"Işığın kırınımı" - - yasanın ihlali doğrusal yayılma dalgalar Dalga optiği Işığın kırınımı. Böylece dalga yarıktan geçtikten sonra hem genişler hem de deforme olur. Yuvarlak bir delikten kırınım. İlginiz için teşekkür ederiz! Kırınım ızgaraları ayrıştırma için kullanılır elektromanyetik radyasyon spektruma girer.

“Işığın dağılımı” - Anlatılan deneyim aslında çok eskidir. Gökkuşağına dönük durursan Güneş arkanda olur. Gökkuşağı. Çok renkli şerit güneş spektrumudur. Dağılım olgusunun keşfi. Newton'dan önce renklerin nedenleri hakkında fikirler. Bir ışının prizmada kırılmasını ele alalım. Işığın dağılımı. Dikkatli bir gözlemcinin gözünden gökkuşağı.

“Işık Kanunları” - Görevler: Ayna. Işık yasaları: Işık - görünür radyasyon. Amaç: Sunum Gildenbrandt Liliya Viktorovna tarafından hazırlanmıştır. Yapay. Işığın kırılması. Işığın yansıması kanunu. " Bilgi Teknolojisi V. Proje kapsamında çalışmalar yürütüldü.

“Işığın yansıması” - Geometrik optiğin birinci yasası, ışığın homojen ortam düz bir çizgide yayılır. Böylece ışık ışınlarını kullanarak ışık enerjisinin yayılma yönünü tasvir edebilirsiniz. Işığın yansıması. 5. Yansıma yasaları. Geometrik optiğin ikinci yasası şunu belirtir: Geliş açısı yansıma açısına eşittir, yani. ?? = ??.

“Işığın kırınımı ve girişimi” - Yol farkından: ?max = 2k. ?/2 – maksimum girişim?мin = (2k+1) . ?/2 – minimum parazit. Bir sıvının yüzeyine dalga dalgalarının eklenmesi. ?dakika = (2k+1) . ?/2. ?maks = 2k. ?/2. Tutarlı dalgalar. İnce filmlerde girişimin gözlemlenmesi. Dalga eklemenin sonucu bağlıdır. Işık girişimi.

“Işığın yayılması” - D - nesneden merceğe olan mesafe. Miktarlar. Işığın kırılması. Sorunları çözerken kullanın. Işığın doğrusal yayılımı. Test görevleri. Astronomik yöntem. Optik aletler. Toplam yansıma. Kamera (1837) Projeksiyon aparatı Mikroskop Teleskop. Kamera. Daha öte. Yakınsak mercek (a) Dağıtıcı mercek (b).

Geometrik optiğin temel yasaları eski çağlardan beri bilinmektedir. Böylece Platon (MÖ 430) ışığın doğrusal yayılımı yasasını oluşturdu. Öklid'in incelemeleri, ışığın doğrusal yayılımı yasasını ve geliş ve yansıma açılarının eşitliği yasasını formüle etti. Aristoteles ve Batlamyus ışığın kırılmasını inceledi. Fakat bunların tam ifadesi geometrik optik yasaları Yunan filozofları bunu bulamadılar.

Geometrik optik aşırı bir durum dalga optiği, Ne zaman Işığın dalga boyu sıfıra yaklaşır.

Protozoa optik fenomen gölgelerin ortaya çıkması ve görüntülerin elde edilmesi gibi optik aletler geometrik optik çerçevesinde anlaşılabilir.

Geometrik optiğin biçimsel yapısı aşağıdakilere dayanmaktadır: dört yasa , ampirik olarak belirlendi:

· Işığın doğrusal yayılımı yasası;

· ışık ışınlarının bağımsızlığı yasası;

· yansıma kanunu;

· ışığın kırılma kanunu.

Bu yasaları analiz etmek için H. Huygens basit ve görsel yöntem, daha sonra adı verilen Huygens ilkesi .

Işık uyarımının ulaştığı her nokta ,sırayla, ikincil dalgaların merkezi;Zamanın belirli bir anında bu ikincil dalgaların etrafında bükülen yüzey, o anda fiilen yayılan dalganın ön tarafının konumunu gösterir.

Huygens kendi yöntemine dayanarak şunları açıkladı: ışık yayılımının düzgünlüğü Ve ortaya çıktı yansıma yasaları Ve refraksiyon .

