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Wir sehen die Verwandlung des Lichts überall: in Schaufenstern, im Glanz der Sonne auf dem Wasser und natürlich im Spiegel. Doch wir denken nicht wirklich über die Mechanismen und Prinzipien dieses Phänomens nach. Diese Grundlagen werden jedoch aktiv in verschiedenen Bereichen unseres Lebens genutzt. Lassen Sie uns ein wenig tiefer in die Frage eintauchen, was Licht ist, wie es sich bricht und wie es im Alltag verwendet wird.
Die Grundlagen des physikalischen Wissens sind am einfachsten zu verstehen, da wir ihre Prinzipien jeden Tag um uns herum mit eigenen Augen beobachten. Das Gleiche gilt für das Gesetz der Lichtreflexion. Dieses Gesetz beschreibt den Moment, in dem Lichtwellen auf eine Oberfläche treffen, ihre Richtung ändern und nur in einem anderen Winkel zurückkehren. Dies gilt nicht nur für spiegelnde Oberflächen. Wir sehen jedes Objekt, weil es natürliches Sonnenlicht oder künstliches Licht reflektiert. Wenn die Strahlen ihre Richtung ändern, durchqueren sie ein Medium und stoßen auf ein anderes, wobei einige von ihnen in das ursprüngliche Medium zurückkehren. Wenn ein Teil des Spektrums in eine andere Substanz eindringt, beobachten wir das Phänomen der Lichtbrechung.
Um Verwirrung in der Theorie zu vermeiden, lassen Sie uns die Terminologie klären:
Aus diesen Definitionen lässt sich der Reflexionskoeffizient ableiten. Dieser Koeffizient zeigt, wie viel des Lichtflusses in das ursprüngliche Medium zurückkehrt. Der Rückkehrkoeffizient wird hauptsächlich von der Natur der Strahlen und dem Einfallswinkel auf die Oberfläche beeinflusst.
Die Grundlage des theoretischen Wissens über die Gesetze der Lichtausbreitung wurde vom antiken griechischen Mathematiker Euklid und Aristoteles gelegt. Sie waren die Ersten, die versuchten, die Prozesse der Sonnenaktivität im 3. Jahrhundert v. Chr. physikalisch zu beschreiben. Weitere theoretische Materialien wurden von Newton und Huygens studiert und experimentell bestätigt. Huygens war der Erste, der die geometrischen Gesetzmäßigkeiten optischer Phänomene im Hinblick auf die Wellennatur der Strahlung erklärte. Sein Beweis basiert auf geometrischen Axiomen über gleichschenklige Dreiecke. Diese Prinzipien werden wir etwas genauer erläutern.
Das Gesetz der Lichtreflexion beschreibt das Muster des Phänomens, bei dem ein Strahl, der durch eine Substanz geht, an der Grenzfläche mit einer anderen Substanz zurückkehrt. Wenn das Medium transparent ist, durchdringt das Spektrum es, und wir sehen keine Rückkehr.
Unser Sehvermögen nimmt Licht von seinem Emitter oder von Objekten wahr, die Lichtwellen reflektieren. Wenn ein Objekt einen Teil der Energie zurückwirft, wird es selbst zu einem Objekt der Strahlung für unsere Augen.
Um die Gesetze der geometrischen Optik zu beschreiben, gibt es zwei Gesetze:
Das bedeutet, dass die gesamte Energie auf die Reflexion des Lichts gerichtet wird und es überhaupt kein gebrochenes Licht geben wird. Dieses Phänomen wird als das Phänomen der Totalreflexion des Lichts bezeichnet.
Es gibt zwei Arten von Strahlen, die in das Medium zurückkehren, von dem sie kamen: spiegelnde und diffuse Reflexion. Dies hängt von der Struktur der Oberfläche ab.
Wenn die Oberfläche perfekt glatt und spiegelartig ist, können wir den Vorgang der Rückreflexion beobachten. Dies ist das Phänomen, bei dem Wellen nach dem Auftreffen auf die Spiegelbasis vollständig in einer parallelen geraden Linie zur Quelle ihrer Strahlung zurückkehren.
Das bedeutet, wenn Sie einen Spiegel nehmen und das Licht direkt senkrecht darauf richten, wird es genau zurückkehren.
Dieses Phänomen kann man deutlich beobachten, wenn man zwei Spiegel rechtwinklig zueinander aufstellt. Egal, in welche Richtung das Licht gerichtet ist, das Spektrum wird parallel zur ursprünglichen Emission zurückkehren.
In der Praxis können wir diese physikalischen Gesetze überall beobachten. Um dies verständlicher zu machen, nehmen Sie eine Laser-Taschenlampe mit einem dünnen Lichtstrahl. Schalten Sie das Licht aus und richten Sie es unter verschiedenen Winkeln auf den Spiegel.
Wenn Sie die Beleuchtungsrichtung ändern, ändert sich auch die Ebene ihrer Rückkehr. Dieser Effekt wird in der optischen Ausrüstung moderner experimenteller Techniken genutzt. Konkave Spiegeloberflächen werden verwendet, um die Strahlen an einem Punkt zu bündeln. Konvexe dagegen streuen das auf sie fallende Spektrum. Dies vergrößert den Blickwinkel.
Das Prinzip der vollständigen Rückkehr des internen Energiespektrums wird bei der Herstellung von Glasfaserkabeln zur Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung genutzt.
Die Phänomene, die wir täglich beobachten, haben ihre eigenen Prinzipien und Beschreibungen. Wir denken nicht immer darüber nach, warum wir unser Spiegelbild in einem Gewässer oder ein verzerrtes Porträt in einem Spiegelkabinett sehen. Diese Gesetzmäßigkeiten werden jedoch aktiv bei der Herstellung von Optiken angewendet. Wo können wir den Effekt des Gesetzes der Lichtreflexion noch im Alltag beobachten? Teilen Sie es in den Kommentaren und sozialen Netzwerken.
16.09.2024
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