Hari ini kita akan berbicara tentang hukum pemantulan cahaya. Kami juga akan menyoroti bagian optik linier yang menerapkan fenomena ini.
Sekolah dan cahaya
Anak-anak naik ke kelas satu dengan tidak sabar. Mereka tertarik pada apa artinya belajar, mereka ditangkap oleh keributan dengan buku teks dan buku catatan. Tapi disiplin adalah hal yang ketat. Ya, dan hukum psikologis dari sekelompok anak yang tertutup cukup kejam. Oleh karena itu, siswa yang lebih tua bergaul dengan sekolah hanya keengganan untuk pergi ke sana. Namun, dengan pendekatan kreatif terhadap pengetahuan itu sendiri, Anda dapat mengubah cara Anda memandang dunia pelajaran dan buku harian. Hari ini kita akan berbicara tentang satu konsep penting optik. Fisika kelas 8 memberikan fenomena ini sebagai hukum pembiasan dan pemantulan cahaya.
Gelombang dan cahaya
Meskipun terdengar aneh, cahaya adalah gelombang. "Laut apa?" siswa akan bertanya. Dan kami akan menjawab: "Dalam elektromagnetik". Sistem kompleks ini dimulai dengan benda bermuatan yang bergerak. Dalam arti kata yang sebenarnya. Jika peneliti menyetrum sepotong ambar dan dengan cepat berlari dengannya, maka dalam proses pergerakan medan elektromagnetik yang sangat lemah dan sangat pendek akan muncul. Sumber medan besar yang menembus seluruh alam semesta ada dikebanyakan bintang. Matahari juga merupakan objek dengan muatan yang tidak nol, sehingga Bumi secara harfiah "berendam" dalam partikel dan medan elektromagnetik yang diciptakan olehnya. Dan cahaya adalah kuantum dari medan elektromagnetik, yang berarti bahwa hukum pemantulan dapat diterapkan padanya.
Pemantulan, pembiasan, penyerapan
Jadi, apa inti dari hukum itu? Berikut ini:
- Jika seberkas cahaya jatuh pada permukaan yang licin, maka garis normal permukaan pada titik datang dan cahaya yang dipantulkan terletak pada bidang yang sama.
- Sudut kemiringan sinar datang terhadap normal sama dengan sudut kemiringan cahaya yang dipantulkan.
Terkadang anak sekolah takut dengan kata "normal" yang tidak bisa dipahami. Tapi itu tidak mengerikan sama sekali. Itu hanya tegak lurus terhadap titik tertentu di permukaan. Dan yang normal paling sering adalah garis imajiner, itu harus dipikirkan untuk menyelesaikan masalah.
Sudut datang sama dengan sudut pantul
Seberapa berbahaya rumusan hukum pemantulan cahaya ini? Kelas 8 sering mengurangi jumlah kata dalam peraturan sekolah untuk lebih mengingatnya. Tetapi bahkan optik linier adalah subjek di mana vektor aksi dan propagasi penting. Artinya, tidak hanya sudut timbal balik dari berkas cahaya yang penting, tetapi juga arah rambatnya. Dalam hal ini, penting untuk tidak melupakan bahwa untuk kejadian, bayangan yang dipantulkan dan normal ke permukaan, hanya ada satu bidang pada titik datang.
Jenis refleksi
Tampaknya aturan ini tidak bisa lebih sederhana. Tapi di sini ada beberapa keanehan:
- Bertemu dengan dielektrik, cahaya menyebabkan osilasi pada atomnyapolarisasi dielektrik. Ini mengarah pada fakta bahwa setiap titik medium menjadi sumber gelombang sekunder. Ketika digabungkan, mereka menghasilkan cahaya yang dipantulkan, dibiaskan, dan disebarkan.
- Saat radiasi elektromagnetik mengenai bahan konduktif, hal itu menyebabkan elektron berosilasi. Bahan cenderung mengkompensasi arus yang dihasilkan, yang menghasilkan refleksi hampir total. Itu sebabnya logamnya sangat mengkilap.