Işığın doğrusal yayılımı yasası :

· ışık optik olarak homojen bir ortamda doğrusal olarak yayılır.

Bu yasanın kanıtı, küçük kaynaklarla aydınlatıldığında opak nesnelerin keskin sınırları olan gölgelerinin varlığıdır.

Ancak dikkatli deneyler, ışığın çok küçük deliklerden geçmesi durumunda bu yasanın ihlal edildiğini ve delikler ne kadar küçük olursa yayılmanın düzlüğünden sapmanın o kadar büyük olduğunu göstermiştir.

Astronomik illüstrasyon ışığın doğrusal yayılımı ve özellikle gölge ve yarı gölge oluşumu bazı gezegenlerin diğerleri tarafından gölgelenmesinden kaynaklanabilir, örneğin ay tutulması , Ay, Dünya'nın gölgesine düştüğünde (Şekil 7.1). Ay ve Dünya'nın karşılıklı hareketi nedeniyle Dünya'nın gölgesi Ay'ın yüzeyinde hareket eder ve ay tutulması birkaç özel aşamadan geçer (Şekil 7.2).

Işık ışınlarının bağımsızlığı kanunu :

· Tek bir ışının yarattığı etki,,diğer paketlerin aynı anda hareket edip etmediği veya ortadan kaldırılıp kaldırılmadığı.

Işık akısını ayrı ışık ışınlarına bölerek (örneğin diyaframlar kullanarak), seçilen ışık ışınlarının hareketinin bağımsız olduğu gösterilebilir.

Yansıma Yasası (Şekil 7.3):

· yansıyan ışın gelen ışınla aynı düzlemde ve dik olarak bulunur,çarpma noktasında iki ortam arasındaki arayüze çizilir;

· geliş açısıα yansıma açısına eşitγ: α = γ

Pirinç. 7.3 Şek. 7.4

Yansıma yasasını türetmek Huygens ilkesini kullanalım. Bir düzlem dalganın (dalga cephesi) olduğunu varsayalım. AB hızla İle, iki medya arasındaki arayüze düşüyor (Şekil 7.4). Dalga cephesi ne zaman AB noktada yansıtıcı yüzeye ulaşacak A, bu nokta yayılmaya başlayacak ikincil dalga .

Dalganın bir mesafe kat etmesi için Güneş gerekli zaman Δ T = M.Ö./ υ . Aynı zamanda, ikincil dalganın ön tarafı yarıkürenin yarıçapı olan noktalarına ulaşacaktır. reklam bu şuna eşittir: υ Δ T= güneş. Yansıyan dalga cephesinin zamanın bu andaki konumu, Huygens ilkesine uygun olarak düzlem tarafından verilir. DC, ve bu dalganın yayılma yönü ışın II'dir. Üçgenlerin eşitliğinden ABC Ve ADC dışarı akıyor yansıma kanunu: geliş açısıα yansıma açısına eşit γ .

kırılma kanunu (Snell yasası) (Şekil 7.5):

· gelen ışın, kırılan ışın ve geliş noktasında arayüze çizilen dikme aynı düzlemde yer alır;

· geliş açısının sinüsünün kırılma açısının sinüsüne oranı bu ortamlar için sabit bir değerdir.

Pirinç. 7.5 Şek. 7.6

Kırılma yasasının türetilmesi. Bir düzlem dalganın (dalga cephesi) olduğunu varsayalım. AB), boşlukta I yönü boyunca hızla yayılıyor İle, yayılma hızının eşit olduğu ortamla arayüze düşer sen(Şekil 7.6).

Dalganın yolu kat etmesi için harcadığı süreye izin verin Güneş, D'ye eşit T. Daha sonra MÖ = sn D T. Aynı zamanda, nokta tarafından uyarılan dalganın ön tarafı A hızlı bir ortamda sen, yarıkürenin yarıçapı olan noktalarına ulaşacak reklam = sen D T. Kırılan dalga cephesinin zamanın bu andaki konumu, Huygens ilkesine uygun olarak düzlem tarafından verilir. DC, ve yayılma yönü - ışın III'e göre . Şek. 7.6 açıktır ki

şöyle: Snell yasası :

Işığın yayılma yasasının biraz farklı bir formülasyonu Fransız matematikçi ve fizikçi P. Fermat tarafından verildi.

