Νόμοι της Αντανάκλασης
Η αντανάκλαση προέρχεται από τη λατινική λέξη reflectere , re: "back" και flectere: «να λυγίσεις», άρα σημαίνει να λυγίσεις κάτι πίσω. Εκτός εάν και μέχρι να φτάσει κάποιο εμπόδιο ή δεύτερο μέσο στη διαδρομή της ακτίνας φωτός, το φως ταξιδεύει σε ευθεία γραμμή.
Νόμος της Αντανάκλασης
Η ανάκλαση του φωτός από μια λεία επιφάνεια διέπεται από δύο βασικούς νόμους ανάκλασης:
- Η γωνία πρόσπτωσης είναι ίση με τη γωνία ανάκλασης.
- Η προσπίπτουσα ακτίνα, η ανακλώμενη ακτίνα και η κάθετη προς την ανακλώσα επιφάνεια που σχεδιάζονται στη διεπιφάνεια (σημείο ανάκλασης) δύο επιφανειών βρίσκονται όλες στο ίδιο επίπεδο.
Μαθηματικά, εάν i είναι η γωνία πρόσπτωσης, AO είναι η προσπίπτουσα ακτίνα, O είναι το σημείο πρόσπτωσης και OB είναι η ανακλώμενη ακτίνα, τότε, i=r
ΔΥΟ ΤΥΠΟΙ ΑΝΤΑΚΛΑΣΗΣ:
- Κανονική αντανάκλαση
- Ακανόνιστη αντανάκλαση
- Τακτική αντανάκλαση:
Αυτός ο τύπος ανάκλασης λαμβάνει χώρα όταν η προσπίπτουσα ακτίνα προσπίπτει σε μια λεία, γυαλιστερή επιφάνεια (π.χ. επίπεδος καθρέφτης). Εάν ένα σύνολο παράλληλων ακτίνων φωτός προσπίπτει, τότε μετά την ανάκλαση όλες οι ακτίνες φωτός θα είναι παράλληλες.
2.Ακανόνιστη ανάκλαση:
Αυτός ο τύπος ανάκλασης παρατηρείται όταν οι ακτίνες φωτός πέφτουν σε μια ακανόνιστη επιφάνεια, η οποία είναι τραχιά και μη γυαλιστερή, για παράδειγμα, στους τοίχους του δωματίου μας.
Όλες οι ακτίνες πέφτουν σε διαφορετικά σημεία με διαφορετικές σχετικές κλίσεις. Έτσι, εάν προβάλλουμε μια δέσμη φωτός σε μια ακανόνιστη επιφάνεια, όλες οι ακτίνες θα υποστούν ανεξάρτητη ανάκλαση έχοντας μια μοναδική γωνία πρόσπτωσης και επομένως γωνία διάθλασης, αντίστοιχα.
Μπορεί να σημειωθεί ότι παρόλο που μπορεί να φαίνεται ότι η ακανόνιστη ανάκλαση είναι ανεπιθύμητη, χρησιμοποιείται στην πραγματικότητα στις οθόνες του θεάτρου για να αντανακλά τις ακτίνες του προβολέα σε μεγάλο αριθμό κοινού, δηλαδή για να διασκορπίσει το φως προς όλες τις κατευθύνσεις.
ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ ΕΙΚΟΝΑΣ:
Οι προσπίπτουσες ακτίνες μετά την ανάκλαση τέμνονται ή φαίνονται να τέμνονται και το αποτέλεσμα είναι ο σχηματισμός μιας εικόνας.
Υπάρχουν βασικά δύο είδη εικόνων, πραγματικές και εικονικές.
Πραγματική εικόνα:
Μια τέτοια εικόνα σχηματίζεται όταν οι ανακλώμενες ακτίνες τέμνονται πραγματικά.
Η εικόνα που σχηματίζεται μπορεί να αποτυπωθεί σε μια οθόνη.
Έχει ανεστραμμένη φύση.
Παράγεται από έναν κοίλο καθρέφτη και έναν κυρτό φακό.
Εικονική εικόνα:
Μια τέτοια εικόνα σχηματίζεται όταν οι ανακλώμενες ακτίνες δεν τέμνονται στην πραγματικότητα αλλά φαίνονται να τέμνονται σε ένα σημείο.
Μια τέτοια εικόνα δεν μπορεί να προβληθεί σε μια οθόνη.
Αυτές οι εικόνες είναι πάντα όρθιες.
Παράγεται από έναν κυρτό καθρέφτη και έναν κυρτό φακό.
