะ - คำนำหน้าด้วยความหมายของความพยายาม, fos - "แสง"), รีเฟล็กเตอร์สะท้อนแสง, กะพริบ (จากการสะบัดภาษาอังกฤษ - "กะพริบ") - อุปกรณ์ที่ออกแบบมาเพื่อสะท้อนแสงลำแสงไปยังแหล่งกำเนิดด้วย การกระจายตัวน้อยที่สุด

นักปั่นจักรยานทุกคนรู้ดีว่าการขี่ตอนกลางคืนโดยไม่มีแผ่นสะท้อนแสงอาจเป็นอันตรายได้

ริบหรี่ยังใช้ในเครื่องแบบของคนทำงานถนน เจ้าหน้าที่ตำรวจจราจร

น่าแปลกที่คุณสมบัติของตัวสะท้อนแสงนั้นขึ้นอยู่กับข้อเท็จจริงทางเรขาคณิตที่ง่ายที่สุด โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เกี่ยวกับกฎการสะท้อน

การสะท้อนของลำแสงจากพื้นผิวกระจกเกิดขึ้นตามกฎ: มุมตกกระทบเท่ากับมุมสะท้อน พิจารณากรณีเครื่องบิน: กระจกสองบานทำมุม 90 องศา ลำแสงที่เคลื่อนที่ในเครื่องบินและกระทบกระจกบานหนึ่ง หลังจากการสะท้อนจากกระจกอันที่สอง จะไปในทิศทางที่มันมาพอดี (ดูรูปที่ 2)

ข้าว. 2. หลักการทำงานของตัวสะท้อนแสงเชิงมุม

เพื่อให้ได้เอฟเฟกต์ดังกล่าวในพื้นที่สามมิติธรรมดา จำเป็นต้องวางกระจกสามบานในระนาบตั้งฉากร่วมกัน ใช้มุมของลูกบาศก์ที่มีขอบเป็นรูปสามเหลี่ยมปกติ ลำแสงที่กระทบระบบกระจกดังกล่าวหลังจากการสะท้อนจากระนาบสามระนาบจะขนานกับลำแสงที่เข้ามาในทิศทางตรงกันข้าม (ดูรูปที่ 3)

ข้าว. 3. ตัวสะท้อนแสงมุม

จะมีย้อนหลัง เป็นอุปกรณ์ธรรมดาที่มีคุณสมบัติที่เรียกว่ากระจกสะท้อนมุม

พิจารณาการสะท้อนของคลื่นระนาบ (คลื่นจะเรียกว่าระนาบหากพื้นผิวของเฟสเท่ากันคือระนาบ) (รูปที่ 1)

ข้าว. 4. การสะท้อนของคลื่นระนาบ

ในรูป - พื้นผิวและ - ลำแสงสองลำของคลื่นระนาบตกกระทบซึ่งขนานกันและระนาบเป็นพื้นผิวคลื่น พื้นผิวคลื่นของคลื่นสะท้อนสามารถหาได้จากการวาดซองจดหมายของคลื่นทุติยภูมิซึ่งมีจุดศูนย์กลางอยู่ที่ส่วนต่อประสานระหว่างตัวกลาง

ส่วนต่าง ๆ ของผิวคลื่นไม่ถึงขอบเขตสะท้อนในเวลาเดียวกัน การกระตุ้นการสั่นที่จุดจะเริ่มเร็วกว่าที่จุดสำหรับช่วงเวลา ในขณะที่คลื่นมาถึงจุดและ ณ จุดนี้การกระตุ้นของการแกว่งเริ่มต้นขึ้น คลื่นทุติยภูมิที่มีศูนย์กลางอยู่ที่จุด (ลำแสงสะท้อน) จะเป็นซีกโลกที่มีรัศมีอยู่แล้ว . จากสิ่งที่เราเพิ่งเขียนลงไป รัศมีนี้จะเท่ากับส่วนนั้นด้วย

ตอนนี้เราเห็น: , สามเหลี่ยมและ - สี่เหลี่ยมซึ่งหมายถึง . และในทางกลับกันก็มีมุมตกกระทบ A คือมุมสะท้อน ดังนั้นเราจึงได้มุมตกกระทบเท่ากับมุมสะท้อน

ด้วยความช่วยเหลือของหลักการของ Huygens เราจึงได้พิสูจน์กฎการสะท้อนของแสง สามารถหาหลักฐานเดียวกันได้โดยใช้หลักการของแฟร์มาต์

ตัวอย่างเช่น (รูปที่ 5.) ภาพสะท้อนจากพื้นผิวที่ขรุขระเป็นคลื่นจะแสดงขึ้น

ข้าว. 5. ภาพสะท้อนจากพื้นผิวขรุขระเป็นลูกคลื่น

จากภาพแสดงว่ารังสีสะท้อนไปในหลากหลายทิศทาง เนื่องจากทิศทางของเส้นตั้งฉากกับจุดตกกระทบของลำแสงที่ต่างกันจะแตกต่างกันตามลำดับ และมุมตกกระทบและมุมสะท้อนก็จะต่างกันด้วย

พื้นผิวถือว่าไม่เท่ากันหากขนาดของความผิดปกตินั้นไม่น้อยกว่าความยาวคลื่นของคลื่นแสง

พื้นผิวที่จะสะท้อนแสงทุกทิศทางอย่างสม่ำเสมอเรียกว่าด้าน ดังนั้นพื้นผิวด้านจึงรับประกันว่าการสะท้อนแบบกระจายหรือแบบกระจายซึ่งเกิดขึ้นเนื่องจากความผิดปกติ ความหยาบ รอยขีดข่วน

พื้นผิวที่กระจายแสงอย่างสม่ำเสมอในทุกทิศทางเรียกว่าผิวด้านอย่างแน่นอน ในธรรมชาติ คุณจะไม่พบพื้นผิวด้านเลย อย่างไรก็ตาม พื้นผิวของหิมะ กระดาษ และเครื่องลายครามนั้นใกล้เคียงกันมาก

หากขนาดของพื้นผิวที่ไม่สม่ำเสมอน้อยกว่าความยาวคลื่นของแสง พื้นผิวดังกล่าวจะเรียกว่ากระจกเงา

เมื่อสะท้อนจากพื้นผิวกระจก จะคงความขนานของลำแสงไว้ (รูปที่ 6)

ข้าว. 6. การสะท้อนจากพื้นผิวกระจก

กระจกโดยประมาณเป็นพื้นผิวเรียบของน้ำ แก้ว และโลหะขัดมัน แม้แต่พื้นผิวด้านก็กลายเป็นกระจกได้ หากคุณเปลี่ยนมุมตกกระทบของรังสี

ในตอนต้นของบทเรียน เราได้พูดคุยกันถึงข้อเท็จจริงที่ว่าลำแสงตกกระทบบางส่วนสะท้อนออกมา และบางส่วนถูกดูดซับไว้ ในวิชาฟิสิกส์ มีปริมาณที่กำหนดลักษณะพลังงานของลำแสงตกกระทบที่สะท้อนออกมาและปริมาณที่ดูดกลืนเข้าไป

อัลเบโด้

อัลเบโด - สัมประสิทธิ์ที่แสดงสัดส่วนของพลังงานของลำแสงตกกระทบที่สะท้อนจากพื้นผิว (จากภาษาละตินอัลเบโด - "ความขาว") - ลักษณะของการสะท้อนแสงแบบกระจายของพื้นผิว

หรือมิฉะนั้น นี่คือสัดส่วนที่แสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ของการแผ่รังสีสะท้อนของพลังงานจากพลังงานที่เข้าสู่พื้นผิว

ยิ่งอัลเบโดอยู่ใกล้ 100 ยิ่งสะท้อนพลังงานจากพื้นผิวมากขึ้น ง่ายที่จะเดาว่าสัมประสิทธิ์อัลเบโดนั้นขึ้นอยู่กับสีของพื้นผิว โดยเฉพาะอย่างยิ่ง พลังงานจะสะท้อนจากพื้นผิวสีขาวได้ดีกว่าจากสีดำมาก

หิมะมีอัลเบโดสูงที่สุดสำหรับสาร ประมาณ 70-90% ขึ้นอยู่กับความแปลกใหม่และความหลากหลาย นั่นคือเหตุผลที่หิมะค่อยๆ ละลายในขณะที่ยังสดอยู่ หรือค่อนข้างขาว ค่า Albedo สำหรับสารอื่น ๆ พื้นผิวแสดงในรูปที่ 7

ข้าว. 7. ค่า Albedo สำหรับพื้นผิวบางส่วน

ตัวอย่างที่สำคัญมากของการประยุกต์ใช้กฎการสะท้อนแสงคือกระจกเรียบ ซึ่งเป็นพื้นผิวเรียบที่สะท้อนแสงแบบพิเศษ คุณมีกระจกเหล่านี้ในบ้านของคุณหรือไม่?

มาดูวิธีการสร้างภาพของวัตถุในกระจกเงา (รูปที่ 8) กัน

ข้าว. 8. การสร้างภาพของวัตถุในกระจกแบน

แหล่งกำเนิดแสงที่เปล่งรังสีในทิศทางที่ต่างกัน ลองนำรังสีสองดวงที่อยู่ใกล้เคียงมาตกกระทบกระจกแบนกัน รังสีสะท้อนจะไปราวกับว่ามาจากจุดหนึ่ง ซึ่งสมมาตรกับจุดที่สัมพันธ์กับระนาบของกระจก สิ่งที่น่าสนใจที่สุดจะเริ่มต้นขึ้นเมื่อรังสีสะท้อนเข้าตา: สมองของเราสร้างลำแสงที่แยกจากกันจนครบ จากนั้นจึงข้ามผ่านกระจกไปยังจุดนั้น

สำหรับเราดูเหมือนว่ารังสีสะท้อนมาจากจุดหนึ่ง

จุดนี้ทำหน้าที่เป็นภาพของแหล่งกำเนิดแสง แน่นอน ในความเป็นจริง ไม่มีสิ่งใดเรืองแสงอยู่หลังกระจก มันเป็นแค่ภาพลวงตา จุดนี้จึงเรียกว่าจินตภาพ

พื้นที่การมองเห็นขึ้นอยู่กับตำแหน่งของแหล่งกำเนิดและขนาดของกระจก - พื้นที่ของพื้นที่ที่มองเห็นภาพของแหล่งที่มา พื้นที่การมองเห็นถูกกำหนดโดยขอบกระจกและ .

ตัวอย่างเช่น คุณสามารถส่องกระจกในห้องน้ำในมุมหนึ่งได้ หากคุณขยับออกไปด้านข้าง คุณจะไม่เห็นตัวเองหรือวัตถุที่คุณต้องการตรวจสอบ

ในการสร้างภาพวัตถุตามอำเภอใจในกระจกแบน จำเป็นต้องสร้างภาพของแต่ละจุด แต่ถ้าเรารู้ว่าภาพของจุดหนึ่งมีความสมมาตรเมื่อเทียบกับระนาบของกระจกเงา ภาพของวัตถุก็จะมีความสมมาตรเมื่อเทียบกับระนาบของกระจกเงา (รูปที่ 9)

สมัครรับข้อมูลจากช่อง "Academy of Entertaining Sciences" และรับชมบทเรียนใหม่ๆ: http://www.youtube.com/user/AcademiaNauk?sub_confirmation=1 Academy of Entertaining Sciences ฟิสิกส์. บทที่ 2. ฟิสิกส์กระจก บทเรียนวิดีโอของฟิสิกส์ ในชุดที่สองของโปรแกรม “Academy of Entertaining Sciences. ฟิสิกส์ ” ศาสตราจารย์ควาร์กจะบอกเด็กๆ เกี่ยวกับฟิสิกส์ของกระจก ปรากฎว่ากระจกมีมากมาย คุณสมบัติที่น่าสนใจและด้วยความช่วยเหลือของฟิสิกส์ คุณสามารถคลี่คลายได้ว่าทำไมสิ่งนี้ถึงเกิดขึ้น ทำไมกระจกสะท้อนทุกอย่างกลับด้าน? ทำไมวัตถุในกระจกจึงปรากฏไกลกว่าที่เป็นอยู่? วิธีการทำกระจกสะท้อนวัตถุอย่างถูกต้อง? คุณจะได้เรียนรู้คำตอบสำหรับคำถามเหล่านี้และคำถามอื่นๆ อีกมากมายโดยชมวิดีโอการสอนเกี่ยวกับฟิสิกส์ของกระจก ฟิสิกส์ของกระจก กระจกเป็นพื้นผิวเรียบที่ออกแบบมาเพื่อสะท้อนแสง การประดิษฐ์กระจกแก้วที่แท้จริงสามารถสืบย้อนไปถึงปี 1279 เมื่อฟรานซิสกัน จอห์น พีคามัม บรรยายถึงวิธีการเคลือบกระจกด้วยตะกั่วบางๆ ฟิสิกส์ของกระจกไม่ได้ซับซ้อนขนาดนั้น วิถีของรังสีที่สะท้อนจากกระจกนั้นเรียบง่าย หากใช้กฎของเลนส์เรขาคณิต รังสีของแสงตกบนพื้นผิวกระจกที่มุมอัลฟากับเส้นตั้งฉาก (ตั้งฉาก) ที่ลากไปยังจุดที่รังสีกระทบกระจก มุมของลำแสงสะท้อนจะเท่ากับค่าอัลฟาเดียวกัน รังสีที่ตกกระทบบนกระจกที่ทำมุมฉากกับระนาบของกระจกจะสะท้อนกลับมาที่ตัวมันเอง สำหรับกระจกเงาที่ง่ายที่สุด รูปภาพจะตั้งอยู่ด้านหลังกระจกแบบสมมาตรกับวัตถุที่สัมพันธ์กับระนาบของกระจกเงา มันจะเป็นภาพจินตภาพ โดยตรง และมีขนาดเท่ากันกับตัววัตถุ ซึ่งง่ายต่อการกำหนดโดยใช้กฎการสะท้อนของแสง การสะท้อนเป็นกระบวนการทางกายภาพของปฏิกิริยาของคลื่นหรืออนุภาคกับพื้นผิว การเปลี่ยนแปลงในทิศทางของหน้าคลื่นที่ขอบของตัวกลางสองตัวที่มีคุณสมบัติต่างกัน โดยที่หน้าคลื่นจะกลับสู่ตัวกลางที่มา พร้อมกับการสะท้อนของคลื่นที่ส่วนต่อประสานระหว่างสื่อตามกฎแล้วการหักเหของคลื่นจะเกิดขึ้น (ยกเว้นกรณีของการสะท้อนภายในทั้งหมด) กฎการสะท้อนแสง - กำหนดการเปลี่ยนแปลงในทิศทางของลำแสงอันเป็นผลมาจากการสัมผัสกับพื้นผิวสะท้อนแสง (กระจก): การตกกระทบและรังสีสะท้อนอยู่ในระนาบเดียวกันกับพื้นผิวสะท้อนแสงที่จุดปกติ ของอุบัติการณ์ และค่าปกตินี้แบ่งมุมระหว่างรังสีออกเป็นสองส่วนเท่า ๆ กัน สูตรที่ใช้กันอย่างแพร่หลายแต่แม่นยำน้อยกว่า "มุมสะท้อนเท่ากับมุมตกกระทบ" ไม่ได้ระบุทิศทางที่แน่นอนของการสะท้อนของลำแสง ฟิสิกส์กระจกช่วยให้คุณทำเทคนิคที่น่าสนใจต่างๆ ตามภาพลวงตาได้ Daniil Edisonovich Quark จะสาธิตเทคนิคเหล่านี้แก่ผู้ชมในห้องทดลองของเขา