Fiziksel araştırma katmak çoğunlukla 1662'de geometrik optiğin temel ilkesini (Fermat ilkesi) oluşturduğu optiğe geçti. Fermat ilkesi ile arasındaki benzerlik varyasyonel prensipler Mekanik, modern dinamiğin ve optik alet teorisinin geliştirilmesinde önemli bir rol oynadı.

Buna göre Fermat'ın ilkesi ışık gerektiren bir yol boyunca iki nokta arasında yayılır en az zaman.

Bu prensibin aynı ışık kırılma probleminin çözümüne uygulanmasını gösterelim.

Bir ışık kaynağından gelen ışın S bir boşlukta bulunan noktaya gider İÇİNDE, arayüzün ötesinde bir ortamda bulunur (Şekil 7.7).

Her ortamda en kısa rota düz olacak S.A. Ve AB. Tam durak A mesafeye göre karakterize etmek X kaynaktan arayüze düşen dikey noktadan. Yolu kat etmek için gereken süreyi belirleyelim S.A.B.:

.

Minimumu bulmak için τ'nın birinci türevini buluyoruz. X ve sıfıra eşitleyin:

buradan Huygens ilkesine dayanarak elde edilen ifadenin aynısına geliyoruz: .

Fermat ilkesi bugüne kadar önemini korudu ve mekanik yasalarının (görelilik teorisi ve kuantum mekaniği dahil) genel formülasyonunun temelini oluşturdu.

Fermat ilkesinden çeşitli sonuçlar çıkar.

Işık ışınlarının tersinirliği : eğer ışını ters çevirirsen III (Şekil 7.7), arayüze belirli bir açıyla düşmesine neden olurβ, daha sonra birinci ortamda kırılan ışın bir açıyla yayılacaktır α, yani ışın boyunca ters yöne gidecektir BEN .

Başka bir örnek ise bir seraptır Sıcak yollarda seyahat edenler tarafından sıklıkla gözlemlenen bir durum. İleride bir vaha görüyorlar ama oraya vardıklarında her taraf kumla kaplı. İşin özü, bu durumda ışığın kumun üzerinden geçtiğini görüyoruz. Yolun üzerinde hava çok sıcak ve üst katmanlar daha soğuk. Genişleyen sıcak hava daha da seyrekleşir ve içindeki ışığın hızı soğuk havaya göre daha fazladır. Bu nedenle ışık düz bir çizgide değil, bir yörünge boyunca hareket eder. en az zaman sıcak hava katmanlarına sarılmış.

Eğer ışık geliyorsa gelen çevre büyük bir gösterge refraksiyon (optik olarak daha yoğun) Daha düşük kırılma indisine sahip bir ortama (optik olarak daha az yoğun)( > ) , örneğin camdan havaya, sonra kırılma yasasına göre, kırılan ışın normalden uzaklaşır ve kırılma açısı β, geliş açısından a daha büyüktür (Şekil 7.8) A).

Gelme açısı arttıkça kırılma açısı da artar (Şekil 7.8). B, V), belirli bir geliş açısına kadar () kırılma açısı π/2'ye eşit olur.

Açı denir sınır açısı . Geliş açılarında α > gelen tüm ışık tamamen yansıtılır (Şek. 7.8) G).

· Geliş açısı sınır değere yaklaştıkça kırılan ışının şiddeti azalır, yansıyan ışının şiddeti ise artar.

· Eğer , o zaman kırılan ışının yoğunluğu sıfır olur ve yansıyan ışının yoğunluğu gelen ışının yoğunluğuna eşittir (Şekil 7.8). G).

· Böylece,π/2'ye kadar değişen geliş açılarında,ışın kırılmaz,ve ilk Çarşamba günü tamamen yansıtılır,Ayrıca yansıyan ve gelen ışınların yoğunlukları aynıdır. Bu fenomene denir tam yansıma.

Sınır açısı aşağıdaki formülden belirlenir:

;

.

fenomen toplam yansıma toplam yansıma prizmalarında kullanılır (Şekil 7.9).

Camın kırılma indisi n » 1,5 olduğundan sınır açısı cam-hava sınırı için = arksin (1/1,5) = 42°.

Işık α noktasındaki cam-hava arayüzüne düştüğünde > 42° her zaman toplam yansıma olacaktır.

Şek. 7.9 toplam yansıma prizmaları gösterilir ve aşağıdakilere izin verilir:

a) ışını 90° döndürün;

b) görüntüyü döndürün;

c) ışınları sarın.

Optik cihazlarda toplam yansıma prizmaları kullanılır (örneğin, dürbünlerde, periskoplarda) ve ayrıca cisimlerin kırılma indekslerini belirlemeyi mümkün kılan refraktometrelerde (kırılma yasasına göre, ölçerek belirleriz) bağıl gösterge iki ortamın kırılması ve mutlak göstergeİkinci ortamın kırılma indisi biliniyorsa ortamlardan birinin kırılma indisi).

Fiber parçalar, ışık kılavuz çekirdeği (çekirdek) camla çevrelenmiş olan cam elyafı kullanır - daha düşük kırılma indisine sahip başka bir camdan oluşan bir kabuk. Işık kılavuzunun ucundaki ışık olayı sınırdan daha büyük açılarda , çekirdek-kabuk arayüzünde geçiyor toplam yansıma ve yalnızca ışık kılavuzu çekirdeği boyunca yayılır.

Işık kılavuzları oluşturmak için kullanılır yüksek kapasiteli telgraf ve telefon kabloları . Kablo, insan saçı kadar ince yüzlerce ve binlerce optik fiberden oluşur. Sıradan bir kalem kalınlığındaki bu kablo, aynı anda seksen bine kadar telefon görüşmesini aktarabiliyor.

Ayrıca ışık kılavuzları fiber optik katot ışın tüplerinde, elektronik sayma makinelerinde, bilgi kodlamada, tıpta (örneğin mide teşhisi) ve entegre optik amaçlarla kullanılır.

Bir dalganın gelme açısı, gelme noktasındaki iki ortam arasındaki arayüze dik ile gelen ışın arasındaki açıdır. Dalga yansıma açısı, yansıyan ışın ile yansıtıcı yüzeye dik arasındaki açıdır.

2. Işığın yansıması yasasını formüle edin ve bunu Huygens ilkesini kullanarak kanıtlayın.

Belirli bir açıda bir dalga olayı ulaşır farklı noktalar Farklı zamanlarda arayüzler. Bir dalga belli bir noktaya ulaştığında o nokta ikincil dalgaların kaynağı haline gelir. Yansıyan dalganın ön kısmı düz yüzey, ikincil dalgaların küresel cephelerine teğet.

3. Işınların tersinirliği ilkesi nedir?

4. Huygens ilkesini kullanarak küresel dalga cephesinin düz bir yüzeyden yansımasını açıklayın.

5. Hangi görüntüye hayali denir? Bir görüntünün, bir aynadaki bir nokta kaynağı ve sonlu boyutlu bir nesneden ve ayrıca küçük bir aynadaki bir nokta kaynağından nasıl oluşturulduğunu açıklayın.

Sanal görüntü, birbirinden ayrılan ışın demetinin uzantıları kesiştiğinde ortaya çıkan bir nesnenin görüntüsüdür. Düz aynada inşa edilmiştir simetrik nokta Ayna sonlu boyutlara sahip olsa ve görüntü yalnızca sonlu bir alanda gözlemlenebilse bile, aynaya göre değişir. Bir nokta kaynağının dalga cephesi bir küredir ve ikincil dalgaların zarf yüzeyi de bir küredir. Yansıyan dalganın ön tarafı da gelen dalga gibi bir küredir. Yansıyan küresel dalganın merkezi aynanın arkasında yer alır ve kaynağın sanal görüntüsü olarak algılanır.

Işığın doğası belirlenmeden önce bazı optik yasalar zaten biliniyordu. Geometrik optiğin temeli dört yasadan oluşur: 1) ışığın doğrusal yayılımı yasası; 2) ışık ışınlarının bağımsızlığı yasası; 3) ışığın yansıması yasası; 4) ışığın kırılma yasası.

Işığın doğrusal yayılım yasası:ışık optik olarak homojen bir ortamda doğrusal olarak yayılır. Bu yasa yaklaşıktır, çünkü ışık çok küçük deliklerden geçtiğinde düzlükten sapmalar gözlemlenir, delik büyüdükçe delik küçülür.

Işık ışınlarının bağımsızlığı yasası: Tek bir ışın tarafından üretilen etki, kalan ışınların aynı anda hareket etmesine veya ortadan kaldırılmasına bağlı değildir. Işınların kesişmeleri her birinin birbirinden bağımsız olarak yayılmasını engellemez. Işık ışınını ayrı ışık ışınlarına bölerek, ayrılan ışık ışınlarının hareketinin bağımsız olduğu gösterilebilir.

