Адлюстраванне супраць праламлення: у чым розніца?

Harry Flores 01-06-2023
Harry Flores

Праламленне і адлюстраванне - характарыстыкі святла, якія часта бянтэжаць людзей. Адлюстраванне адбываецца, калі святло адбіваецца ад аб'екта, а праламленне адбываецца, калі святло праходзіць праз аб'ект.

Святло складаецца з драбнюткіх часціц, якія называюцца фатонамі. Калі фатоны адбіваюцца ад аб'екта, яны адлюстроўваюць святло. Вось чаму вы можаце ўбачыць сваё адлюстраванне ў люстэрку. