Hogyan határozzuk meg az incidenst és a visszavert sugarakat. A fény visszaverődése. A fényvisszaverődés törvényei. Lapos tükör. A teljes fényvisszaverődés jelensége

Meg kell jegyezni, hogy a tükör másik oldalán látható képet nem maguk a sugarak hozták létre, hanem azok mentális folytatása. Ezt a képet hívják képzeletbeli. Szemmel látható, de képtelenség a képernyőre kerülni, hiszen nem sugarak, hanem azok mentális folytatása hozták létre.

Tükrözéskor a legrövidebb fényterjedési idő elve is megfigyelhető. Ahhoz, hogy a reflexió után a megfigyelő szemébe jusson, a fénynek pontosan úgy kell jönnie, ahogy a tükröződés törvénye jelzi számára. Ezen az úton terjedve tölti a fény a legkevesebb időt a lehetséges lehetőségek közül.

A fénytörés törvénye

Mint már tudjuk, a fény nemcsak vákuumban terjedhet, hanem máshol is átlátszó médiaÓ. Ebben az esetben a fény tapasztalni fog fénytörés. A kevésbé sűrű közegből a sűrűbbbe való átmenet során a fénysugár a fénytörés során a beesési pontra húzott merőlegesre nyomódik, sűrűbb közegből kevésbé sűrűre való átmenetnél pedig fordítva: eltér a merőlegestől.

Ebben az esetben a törésnek két törvénye van:

A beeső sugár, a megtört sugár és a beesési pontra húzott merőleges egy síkban van.

2. A beesési és törési szögek szinuszainak aránya megegyezik a törésmutatók fordított arányával:

bűn a = n2

sin g n1

Érdekes egy fénysugár áthaladása egy háromszögű prizmán. Ebben az esetben minden esetben eltérés van a sugárban a prizmán való áthaladás után az eredeti iránytól:

A különböző átlátszó testek törésmutatója eltérő. A gázok esetében nagyon kevéssé különbözik az egységtől. A nyomás növekedésével növekszik, ezért a gázok törésmutatója a hőmérséklettől is függ. Emlékezzünk arra, hogy ha a tűzből felszálló forró levegőn keresztül a távoli tárgyakat nézzük, akkor látjuk, hogy minden, ami a távolban hullámzó ködnek tűnik. Folyadékokban a törésmutató nemcsak magától a folyadéktól függ, hanem a benne oldott anyagok koncentrációjától is. Az alábbiakban egy kis táblázat látható egyes anyagok törésmutatóiról.

A fény teljes belső visszaverődése.

Száloptika

Meg kell jegyezni, hogy a térben terjedő fénysugár megfordítható. Ez azt jelenti, hogy a sugár milyen módon terjed a forrástól a térben, ugyanazon az úton megy vissza, ha a forrást és a megfigyelési pontot felcseréljük.

Képzeljük el, hogy a fénysugár optikailag sűrűbb közegből egy optikailag kevésbé sűrűre terjed. Ekkor a fénytörés törvénye szerint, amikor megtörik, ki kell jönnie, eltérve a merőlegestől. Tekintsük az optikailag sűrűbb közegben, például vízben található pontszerű fényforrásból kiinduló sugarakat.

Ezen az ábrán látható, hogy az első sugár merőlegesen esik a határfelületre. Ebben az esetben a sugár nem tér el az eredeti iránytól. Az energiája gyakran visszaverődik a felületről, és visszatér a forráshoz. A maradék energiája kialszik. A sugarak többi része részben visszaverődik, részben kifelé. A beesési szög növekedésével a törésszög is növekszik, ami megfelel a törés törvényének. De amikor a beesési szög olyan értéket vesz fel, hogy a fénytörés törvénye szerint a sugár kilépési szöge 90 fok legyen, akkor a nyaláb egyáltalán nem jön ki a felszínre: a sugár 100%-a A sugárenergia visszaverődik a felületről. Az összes többi sugár, amely ennél nagyobb szögben esik a felületre, teljesen visszaverődik a felületről. Ezt a szöget ún korlátozó szög, és a jelenséget ún teljes belső reflexió. Vagyis az interfész ebben az esetben ideális tükörként működik. A vákuum vagy levegő határszögének értéke a következő képlettel számítható ki:

Sin apr = 1 / n Itt n A sűrűbb közeg törésmutatója.

