تصور برخی از قوانین فیزیک بدون استفاده از وسایل کمک بصری دشوار است. این در مورد نور معمولی که بر روی اجسام مختلف می افتد صدق نمی کند. بنابراین، در مرز جداکننده دو رسانه، در صورتی که این مرز بسیار بیشتر از طول موج باشد، جهت پرتوهای نور تغییر می‌کند. در این حالت انعکاس نور زمانی اتفاق می افتد که بخشی از انرژی آن به محیط اول برگردد. اگر بخشی از پرتوها به محیط دیگری نفوذ کند، شکسته می شوند. در فیزیک به جریان انرژی نورانی که به مرز دو محیط مختلف برخورد می کند حادثه و جریانی که از آن به محیط اول باز می گردد را بازتاب می گویند. این آرایش متقابل این پرتوها است که قوانین بازتاب و شکست نور را تعیین می کند.
شرایط
زاویه بین پرتو فرودی و خط عمود بر سطح مشترک بین دو محیط، که به نقطه برخورد شار انرژی نور بازیابی می شود، زاویه تابش نامیده می شود. شاخص مهم دیگری نیز وجود دارد. این زاویه بازتاب است. بین پرتو منعکس شده و خط عمودی که به نقطه فرود آن بازگردانده شده است رخ می دهد. می تواند نوردر یک خط مستقیم فقط در یک محیط همگن انتشار دهید. رسانه های مختلف تابش نور را به روش های مختلف جذب و منعکس می کنند. ضریب بازتاب مقداری است که بازتاب پذیری یک ماده را مشخص می کند. این نشان می دهد که چه مقدار انرژی که توسط تابش نور به سطح محیط می آید، انرژی است که توسط تابش بازتابی از آن دور می شود. این ضریب به عوامل متعددی بستگی دارد که یکی از مهمترین آنها زاویه تابش و ترکیب تابش است. انعکاس کامل نور زمانی اتفاق می افتد که بر روی اجسام یا موادی با سطح بازتابنده بیفتد. بنابراین، برای مثال، زمانی که پرتوها به لایه نازکی از نقره و جیوه مایع روی شیشه برخورد می‌کنند، این اتفاق می‌افتد. بازتاب کلی نور در عمل بسیار رایج است.
قوانین
قوانین بازتاب و شکست نور توسط اقلیدس در قرن سوم قبل از میلاد تدوین شد. قبل از میلاد مسیح ه. همه آنها به صورت تجربی ایجاد شده اند و به راحتی با اصل هندسی خالص هویگنس تأیید می شوند. به گفته وی، هر نقطه از محیط که اغتشاش به آن برسد، منبع امواج ثانویه است.
قانون اول بازتاب نور: پرتوهای فرود و بازتاب و همچنین خط عمود بر سطح مشترک بین رسانه ها که در نقطه برخورد پرتو نور بازیابی شده است، در یک صفحه قرار دارند. یک موج صاف روی یک سطح بازتابنده می افتد که سطوح موج آن راه راه است.
قانون دیگری می گوید که زاویه بازتاب نور برابر با زاویه تابش است. این به این دلیل است که آنها متقابلاً عمود هستندطرفین بر اساس اصول تساوی مثلث ها، نتیجه می شود که زاویه تابش برابر با زاویه بازتاب است. به راحتی می توان ثابت کرد که آنها در یک صفحه با خط عمود بر سطح مشترک بین رسانه ها در نقطه برخورد پرتو قرار دارند. این مهمترین قوانین برای مسیر معکوس نور نیز معتبر است. با توجه به برگشت پذیری انرژی، پرتویی که در طول مسیر منعکس شده منتشر می شود، در طول مسیر حادثه منعکس می شود.
خواص اجسام بازتابنده
اکثریت قریب به اتفاق اجسام فقط تابش نوری را که بر روی آنها می تابید منعکس می کنند. با این حال، آنها منبع نور نیستند. اجسام با نور خوب از هر طرف کاملاً قابل مشاهده هستند، زیرا تابش از سطح آنها در جهات مختلف منعکس و پراکنده می شود. به این پدیده انعکاس پراکنده (پراکنده) می گویند. زمانی اتفاق می افتد که نور به هر سطح ناهموار برخورد کند. برای تعیین مسیر پرتو منعکس شده از بدن در نقطه تابش، صفحه ای ترسیم می شود که سطح را لمس می کند. سپس در رابطه با آن زوایای تابش پرتوها و انعکاس ساخته می شود.