Bu yasa yalnızca ışık yoğunlukları çok yüksek olmadığında geçerlidir. Lazerlerle elde edilen yoğunluklarda, ışık ışınlarının bağımsızlığına artık saygı gösterilmemektedir. Yansıma Yasası:

iki ortam arasındaki arayüzden yansıyan ışın, gelen ışınla aynı düzlemde bulunur ve geliş noktasında arayüze çizilen diktir; Yansıma açısı gelme açısına eşittir. Kırılma kanunu:

gelen ışın, kırılan ışın ve geliş noktasında arayüze çizilen dikme aynı düzlemde yer alır; geliş açısının sinüsünün kırılma açısının sinüsüne oranı bu ortamlar için sabit bir değerdir günah Ben günah 1/günah günah Ben günah 2 = n 12 = n 2 / n 1, açıkça günah

2 = V1 / V2, (1) burada n 12 – bağıl kırılma indeksi birinciye göre ikinci ortam. İki ortamın bağıl kırılma indisi orana eşit

mutlak kırılma endeksleri n 12 = n 2 / n 1. Bir ortamın mutlak kırılma indisine denir. değer n, vakumdaki elektromanyetik dalgaların C hızının hızlarına oranına eşittir. faz hızı

Ortamda V:

Optik kırılma indisi yüksek olan ortama denir. optik olarak daha yoğun. İfadenin (1) simetrisinden şu sonuç çıkar:ışık ışınlarının tersinirliği günahözü şu ki, bir ışık ışınını ikinci ortamdan birinciye belli bir açıyla yönlendirirseniz günah 2, daha sonra ilk ortamda kırılan ışın bir açıyla çıkacaktır günah 1. Işık, optik olarak daha az yoğun bir ortamdan daha yoğun bir ortama geçtiğinde, günahın olduğu ortaya çıkar. günah 1 > günah günah 2, yani Kırılma açısı ışığın geliş açısından küçüktür ve bunun tersi de geçerlidir. İkinci durumda, geliş açısı arttıkça kırılma açısı da daha büyük ölçüde artar, böylece belirli bir sınırlayıcı geliş açısında

gelen ışın, kırılan ışın ve geliş noktasında arayüze çizilen dikme aynı düzlemde yer alır; geliş açısının sinüsünün kırılma açısının sinüsüne oranı bu ortamlar için sabit bir değerdir günah kırılma açısı π/2'ye eşit olur. Kırılma yasasını kullanarak sınırlayıcı geliş açısının değerini hesaplayabilirsiniz: günah pr /sin(π/2) = n 2 /n 1, dolayısıyla

pr = arcsin n 2 /n 1 . günah > günah(2) Bu sınırlayıcı durumda, kırılan ışın ortamlar arasındaki arayüz boyunca kayar. Geliş açılarında Işık, optik olarak daha az yoğun bir ortamın derinliklerine nüfuz etmediğinden, bu olay meydana gelir. günah toplam iç yansıma. Köşe isminde

sınır açısı toplam iç yansıma. optik aletlerde kullanılan toplam yansıma prizmalarında kullanılır: dürbünler, periskoplar, refraktometreler (optik kırılma indekslerini belirlemenizi sağlayan cihazlar), optik olarak şeffaf malzemeden yapılmış ince, bükülebilir iplikler (lifler) olan ışık kılavuzlarında. Işık kılavuzunun ucuna, sınırlayıcı olandan daha büyük bir açıyla gelen ışık, çekirdek ile kaplama arasındaki arayüzde toplam iç yansımaya maruz kalır ve yalnızca ışık kılavuzu çekirdeği boyunca yayılır. Işık kılavuzları yardımıyla ışık ışınının yolunu istediğiniz şekilde bükebilirsiniz. Görüntüleri iletmek için çok çekirdekli ışık kılavuzları kullanılır. Işık kılavuzlarının kullanımını açıklar.

Optik olarak homojen olmayan ortamlardan geçerken ışınların kırılma ve eğrilik yasasını açıklamak için kavram tanıtıldı optik ışın yolu uzunluğu

L = nS veya L = ∫ndS,

sırasıyla homojen ve homojen olmayan ortamlar için.