A teljes belső visszaverődés jelenségét széles körben használják a különböző optikai műszerek... Különösen a vízben oldott anyagok koncentrációjának meghatározására szolgáló készülékben (refraktométer) használják. Ott megmérik a teljes belső visszaverődés határszögét, amely szerint meghatározzák a törésmutatót, majd a táblázatból meghatározzák az oldott anyagok koncentrációját.

A teljes belső visszaverődés jelensége különösen hangsúlyos a száloptikában. Az alábbi ábra egy üvegszál keresztmetszetét mutatja:

Vegyünk egy vékony üvegszálat, és indítsunk fénysugarat az egyik végébe. Mivel a szál nagyon vékony, a szál végébe belépő sugár ráesik. oldalsó felület a határszögnél sokkal nagyobb szögben, és teljesen visszaverődik. Így a bejövő sugár sokszor visszaverődik az oldalfelületről, és gyakorlatilag veszteség nélkül kilép az ellenkező végből. Külsőleg úgy fog kinézni, mintha a szál másik vége fényesen világítana. Ezenkívül egyáltalán nem szükséges, hogy az üvegszál egyenes legyen. Tetszés szerint hajlíthat, és semmilyen hajlítás nem befolyásolja a fény terjedését a szál mentén.

Ezzel kapcsolatban a tudósok egy ötlettel álltak elő: mi lenne, ha nem egy szálat veszünk, hanem egy egész köteget. De ebben az esetben szükséges, hogy a kötegben lévő összes szál szigorú kölcsönös sorrendben legyen, és a köteg mindkét oldalán az összes szál végei ugyanabban a síkban legyenek. És ha egyidejűleg egy képet a köteg egyik végébe táplálnak egy lencse segítségével, akkor minden szál külön -külön továbbítja a kép egy kis részecskéjét a köteg másik végébe. A köteg másik végén lévő szálak együttesen ugyanazt a képet reprodukálják, amelyet a lencse hozott létre. Ezenkívül a kép természetes fényben lesz. Így létrejött egy eszköz, amelyet később hívtak fibrogasztroszkóp... Ezzel az eszközzel műtét nélkül ellenőrizhető a gyomor belső felülete. A fibrogasztroszkópot a nyelőcsövön keresztül a gyomorba helyezik, és megvizsgálják a gyomor belsejét. Ezzel a készülékkel elvileg nem csak a gyomor, hanem más szervek is megvizsgálhatók belülről. Ezt az eszközt nemcsak az orvostudományban, hanem az orvostudományban is használják különböző területeken technikák a megközelíthetetlen területek ellenőrzésére. És ugyanakkor magában a szorítószorítóban is lehet mindenféle hajlítás, ami a képminőséget semmilyen módon nem befolyásolja. Ennek az eszköznek az egyetlen hátránya a kép raszteres felépítése: vagyis a kép egyedi pontokból áll. Ahhoz, hogy tisztább legyen a kép, még több üvegszálra van szükség, és még vékonyabbnak kell lenniük. Ez pedig jelentősen megnöveli az eszköz költségét. Orr további fejlődés technikai lehetőségeket, ez a probléma hamarosan megoldódik.

Lencse

Kezdjük egy objektívvel. A lencse egy átlátszó test, amelyet vagy két gömbfelület vagy egy gömbfelület és egy sík határol.

Tekintsük a lencsét keresztmetszetben. A lencse meghajlítja a rajta áthaladó fénysugarat. Ha a sugár, miután áthaladt a lencsén, összegyűlik egy pontra, akkor egy ilyen lencsét hívnak gyűjtő. Ha a beeső párhuzamos fénysugár eltér a lencsén való áthaladás után, akkor az ilyen lencsét ún szóródás.

A konvergáló és diffúz lencsék és konvencióik az alábbiakban láthatók:

Ebből az ábrából látható, hogy a lencsére párhuzamosan eső összes sugár egy ponton konvergál. Ezt a pontot hívják fókusz(F) lencsék. A fókusz és az objektív távolságát ún gyújtótávolság lencsék. Az SI rendszerben méterben mérik. De van még egy egység, amely az objektívet jellemzi. Ezt az értéket optikai teljesítménynek nevezzük, és a gyújtótávolság reciproka, és ezt nevezzük dioptria. (Dp). Betűvel jelölve D. D = 1/F. Gyűjtőlencsénél az optikai teljesítmény pluszjellel rendelkezik. Ha a kiterjesztett tárgyról visszavert fényt az objektívbe küldik, akkor az objektum minden eleme egy síkban jelenik meg a fókuszon, kép formájában. Így a kép fejjel lefelé lesz. Mivel ezt a képet maguk a sugarak hozzák létre, ezért az ún érvényes.

Ezt a jelenséget a modern fényképezőgépekben használják. Érvényes kép filmen jön létre.

A széttartó lencse a gyűjtőlencsével ellentétes irányba hat. Ha a normál mentén párhuzamos fénysugár esik rá, akkor a lencsén való áthaladás után a fénysugár szétválik, mintha az összes sugár a lencse másik oldalán található képzeletbeli pontból jönne ki. Ezt a pontot képzeletbeli fókusznak nevezzük, és a gyújtótávolság mínuszjellel lesz megadva. Következésképpen egy ilyen lencse optikai ereje dioptriában is kifejeződik, de értéke mínusz előjellel lesz megadva. Ha a környező tárgyakat diffúz lencsén keresztül nézi, az objektíven keresztül látható összes tárgy kicsinyítettnek tűnik.

A fizika egyes törvényeit nehéz elképzelni vizuális segédeszközök nélkül. Ez nem vonatkozik a különböző tárgyakra eső szokásos fényre. Tehát a két közeget elválasztó határon a fénysugarak irányának változása következik be, ha ez a határ sokkal nagyobb, mint az Amikor a fény akkor lép fel, amikor energiájának egy része visszatér az első közegbe. Ha a sugarak egy része behatol egy másik közegbe, akkor megtörténik a fénytörésük. A fizikában a kettő határára eső energia különböző környezetekben, esésnek hívják, és azt, amelyik visszatér belőle az első környezetbe, tükröződőnek. E sugarak kölcsönös elrendezése határozza meg a fény visszaverődésének és törésének törvényeit.

Feltételek

A beeső nyaláb és a két közeg határfelületére merőleges vonal közötti szöget, a fényenergia fluxusának beesési pontjára visszaállítva, az úgynevezett Van egy másik fontos mutató. Ez a visszaverődés szöge. A visszavert nyaláb és a beesési pontjára visszaállított merőleges vonal között keletkezik. A fény egyenes vonalon terjedhet csak homogén közegben. A különböző közegek különböző módon nyelik el és tükrözik a fénykibocsátást. A reflexiós együttható egy olyan mennyiség, amely egy anyag reflexiós képességét jellemzi. Megmutatja, hogy a fénysugárzás által a közeg felszínére hozott energiából mekkora lesz az, amit a visszavert sugárzás magával visz. Ez az együttható sok tényezőtől függ, az egyik legfontosabb a beesési szög és a sugárzás összetétele. A fény teljes visszaverődése akkor következik be, amikor az visszaverő felülettel rendelkező tárgyakhoz vagy anyagokhoz ütközik. Például ez történik, amikor a sugarak egy vékony ezüst- és folyékony higanyréteget érnek az üvegen. A gyakorlatban meglehetősen gyakori a fény teljes visszaverődése.

A törvények

A fény visszaverődésének és törésének törvényeit Eukleidész fogalmazta meg még a 3. században. időszámításunk előtt NS. Mindegyik kísérleti úton jött létre, és könnyen megerősíthető a tisztán geometriai Huygens-elv alapján. Szerinte a környezet bármely pontja, ahová a zavar eljut, másodlagos hullámok forrása.

Az első fény: a beeső és a visszaverő sugár, valamint a közegek határfelületére merőleges vonal, a fénysugár beesési pontján rekonstruálva, ugyanabban a síkban helyezkedik el. A visszaverő felületre síkhullám esik, melynek hullámfelületei csíkok.

Egy másik törvény szerint a fény visszaverődési szöge megegyezik a beesési szöggel. Ez azért van, mert egymásra merőleges oldalaik vannak. A háromszögek egyenlőségének elve alapján ebből az következik, hogy a beesési szög egyenlő a visszaverődés szögével. Könnyű bizonyítani, hogy ugyanabban a síkban fekszenek, a merőleges vonallal visszaállítva a média közötti határfelületre a sugár beesési pontján. Ezek a legfontosabb törvények a fény fordított útjára is igazak. Az energia reverzibilitása miatt a visszavert sugár útja mentén terjedő sugár visszaverődik a beeső útján.

A fényvisszaverő testek tulajdonságai

A tárgyak túlnyomó többsége csak a rájuk eső fényt veri vissza. Ezek azonban nem fényforrások. A jól megvilágított testek minden oldalról tökéletesen láthatók, mivel a felületükről érkező sugárzás visszaverődik és szétszóródik különböző irányok... Ezt a jelenséget diffúz reflexiónak nevezik. Ez akkor fordul elő, ha a fény bármilyen érdes felületet ér. A testről visszaverődő sugár útjának meghatározásához a beesési ponton egy síkot rajzolunk, amely érinti a felületet. Ezután ehhez viszonyítva ábrázoljuk a sugarak beesési szögeit és a visszaverődést.

Diffúz reflexió

Csak a fényenergia diffúz (diffúz) visszaverődésének köszönhető, hogy megkülönböztetünk olyan tárgyakat, amelyek nem képesek fényt kibocsátani. Bármely test teljesen láthatatlan lesz számunkra, ha a sugarak szóródása egyenlő nullával.

A fényenergia diffúz visszaverődése nem okoz kellemetlenséget az ember szemében. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy nem minden fény tér vissza az eredeti környezetbe. Tehát a sugárzás körülbelül 85%-a visszaverődik a hóról, 75%-a a fehér papírról, és csak 0,5%-a a fekete velúrról. Amikor a fény különböző durva felületekről verődik vissza, a sugarak kaotikusan egymáshoz képest irányulnak. Attól függően, hogy a felületek milyen mértékben verik vissza a fénysugarakat, mattnak vagy tükrösnek nevezik őket. Mégis, ezek a fogalmak viszonylagosak. Ugyanazok a felületek lehetnek tükörképesek és átlátszatlanok a beeső fény különböző hullámhosszain. Az a felület, amely egyenletesen szórja szét a különböző irányú sugarakat, teljesen mattnak számít. Bár a természetben gyakorlatilag nincs ilyen tárgy, a mázatlan porcelán, hó, rajzpapír nagyon közel áll hozzájuk.

Tükör tükröződés

A fénysugarak tükörreflexiója abban különbözik a többi típustól, hogy amikor az energiasugarak egy sima felületre esnek egy bizonyos szögben, akkor egy irányban verődnek vissza. Ezt a jelenséget mindenki ismeri, aki valaha tükröt használt a fénysugarak alatt. Ebben az esetben fényvisszaverő felületről van szó. Más szervek is ebbe a kategóriába tartoznak. Minden optikailag sima tárgy besorolható tükör (visszaverő) felületnek, ha a rajtuk lévő inhomogenitások és egyenetlenségek mérete 1 μm-nél kisebb (nem haladja meg a fény hullámhosszának értékét). Minden ilyen felületre a fényvisszaverődés törvényei érvényesek.

Fény visszaverődése különböző tükrözött felületekről

A technikában gyakran használnak ívelt visszaverő felületű tükröket (gömbtükrök). Ezek a tárgyak gömb alakú testek. A sugarak párhuzamossága az ilyen felületekről való fényvisszaverődés esetén nagymértékben sérül. Ezenkívül kétféle tükör létezik:

Homorú - visszaverik a fényt egy gömb szegmensének belső felületéről, ezeket gyűjtésnek nevezik, mivel a párhuzamos fénysugarakat a róluk való visszaverődés után egy ponton összegyűjtik;

Konvex - tükrözi a fényt a külső felületről, míg a párhuzamos sugarak oldalra szóródnak, ezért a konvex tükröket szóródásnak nevezik.

Fényvisszaverési lehetőségek

A felülettel csaknem párhuzamosan eső sugár csak kissé érinti, majd erősen tompaszögben verődik vissza. Ezután egy nagyon alacsony ösvényen halad tovább, amennyire csak lehetséges a felszín felé. A majdnem függőlegesen eső sugár hegyesszögben verődik vissza. Ebben az esetben a már visszavert sugár iránya közel lesz a beeső sugár útjához, amely teljes mértékben megfelel a fizikai törvényeknek.

A fény törése

A visszaverődés szorosan összefügg a geometriai optika más jelenségeivel, mint például a fénytörés és a teljes belső visszaverődés. A fény gyakran áthalad két környezet határán. A fénytörést az optikai sugárzás irányának változásának nevezzük. Akkor fordul elő, amikor átmegy egyik környezetből a másikba. A fénytörésnek két mintája van:

A média közötti határon áthaladó sugár egy síkban helyezkedik el, amely áthalad a felületre és a beeső sugárra merőlegesen;

A beesési szög és a törés összefügg.

A törést mindig fényvisszaverődés kíséri. A visszavert és megtört sugarak energiáinak összege megegyezik a beeső sugár energiájával. Relatív intenzitásuk a beeső sugártól és a beesési szögtől függ. Számos optikai eszköz tervezése a fénytörés törvényein alapul.

A fény visszaverődése hívják két közeg határfelületére eső fénysugarak irányának változása, melynek eredményeként a fény visszaterjed az első közegbe.

Beesési szög - injekció a beeső sugár iránya és a két közeg közötti határfelületre merőleges között, visszaállítva a beesési ponton.

Reflexiós szög -injekcióβ e merőleges és a visszavert sugár iránya között.

A fényvisszaverődés törvényei:

A beeső sugár, amely merőleges a két közeg közötti határfelületre a beesési pontban, és a visszavert sugár ugyanabban a síkban van.

A visszaverődés szöge megegyezik a beesési szöggel.

A fény törése A fénysugarak irányának változásának nevezzük, amikor a fény egyik átlátszó közegből a másikba kerül.

Van fénytörő fej - injekció ugyanazon merőleges és a megtört sugár iránya között.

A fény sebessége vákuumban val vel = 3*10 8 Kisasszony

A fény sebessége a környezetben V< c

A közeg abszolút törésmutatója megmutatja a fénysebesség hányszorosav adott környezetben kisebb, mint a fénysebességval vel vákuumban.

A vákuum abszolút törésmutatója egyenlő 1

A fény sebessége a levegőben nagyon kevéssé tér el az értéktől val vel, ezért

A levegő abszolút törésmutatója egyenlőnek tekintendő 1

Relatív törésmutatómegmutatja, hogy hányszor változik a fénysebesség, amikor a sugár átmegy az első közegből a másodikba.

A fénytörés törvényei:

A beesési pontban a két közeg határfelületére merőlegesen beeső sugár és a megtört sugár ugyanabban a síkban van.

A beesési szög szinuszának aránya a törésszög szinuszához egy állandó érték egy adott adathordozó párhoz:

aholV 1 ésV 2 - a fény terjedési sebessége az első és a második közegben.

A törésmutatót figyelembe véve a fénytörés törvénye a formába írható

aholn 21 – relatív törésmutató a második környezet az elsőhöz képest;

n 2 ésn 1 – abszolút törésmutatók második és első környezetben

Teljes belső reflexió

Ha egy optikailag sűrűbb közegből 1 származó fénysugarak egy optikailag kevésbé sűrű közeg 2 felületére esnek ( n 1  n 2 ),akkor a beesési szög kisebb, mint a törésszög   ... A beesési szög növelésével megközelítheti az értékét NS amikor a megtört sugár végigcsúszik a két közeg közötti határfelületen, és nem éri el a második közeget,

Törésszög , míg minden fényenergia visszaverődik a felületről.