بازتاب پراکنده
تنها به دلیل وجود انعکاس پراکنده (پراکنده) انرژی نور، اجسامی را تشخیص می دهیم که قادر به انتشار نور نیستند. اگر پراکندگی پرتوها صفر باشد، هر جسمی برای ما کاملاً نامرئی خواهد بود.
انعکاس پراکنده انرژی نور باعث ناراحتی در چشم انسان نمی شود. این به دلیل این واقعیت است که همه نورها به محیط اصلی خود باز نمی گردند. بنابراین از برفحدود 85٪ از تابش منعکس می شود، از کاغذ سفید - 75٪، اما از مخمل سیاه - فقط 0.5٪. هنگامی که نور از سطوح مختلف ناهموار منعکس می شود، پرتوها به طور تصادفی نسبت به یکدیگر هدایت می شوند. بسته به میزان انعکاس پرتوهای نور، سطوح را مات یا آینه ای می نامند. با این حال، این اصطلاحات نسبی هستند. سطوح یکسان می توانند در طول موج های مختلف نور فرودی، مات و مات باشند. سطحی که به طور یکنواخت پرتوها را در جهات مختلف پراکنده کند، کاملاً مات در نظر گرفته می شود. اگرچه عملاً چنین اشیایی در طبیعت وجود ندارد، اما چینی بدون لعاب، برف، کاغذ طراحی بسیار به آنها نزدیک است.
انعکاس آینه
بازتاب پرتوهای نور با انواع دیگر متفاوت است، زیرا هنگامی که پرتوهای انرژی روی یک سطح صاف با زاویه خاصی می افتند، در یک جهت منعکس می شوند. این پدیده برای هر کسی که تا به حال از آینه در زیر پرتوهای نور استفاده کرده است آشناست. در این حالت یک سطح بازتابنده است. بدنه های دیگر نیز به این دسته تعلق دارند. اگر اندازه ناهمگنی ها و بی نظمی های روی آنها کمتر از 1 میکرون باشد (از طول موج نور تجاوز نکند) تمام اجسام صاف نوری را می توان به عنوان سطوح آینه ای (بازتابی) طبقه بندی کرد. برای همه این سطوح، قوانین بازتاب نور معتبر است.
بازتاب نور از سطوح مختلف آینه
آینه هایی با سطح بازتابنده منحنی (آینه های کروی) اغلب در فناوری استفاده می شوند. چنین اجسامی اجسام هستندبه شکل یک بخش کروی است. موازی پرتوها در مورد بازتاب نور از چنین سطوحی به شدت نقض می شود. دو نوع از این آینه ها وجود دارد:
• مقعر - انعکاس نور از سطح داخلی بخش کره، به آنها جمع آوری می گویند، زیرا پرتوهای موازی نور پس از بازتاب از آنها در یک نقطه جمع می شوند؛
• محدب - نور را از سطح بیرونی منعکس می کند، در حالی که پرتوهای موازی به طرفین پراکنده می شوند، به همین دلیل است که آینه های محدب را پراکندگی می نامند.
گزینه هایی برای بازتاب پرتوهای نور
یک پرتو تقریباً موازی با سطح، فقط کمی آن را لمس می کند، و سپس در یک زاویه بسیار مبهم منعکس می شود. سپس در یک مسیر بسیار کم، تا جایی که ممکن است به سطح نزدیک می شود، ادامه می دهد. پرتویی که تقریباً به صورت عمودی سقوط می کند در یک زاویه حاد منعکس می شود. در این حالت، جهت پرتو منعکس شده نزدیک به مسیر پرتو فرودی خواهد بود که کاملاً با قوانین فیزیکی مطابقت دارد.
شکست نور
بازتاب ارتباط نزدیکی با سایر پدیده های اپتیک هندسی مانند شکست و بازتاب داخلی کل دارد. اغلب نور از مرز بین دو رسانه عبور می کند. شکست نور تغییر در جهت تابش نوری است. زمانی اتفاق می افتد که از یک رسانه به رسانه دیگر منتقل می شود. شکست نور دو الگو دارد:
• پرتوی که از مرز بین رسانه عبور می کند در صفحه ای قرار دارد که از عمود بر سطح و پرتو فرود می گذرد؛
•زاویه تابش و شکست مرتبط هستند.
شکست همیشه با بازتاب نور همراه است. مجموع انرژی پرتوهای منعکس شده و شکست پرتوها برابر با انرژی پرتو فرودی است. شدت نسبی آنها به قطبش نور در پرتو فرودی و زاویه تابش بستگی دارد. ساختار بسیاری از دستگاه های نوری بر اساس قوانین شکست نور است.