1660 yılında Fransız matematikçi ve fizikçi P. Fermat kuruldu ekstremum ilkesi(Fermat prensibi) homojen olmayan şeffaf ortamda yayılan bir ışının optik yol uzunluğu için: iki ortam arasındaki bir ortamda bir ışının optik yol uzunluğu verilen puanlar minimal veya başka bir deyişle, ışık, optik uzunluğu minimum olan bir yol boyunca yayılır.

Fotometrik büyüklükler ve birimleri. Fotometri, ışığın yoğunluğunu ve kaynaklarını ölçmeyle ilgilenen bir fizik dalıdır. 1.Enerji miktarları:

Radyasyon akışı F e sayısal olarak enerji oranına eşit bir miktardır K Radyasyonun meydana geldiği t zamanına göre radyasyon:

Fe = K/t, watt (W).

Enerjik parlaklık(emissivite) Re - yüzey tarafından yayılan radyasyon akısı F e'nin, bu akının içinden geçtiği bölümün S alanına oranına eşit bir değer:

Re = Fe / S, (W/m2)

onlar. yüzey radyasyon akısı yoğunluğunu temsil eder.

Enerji ışık yoğunluğu (ışıma yoğunluğu) I e, nokta ışık kaynağı kavramı kullanılarak belirlenir - gözlem alanına olan mesafeye kıyasla boyutları ihmal edilebilecek bir kaynak. Işığın enerji yoğunluğu I e, kaynağın radyasyon akısı Ф e'nin, bu radyasyonun yayıldığı katı açı ω oranına eşit bir değerdir:

I e = F e /ω, (W/sr) - steradyan başına watt.

Işığın yoğunluğu genellikle radyasyonun yönüne bağlıdır. Radyasyonun yönüne bağlı değilse, o zaman böyle kaynak isminde izotropik. İzotropik bir kaynak için ışık yoğunluğu

ben e = F e /4π.

Uzatılmış bir kaynak durumunda, yüzeyinin dS elemanının ışık yoğunluğundan bahsedebiliriz.

Enerji parlaklığı (parlaklık) İÇİNDE e, yayan yüzeyin bir elemanının ışık enerjisi yoğunluğunun ΔI e'nin, bu elemanın gözlem yönüne dik bir düzlem üzerindeki izdüşümünün ΔS alanına oranına eşit bir değerdir:

İÇİNDE e = ΔI e / ΔS.

(W/ortalama m2) Enerji aydınlatması (ışınlanma) e

e, yüzeyin aydınlatma derecesini karakterize eder ve aydınlatılan yüzeyin bir birimine gelen radyasyon akısı miktarına eşittir. (W/m2. 2.Işık değerleri

. Optik ölçümlerde çeşitli radyasyon alıcıları kullanılır, farklı dalga boylarındaki ışığa duyarlılıklarının spektral özellikleri farklıdır. İnsan gözünün bağıl spektral duyarlılığı V(λ), Şekil 2'de gösterilmektedir. V(λ)

400 555 700 λ, nm Bu nedenle, öznel olan ışık ölçümleri objektiften, enerji ölçümlerinden farklıdır ve bunlar için yalnızca görünür ışık için kullanılan ışık birimleri tanıtılmıştır. Işığın temel SI birimi ışık şiddetidir.şamdan

(cd), 540·10 · 12 Hz frekansında monokromatik radyasyon yayan bir kaynağın belirli bir yöndeki ışık yoğunluğuna eşit olup, enerjik ışık yoğunluğu bu yönde 1/683 W/sr'dir.

Işık birimlerinin tanımı enerji birimlerine benzer. Işık değerlerini ölçmek için özel aletler kullanılır - fotometreler. Işık akısı . Işık akısı birimi lümen

(lm). Bir steradyan katı açı içinde 1 cd yoğunluğa sahip izotropik bir ışık kaynağı tarafından yayılan ışık akısına eşittir (katı açı içindeki radyasyon alanının tekdüzeliği ile):

1 lm = 1 cd 1 sr. λ = 555 nm dalga boyuna sahip radyasyon tarafından üretilen 1 lm'lik bir ışık akısının, 0,00146 W'luk bir enerji akışına karşılık geldiği deneysel olarak tespit edilmiştir. Işık akısı

Farklı bir λ değerine sahip radyasyonun oluşturduğu 1 lm, bir enerji akışına karşılık gelir

F e = 0,00146/V(λ), W.

1 lm = 0,00146 W. (ışınlanma) Aydınlatma

(ışınlanma)- bir yüzeye gelen ışık akısı F'nin bu yüzeyin S alanına oranıyla ilgili bir değer:

= F/S, lüks (lx).

