Hogyan működik a reflexió a fizikában?

A fizikában a reflexiót úgy határozzuk meg, mint egy hullámfront irányának változása a két különféle közeg közötti interfészen, és a hullámfront visszafordul az eredeti közegbe. A visszatükrözés általános példája a tükörből vagy egy mozdulatlan vízmedencéből visszatükröződő fény, de a visszaverődés a fény mellett más típusú hullámokat is befolyásol. A vízhullámok, hanghullámok, részecskehullámok és szeizmikus hullámok szintén visszaverődhetnek.

A reflexió törvényét általában a tükörbe ütköző fénynyaláb magyarázzák, de erre vonatkozik más típusú hullámok is. A visszaverődés törvénye szerint egy beeső sugarat egy bizonyos szögben a "normálhoz" képest (egyenes vonal) talál egy felületre merőleges a tükör felületére).

A visszaverődés szöge a visszavert sugár és a normál közötti szög, és nagysága megegyezik a beesési szöggel, de a normál ellentétes oldalán található. A beesési szög és a visszaverődés szöge ugyanabban a síkban fekszik. A reflexiós törvény a Fresnel-egyenletekből származtatható.

instagram viewer

A visszaverődés törvényét a fizikában használják a tükörben visszatükröződő kép helyének azonosítására. A törvény egyik következménye az, hogy ha egy embert (vagy más lényt) tükörrel néz és láthatja a szemét, akkor a reflexió működéséből tudhatja, hogy ő is a te szemét láthatja.

A tükröződés tükrös felületekre vonatkozik, ami fényes vagy tükörszerű felületeket jelent. A sík felületről származó spekuláris tükrözés tükörképeket alkot, amelyek balról jobbra fordítottnak tűnnek. Az ívelt felületektől származó spekuláris visszatükröződés nagyítható vagy demagnitált lehet, attól függően, hogy a felület gömb vagy parabolikus-e.

A hullámok nem fényes felületeket is üthetnek, amelyek diffúz visszaverődést eredményeznek. A diffúz visszaverődés során a fény több irányba szóródik, mivel a közeg felületén apró szabálytalanságok vannak. Nincs tiszta kép.

Ha két tükröt egymással szemben és egymással párhuzamosan helyeznek el, akkor az egyenes vonal mentén végtelen kép alakul ki. Ha négyszög alakú négy tükröződik egymással szemben, úgy tűnik, hogy a végtelen képek el vannak rendezve egy síkon belül. A valóságban a képek nem igazán végtelenek, mert a tükör felületének apró tökéletlenségei végül továbbterjesztik és eloltják a képet.

Visszatükrözéskor a fény visszatér abban az irányban, ahonnan jött. A fényvisszaverő egyszerű elkészítéséhez sarokvisszaverőt kell készíteni, amelynek három tükröződik egymásra merőlegesen. A második tükör egy képet fordít elő, amely az első fordítottja. A harmadik tükör a második tükörről a képet fordított irányba fordítja, és visszatér az eredeti konfigurációjához. A tapetum lucidum néhány állat szemében visszatükrözőként működik (pl. macskákban), javítva az éjjellátásukat.

Komplex konjugált visszaverődés akkor fordul elő, amikor a fény pontosan visszatükröződik abban az irányban, ahonnan jött (mint a visszaverődés), de mind a hullámfront, mind az irány megfordul. Ez a nemlineáris optikában fordul elő. Konjugált reflektorok felhasználhatók az eltérések eltávolítására egy sugár visszatükrözésével és a visszaverődés visszavezetésével az eltérő optikán keresztül.

A hanghullámok visszaverése az akusztika alapelve. A reflexió kissé különbözik a hangtól. Ha egy hosszanti hanghullám sík felületre üt, a visszaverődő hang koherens, ha a fényvisszaverő felület mérete nagy a hullámhosszig a hang.

Az anyag természete és méretei is számítanak. A porózus anyagok elnyelhetik a hangenergiát, míg a durva anyagok (a hullámhosszhoz viszonyítva) több irányba szórhatják a hangot. Az alapelvek alapján hangtechnikai helyiségeket, zajkorlátokat és koncerttermeket készítenek. A szonár a hangvisszaverődésen is alapul.

A szeizmológusok a szeizmikus hullámokat vizsgálják, amelyek olyan robbanások vagy robbanások által előidézett hullámok földrengések. A Föld rétegei tükrözik ezeket a hullámokat, segítve a tudósokat a Föld szerkezetének megértésében, a hullámok forrásának meghatározásában és az értékes erőforrások azonosításában.

A részecskefolyások hullámként tükröződhetnek. Például, neutron Az atomok visszaverődése felhasználható a belső szerkezet feltérképezésére. A neutronvisszaverődést nukleáris fegyverekben és reaktorokban is használják.