ΜΕΡΙΚΑ ΕΝΔΙΑΦΕΡΟΝΤΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΑΝΤΑΚΛΑΣΗΣ:
- Συνολικός εσωτερικός προβληματισμός:
Το φαινόμενο της πλήρους ανάκλασης των ακτίνων φωτός στο ίδιο μέσο ονομάζεται ολική εσωτερική ανάκλαση.
Εξαρτάται κυρίως από την κρίσιμη γωνία (τη γωνία στην οποία η διαθλασμένη ακτίνα είναι κάθετη στην κανονική). Μόλις η γωνία πρόσπτωσης είναι μεγαλύτερη από την κρίσιμη γωνία, η ακτίνα ανακλάται πλήρως αντί να διαθλαστεί.
Γενικά κατά τη διάρκεια της καυτής ζέστης στις ερήμους ή του κρύου στους ωκεανούς, υπάρχει μια σταδιακή αλλαγή στην πυκνότητα του αέρα στην ατμόσφαιρα. Μια ακτίνα που διέρχεται από την ατμόσφαιρα υφίσταται συνεχή διάθλαση λόγω της διακύμανσης της πυκνότητας. Αυτό οδηγεί σε σταδιακή αύξηση της γωνίας πρόσπτωσης στις επόμενες επιφάνειες και μετά από κάποιο χρονικό διάστημα, η γωνία πρόσπτωσης γίνεται μεγαλύτερη από την κρίσιμη γωνία. Αυτό προκαλεί τη συνολική εσωτερική αντανάκλαση.
Εξαιτίας αυτού του φαινομένου βλέπουμε αντικατοπτρισμό (ψευδαίσθηση) στις ερήμους και στους ωκεανούς βλέπουμε βάρκες να επιπλέουν στον αέρα.
- Σκέδαση φωτός
Κάποιο φως διασκορπίζεται προς όλες τις κατευθύνσεις όταν προσκρούει σε πολύ μικρά συντρίμμια που περιλαμβάνουν μόρια αερίου ή πολλά μεγάλα συντρίμμια που περιλαμβάνουν σκόνη ή σταγονίδια νερού.
Η ποσότητα της σκέδασης εξαρτάται από το πόσο μάζα είναι το σωματίδιο σε σύγκριση με το μήκος κύματος του ήπιου που το χτυπά. Τα μικρότερα μήκη κύματος διασκορπίζονται περισσότερο.
«Γιατί είναι μπλε ο ουρανός;» είναι μια κοινή ερώτηση. Το φως από τον ήλιο είναι προϊόν όλων των αποχρώσεων του ουράνιου τόξου. Καθώς αυτό το φως χτυπά τα υπολείμματα αζώτου και οξυγόνου στην ατμόσφαιρά μας, είναι διάσπαρτα χιλιόμετρα σε όλες τις οδηγίες. Το μπλε φως έχει μικρότερο μήκος κύματος από το μωβ φως, επομένως είναι διάσπαρτα μίλια πολύ μεγαλύτερα από το μοβ φως. Όταν ρίχνουμε μια ματιά στον ουρανό, βλέπουμε όλες τις τοποθεσίες από τις οποίες έχει διασκορπιστεί το μπλε φως.
Γιατί τα ηλιοβασιλέματα είναι μωβ; Όταν ο Ήλιος φαίνεται να μειώνεται μέσα στον ουρανό, το φως που φτάνει σε εμάς έχει ήδη ταξιδέψει σε πολύ μεγαλύτερο μέρος της ατμόσφαιρας. Με αυτόν τον τρόπο, μεγάλο μέρος του μπλε φωτός έχει διασκορπιστεί σωστά νωρίτερα από ό,τι το φως φτάσει σε εμάς, οπότε ο ουρανός φαίνεται πιο κόκκινος.
Τα σύννεφα φαίνονται λευκά λόγω του γεγονότος ότι οι σταγόνες νερού είναι πολύ μεγαλύτερες από τα μήκη κύματος του φωτός. Για αυτήν την κατάσταση, όλα τα μήκη κύματος του φωτός είναι παρόμοια διασκορπισμένα σε όλες τις οδηγίες.
Συμπέρασμα:
- Η γωνία στην οποία το φως προσπίπτει σε μια ανακλώσα επιφάνεια ονομάζεται γωνία πρόσπτωσης και η γωνία με την οποία το φως αναπηδά από μια ανακλώσα επιφάνεια ονομάζεται γωνία ανάκλασης.
- Το φαινόμενο ανάκλασης είναι φαινόμενο διεπαφής.
- TIR ως η πιο σημαντική εφαρμογή της ανάκλασης χρησιμοποιείται στις οπτικές ίνες για τη μετάδοση σημάτων με ελάχιστη απώλεια έντασης.