1 lüks, 1 m2 üzerine 1 lm ışık akısı düşen bir yüzeyin aydınlatılmasıdır (1 lüks = 1 lm/m2). Parlaklık

Belirli bir yöndeki aydınlık bir yüzeyin R C (parlaklığı) φ, bu yöndeki ışık yoğunluğunun I, ışıklı yüzeyin bu yöne dik bir düzleme izdüşümü alanına S oranına eşit bir değerdir:

RC = I/(Scosφ).

Işığın yansıması. Işığın yansıması kanunları.

Yeni malzemenin açıklaması

Işığın yansıması sayesinde tüm canlılar çevredeki nesneleri görebilir. Siyah yüzeyler bu yüzeye düşen ışınların tamamını emdiği, kırmızı olanlar ise kırmızı ışınları yansıtıp geri kalanını emdiği için görüyoruz.

Bilim adamları uzun zamandır ışığın nasıl yansıtıldığıyla ilgileniyorlardı ve yansıma yasaları uzun zaman önce keşfedildi.

Aşağıdaki deneyi yapalım. (Bir optik disk kullanılarak düzlem aynadan yansımayı gösterir.) Sonuç olarak öğrencilerin aynadan yansıyan ışının aynı ortama döndüğü sonucuna varmaları gerekmektedir. Bu olaya ışığın yansıması denir.

Işık yansımasının yasaları deneysel olarak oluşturulmuştur.

Işığın yansımasının birinci yasası

Aynanın yüzeyine, ışın ayna düzleminde kalacak şekilde bir ışık demeti yönlendirilir. Işık ışınının geçtiği diskin çeyreğini kalın bir kağıtla kaplayarak, yansıyan ışının yalnızca kağıt diske sıkıca bastırıldığında ve kağıdın düzlemi diskin düzlemiyle çakıştığında görülebildiği tespit edilmiştir. disk. Gözlem sonucunda öğrenciler, gelen ve yansıyan ışınların, ışının geldiği noktadan çizilen yansıma yüzeyine dik olacak şekilde aynı düzlemde olduğundan emin olmalıdırlar.

Işık yansımasının ikinci yasası

Işık kaynağının diskin kenarı boyunca hareket ettirilmesiyle gelen ışının yönü değiştirilir. Bu durumda yansıyan ışının yönü her seferinde değişir. Gelme ve yansıma açılarının her zaman eşit kaldığını unutmamak gerekir. Gelen olay ve yansıyan ışınlar arasındaki bağlantıyı kurmak için öğrenciler defterlerine deneyin diyagramını çizerler ve olay ve yansıyan ışınların tanımlarını ve birbirleriyle eşitliklerini yazarlar.

Işık ışınlarının tersinirliği

Işığın yansıması yasalarından, gelen ve yansıyan ışınların tersinir olduğu sonucu çıkar. Optik disk ile yapılan deneyler sonucunda, ışık ışını gelen ışının yayıldığı düz çizgi boyunca düşerse, yansımadan sonra gelen ışının geçtiği düz çizgi boyunca yayılacaktır.

Bu özelliğe ışık ışınlarının tersinirliği denir.

Düz aynada görüntü oluşturma

Ayna çok ortak bir şey her insanın hayatında. Düz bir ayna en çok insan yaşamında kullanılır.

Yüzeyi düz olan aynaya düzlem ayna denir.

Düz bir aynanın önüne bir nesne, örneğin bir mum koyarsanız, o zaman aynanın arkasında, düz aynadaki görüntü dediğimiz aynı nesne varmış gibi görünür.

Bir kişinin parlak bir noktayı, oradan çıkan ışınlar doğrudan göze çarpıyorsa gördüğü bilinmektedir. Işık ışınları (bir aynadan yansıdıklarında, bkz. Şekil) doğrudan insan gözüne düşmez. Aynı zamanda

12-D. Işığın yansıması

Bir deney yapalım. Masanın üzerinde duran aynanın üzerine yarı açık bir kitap yerleştirin. Yukarıdan bir ışık huzmesini aynadan yansıyacak, ancak kitaba çarpmayacak şekilde yönlendirelim. Karanlıkta gelen ve yansıyan ışık ışınlarını göreceğiz. Şimdi aynayı kağıtla kaplayalım. Bu durumda gelen ışını göreceğiz ancak yansıyan ışın olmayacaktır. Işığın kağıttan yansımadığı ortaya çıktı?