A teljes belső visszaverődés határszöge NS az a szög, amelyben a megtört sugár két közeg felületén csúszik,

Amikor optikailag kevésbé sűrű közegről sűrűbb közegre megy át, a teljes belső visszaverődés lehetetlen.

43 Fény interferencia. Fényelhajlás. Diffrakciós rács.

Fény interferencia

Interferencia hullámok hívják a létrejövő hullám amplitúdójának növekedésének vagy csökkenésének jelensége, amikor az azonos rezgésfrekvenciájú és fáziskülönbségű hullámok időben állandóak.

Azokon a pontokon, ahol a rezgések amplitúdója nő, interferencia maximum

Olyan helyeken, ahol a rezgés amplitúdója

csökken, megfigyelhető

interferencia minimum

A hullámokat és az őket gerjesztő forrásokat ún összefüggő , ha a hullámok fáziskülönbsége nem függ az időtől, és a hullámoknak van egyenlő hosszúságú hullámok. Az összefüggő fényhullámok szuperpozíciójának eredményét, amelyet egy képernyőn, fényképlemezen stb. Figyelnek meg, nevezzükinterferencia kép. Csak a koherens hullámok adnak stabil interferenciamintát.

A természetes forrásokból származó hullámok nem koherensek, ezért a fény interferenciájának megfigyeléséhez mesterségesen hoznak létre különbséget a fényhullámok útjában, megosztani a fényt

egy forrásból két sugárba, amelyek különböző utakat járnak ber 1 ésr 2 majd ezeket a kötegeket összeállítják a képernyőn.

 - hullámhossz,

r= r 2 – r 1 –geometriai útkülönbség kettő

hullámok

Δφ – hullám fáziskülönbség

Δφ = 2π r / 

A geometriai útkülönbséget úna különböző forrásokból származó hullámok által megtett távolságok különbsége addig a pontig, ahol interferenciát észlelnek

Az interferencia maximumok feltétele (fényerősítés)

D fáziskülönbséghez

Δφ = 2πk- a fáziskülönbség 2π többszöröse

ütéskülönbségért

 r = k  vagy

 r = 2 k  k- bármilyen egész szám( k =0,1,2,3, …),

Az útkülönbség egyenlő páros számú félhullámmal

Interferencia minimumfeltételek (fénycsillapítás):

A fáziskülönbséghez

Δ φ = π (2k+1)

ütéskülönbségért

 r = (2 k + 1) ,

aholk - egész szám( k =0,1,2,3, …),

Az útkülönbség egyenlő páratlan számú félhullámmal

Fényelhajlás a hullámterjedés irányának eltérése az akadály határán lévő egyenestől.

A fény diffrakciója akkor nyilvánul meg legvilágosabban, ha a fény az optikai tartomány hullámhosszának nagyságrendjébe eső lyukakon halad át. A diffrakció jelensége könnyen megfigyelhető diffrakciós rácson.

A legegyszerűbb diffrakciós rács egy rendszer N azonos párhuzamos rések egy lapos, átlátszatlan szélességű képernyőnb mindegyik egyenlően átlátszatlan időközönként helyezkedik ela egymástól. A mennyiségd = b + a hívotta diffrakciós rács állandója (periódusa).

Monokróm sugárzás áthaladása diffrakciós rácson

A monokromatikus ún sugárzás, amelynek összetételét egy hullámhossz határozza meg. Például egy λ = 770 nm hullámhosszú hullám monokromatikus vörös fény.

φ - diffrakciós szög

A diffrakciós rácson áthaladó sugarak koherensek, ezért interferenciamintát adnak a képernyőn.

