Ako reflexia funguje vo fyzike

click fraud protection

Vo fyzike je odraz definovaný ako zmena smeru čela vlny na rozhraní medzi dvoma rôznymi médiami, ktorá odrazí čelo vlny späť do pôvodného média. Bežným príkladom odrazu je odrazené svetlo zo zrkadla alebo stojatej vody, ale odraz ovplyvňuje iné druhy vĺn okrem svetla. Odraziť sa môžu aj vodné vlny, zvukové vlny, časticové vlny a seizmické vlny.

Zákon odrazu sa zvyčajne vysvetľuje ako lúč svetla dopadajúci na zrkadlo, ale vzťahuje sa na iné druhy vĺn tiež. Podľa zákona odrazu dopadá lúč dopadajúci na povrch pod určitým uhlom vzhľadom na "normálny" (priamku) kolmo na povrch zrkadla).

Uhol odrazu je uhol medzi odrazeným lúčom a normálom a svojou veľkosťou sa rovná uhlu dopadu, je však na opačnej strane ako je normál. Uhol dopadu a uhol odrazu ležia v rovnakej rovine. Zákon odrazu možno odvodiť z Fresnelových rovníc.

Zákon odrazu sa vo fyzike používa na identifikáciu umiestnenia obrázka, ktorý sa odráža v zrkadle. Jedným z dôsledkov zákona je, že ak na človeka (alebo iné zviera) pozeráte zrkadlom a vidíte jeho oči, zo spôsobu odrazu viete, že môže tiež vidieť vaše oči.

instagram viewer

Zákon odrazu funguje pre zrkadlové povrchy, čo znamená povrchy, ktoré sú lesklé alebo zrkadlové. Spekulárny odraz z plochého povrchu vytvára zrkadlové mága, ktoré sa zdajú byť obrátené zľava doprava. Spekulárne odrazy od zakrivených povrchov môžu byť zväčšené alebo demagnifikované v závislosti od toho, či je povrch sférický alebo parabolický.

Vlny môžu zasiahnuť aj lesklé povrchy, ktoré vytvárajú rozptýlené odrazy. Pri rozptýlenom odraze je svetlo rozptýlené vo viacerých smeroch z dôvodu malých nepravidelností na povrchu média. Jasný obrázok sa nevytvorí.

Ak sú dve zrkadlá umiestnené proti sebe a rovnobežne, vytvoria sa pozdĺž priamky nekonečné obrazy. Ak je štvorec vytvorený so štyrmi zrkadlami tvárou v tvár, zdá sa, že nekonečné obrazy sú usporiadané v rovine. V skutočnosti obrázky nie sú skutočne nekonečné, pretože drobné nedostatky v zrkadlovom povrchu nakoniec šíria a zhasínajú obraz.

Pri spätnom odrazení sa svetlo vracia v smere odkiaľ prišlo. Jednoduchým spôsobom, ako vyrobiť spätný reflektor, je vytvoriť rohový reflektor s tromi zrkadlami obrátenými proti sebe navzájom kolmo. Druhé zrkadlo vytvára obraz, ktorý je inverzný k prvému. Tretie zrkadlo vytvára inverziu obrazu z druhého zrkadla a vracia ho do svojej pôvodnej konfigurácie. Tapetum lucidum v niektorých zvieracích očiach pôsobí ako spätný reflektor (napr. u mačiek) a zlepšuje ich nočné videnie.

Komplexné združené odrazy sa vyskytujú, keď svetlo odráža späť presne v smere, odkiaľ prišlo (ako pri spätnom odrazení), ale vlnoplocha aj smer sú obrátené. Toto sa vyskytuje v nelineárnej optike. Konjugované reflektory sa môžu použiť na odstránenie aberácií odrážaním lúča a vedením odrazu späť aberačnou optikou.

Odraz zvukových vĺn je základným princípom v akustike. Odraz je trochu odlišný od zvuku. Ak pozdĺžna zvuková vlna zasiahne rovný povrch, odrazený zvuk je koherentný, ak je veľkosť odrazeného povrchu veľká v porovnaní na vlnovú dĺžku zvuku.

Povaha materiálnych záležitostí, ako aj jej rozmery. Pórovité materiály môžu absorbovať zvukovú energiu, zatiaľ čo hrubé materiály (vzhľadom na vlnovú dĺžku) môžu rozptyľovať zvuk vo viacerých smeroch. Tieto princípy sa používajú na výrobu anechoických miestností, protihlukových stien a koncertných sál. Sonar je tiež založený na zvukových odrazoch.

Seizmológovia študujú seizmické vlny, čo sú vlny, ktoré môžu vzniknúť pri výbuchoch alebo zemetrasenie. Vrstvy na Zemi odrážajú tieto vlny, pomáhajú vedcom porozumieť štruktúre Zeme, určiť zdroj vĺn a identifikovať cenné zdroje.

Prúdy častíc sa môžu odrážať ako vlny. Napríklad, neutrón na mapovanie vnútornej štruktúry sa môže použiť odraz atómov. Neutrónové odrazy sa používajú aj v jadrových zbraniach a reaktoroch.

instagram story viewer