- Refleksi difus terjadi ketika permukaan memiliki kekasaran. Ukurannya harus melebihi panjang gelombang radiasi yang datang. Namun, situasi dapat muncul di mana radiasi ungu dengan panjang gelombang pendek dihamburkan, sedangkan radiasi merah dengan panjang gelombang panjang dipantulkan dengan sempurna.
- Refleksi internal. Jika cahaya jatuh dari medium yang lebih rapat ke medium yang lebih halus (misalnya, dari air ke udara), maka pada sudut tertentu seluruh berkas dipantulkan kembali. Hukum pemantulan total berkaitan dengan perbedaan indeks bias cahaya dalam suatu medium. Rumusnya dinyatakan sebagai berikut:
- sin j=n2 / n1
dimana j adalah sudut terjadinya refleksi internal total, dan n2 dan n1 adalah indeks bias keduanya media.
Apa dan kapan tercermin?
Selain pelajaran sekolah dan tugas yang membosankan, hukum refleksi, yang rumusnya telah kami berikan sedikit lebih tinggi, dapat diamati dalam kasus lain:
- Saat gelombang suara memantul dari permukaan padat, gelombang tersebut memantul kembali sebagai gema. Karena efek inilah suara anak-anak terdengar lebih keras di halaman tertutup daripada di luar.tepi sungai. Ruang kosong segera setelah renovasi juga bergema, dan perabotan yang diletakkan di sana kemudian menyerap getaran udara.
- Kapal pengintai meluncurkan gelombang ultrasonik di depannya, kecepatan pantulannya dapat digunakan untuk menilai topografi bawah.
- Gelombang radio dipantulkan dari pesawat, yang memungkinkan Anda menentukan lokasinya di udara.
- Dalam pemeriksaan medis, ultrasound dipantulkan dari batas organ dan memberikan kesempatan kepada spesialis untuk menilai proses yang terjadi di dalam tubuh seseorang tanpa memotong jaringan.
Cermin dan Cina
Namun, jangan berpikir bahwa refleksi adalah penemuan terbaru. Begitu orang belajar cara mendapatkan logam murni (perunggu), wanita langsung ingin tahu seperti apa penampilan mereka.
Agar bahan memantulkan lebih baik, permukaannya dipoles dengan tangan untuk waktu yang lama. Dan karena piringan perunggu itu hanya dapat dilihat ke satu arah, yang lain dihiasi dengan semacam pola.
Di Tiongkok kuno, beberapa master mampu membuat cermin, misteri yang belum terpecahkan sampai sekarang. Jika sinar matahari dari sisi halus benda semacam itu diarahkan ke dinding putih atau selembar kertas, maka dalam lingkaran cahaya … gambar yang terukir di sisi sebaliknya akan muncul. Esensi dari fenomena ini tidak dapat dijelaskan bahkan dengan metode penelitian modern. Menebak bagaimana ini terjadi adalah:
- Pola ditekan, lalu satu sisi digiling, dan perbedaan struktur logam tetap ada.
- Cairan tembaga dituangkan ke dalam templat yang disiapkan sebelumnya, danlapisan logam yang lebih tebal (di mana polanya memiliki tonjolan) mengeras dalam bentuk yang sedikit berbeda dari elemen tipis. Perbedaan ini tetap ada bahkan setelah dipoles.
- Sisi halus cermin digores dengan asam. Setelah diproses, perbedaan warna tidak terlihat, tetapi intensitas bayangan yang dipantulkan berbeda di bawah sinar matahari yang cerah.
- Pola diterapkan pada bagian cermin objek dengan kadar tembaga yang berbeda.
- Gambar terpotong di bagian belakang cermin ketika bagian depan telah diampelas sampai batas tertentu. Tekanan bekerja pada kedua bagian benda. Sisi cermin ditutupi, seolah-olah, dengan serangkaian tonjolan mikro yang sesuai dengan polanya. Pengamplasan lain menyelesaikan pekerjaan, membuat gundukan dan lembah yang dibuat terlihat lebih halus.
Sulit untuk percaya bahwa di zaman spektroskopi atom dan penelitian sinar-X tentang materi, masih ada misteri yang berkaitan dengan refleksi, tetapi fakta adalah hal yang keras kepala.