Két olyan nyaláb esetében, amelyek két szomszédos rés szélén elhajlottak, a geometriai útkülönbség  r = dsin 

A fényhullámnak a rács felületén való normál beesésével kapott diffrakciós mintában a megvilágítás fő maximumainak helyzetét a következő arány határozza meg:

d bűn  = k 

ahol dbűn -a szomszédos résekből származó fényhullámok sugarainak útjában a különbség; -diffrakciós szög, azaz. a rácsra eső fényhullám haladási iránya és a résből kilépő hullám haladási iránya közötti szög;k A maximum sorrendje (k = 0,1,2,3,…).

A fő minimumok pozícióit az arány határozza meg

d bűn  = (2k + 1) ,

k - minimum rendelés (k = 0,1,2,3,…).

Az alapvető optikai törvényeket régen hozták létre. Már az első időszakokban optikai kutatás kísérletileg négy alapvető törvényt fedeztek fel az optikai jelenségekkel kapcsolatban:

1. az egyenes vonalú fényterjedés törvénye;
2. a fénysugarak függetlenségének törvénye;
3. a tükörfelületről való visszaverődés törvénye;
4. a fénytörés törvénye két átlátszó anyag határán.

A tükrözés törvényét Eukleidész írása említi.

A visszaverődés törvényének felfedezése az ókorban ismert polírozott fémfelületek (tükrök) használatához kapcsolódik.

A fényvisszaverődés törvényének megfogalmazása

A beeső fénysugár, a megtört sugár és a két átlátszó közeg határfelületére merőleges sugár ugyanabban a síkban van (1. ábra). Ebben az esetben a beesési szög () és a visszaverődési szög () egyenlő:

A teljes fényvisszaverődés jelensége

Abban az esetben, ha gyenge hullám nagy törésmutatójú anyagból terjed alacsonyabb törésmutatójú közegben, a törésszög () nagyobb lesz, mint a beesési szög.

A beesési szög növekedésével a törésszög is nő. Ez addig történik, amíg egy bizonyos beesési szögnél, amelyet korlátozónak neveznek, a törésszög egyenlővé nem válik 900-kal. Ha a beesési szög nagyobb, mint a határszög (), akkor az összes beeső fény visszaverődik a interfész, a fénytörés jelensége nem fordul elő. Ezt a jelenséget teljes reflexiónak nevezzük. A teljes visszaverődés beesési szögét az alábbi feltételek határozzák meg:

ahol a teljes visszaverődés határszöge, annak az anyagnak a relatív törésmutatója, amelyben a megtört fény terjed, ahhoz a közeghez képest, amelyben a beeső fényhullám terjedt:

ahol a második közeg abszolút törésmutatója, az első anyag abszolút törésmutatója; - a fényterjedés fázissebessége az első közegben; - a fényterjedés fázissebessége a második anyagban.

A tükrözés törvényének alkalmazási határai

Ha az interfész felülete nem sík, akkor kis területekre osztható, amelyek egyenként síknak tekinthetők. Ekkor a fénytörés és a visszaverődés törvényei szerint lehet keresni a sugarak útját. A felület görbülete azonban nem haladhat meg egy bizonyos határt, amely után diffrakció következik be.

Az érdes felületek diffúz (diffúz) fényvisszaverődést eredményeznek. A teljesen tükrözött felület láthatatlanná válik. Csak a róla visszaverődő sugarak láthatók.

Példák problémamegoldásra

1. példa

Gyakorlat	Két lapos tükör alkot egy kétszögű szöget (2. ábra). A beeső sugár olyan síkban terjed, amely merőleges a diéderszög szélére. Az első, majd a második tükrökről tükröződik. Mekkora lesz az a szög (), amellyel a nyaláb eltérül két visszaverődés hatására?
Megoldás	Tekintsünk egy ABD háromszöget. Azt látjuk, hogy: Ha figyelembe vesszük az ABC háromszöget, akkor ebből az következik, hogy: A kapott (1.1) és (1.2) képletekből a következőket kapjuk:
Válasz

2. PÉLDA

Gyakorlat	Mekkora legyen az a beesési szög, amelynél a visszavert nyaláb 900 -os szöget zár be a megtört nyalábhoz képest Az anyagok abszolút törésmutatója egyenlő: és.
Megoldás	Készítsünk rajzot.