Çizimlere daha yakından bakalım. Aynanın üzerine ışık düştüğünde, zayıf aydınlatma nedeniyle kitabın metninin okunmasının neredeyse imkansız olduğuna dikkat edin. Ancak ışık bir kağıdın üzerine düştüğünde kitabın metni özellikle alt kısımda çok daha net görülebiliyor. Sonuç olarak kitap daha güçlü bir şekilde aydınlatılıyor. Ama onu ne aydınlatıyor?

Işık farklı yüzeylere düştüğünde iki seçenek mümkündür. Birinci. Bir yüzeye düşen ışık huzmesi de onun tarafından ışın şeklinde yansıtılır. Işığın bu yansımasına aynasal yansıma denir. Saniye. Bir yüzeye düşen ışık huzmesi her yöne yansır. Işığın bu yansımasına dağınık yansıma veya basitçe ışık saçılması denir.

Çok düzgün (parlak) yüzeylerde aynasal yansıma meydana gelir. Yüzey pürüzlü ise, o zaman kesinlikle ışığı dağıtacaktır. Aynayı bir kağıt parçasıyla kapladığımızda gözlemlediğimiz şey tam olarak budur. Işığı yansıtıyor, kitabın üzerine de dahil olmak üzere her yöne saçıyor ve onu aydınlatıyordu.

ışının bükülme noktasındaki yansıtıcı yüzey (b açısı).

Işık yansıtıldığında her zaman iki model gerçekleşir: Birincisi. Gelen ışın, yansıyan ışın ve ışının bükülme noktasındaki yansıtıcı yüzeye dik olan ışın her zaman aynı düzlemde bulunur. Saniye. Gelme açısı yansıma açısına eşittir. Bu iki ifade ışığın yansıması yasasının özünü ifade etmektedir.

Soldaki şekilde ışınlar ve aynaya dik olan aynı düzlemde yer almıyor. Sağdaki resimde yansıma açısı gelme açısına eşit değildir. Bu nedenle ışınların bu şekilde yansıması deneysel olarak elde edilemez.

Yansıma kanunu ışığın hem aynasal hem de dağınık yansıması durumunda geçerlidir. Bir önceki sayfadaki çizimlere tekrar bakalım. Doğru çizimde ışınların yansımasındaki belirgin rastlantısallığa rağmen hepsi yansıma açıları geliş açılarına eşit olacak şekilde konumlandırılmıştır. Bir bakın, sağdaki çizimin pürüzlü yüzeyini ayrı elemanlara "kestik" ve ışınların kırılma noktalarına dik çizgiler çizdik:

Kalite sorunlarını çözme

Gelen ışın ile ayna yüzeyi arasındaki açı 50°'dir. Neden açıya eşit geliş açısı, yansıma açısı, gelen ışın ile yansıyan ışın arasındaki açı. Gelen ışın ile yansıyan ışın arasındaki açı, gelme açısından kaç kat daha büyüktür? (Cevap: 40 0, 40 0, 80 0, iki kere).

Işık ışını ayna yüzeyine dik olarak düşerse gelme açısı nedir? (Cevap: 0 0).

Geliş açısı 20 0 arttı. Gelen ışın ile yansıyan ışın arasındaki açı ne kadar artacaktır? (Cevap: 40 0).

Gelme açısı, yansıyan ışın ile ayna yüzeyi arasındaki açının iki katı kadardır. Geliş açısı nedir?

(Cevap: 30 0).

KENDİNİZİ TEST EDİN - Yeni materyallerin pekiştirilmesi

Işığın yansıması yasasını formüle edin.

Işığın yansıması olgusunun yasası nedir?

Gelme açısı hangi açıya denir; yansımalar?

Bir olay ve yansıyan ışının hangi özelliğine tersinir denir?

Neden gün içinde evlerin pencereleri bize bazen karanlık, bazen de aydınlık görünür?

Geceleri dış aydınlatma olmadığında arabamızın farlarını yakarsak yolu ve üzerindeki su birikintilerini ne kadar karanlık veya aydınlık görürüz? IŞIĞIN YANSISI. (

EV ÖDEVİ

IŞIĞIN YANSISI

(görevleri tamamlayın:

1'den 16'ya kadar sadece cevabı yazın,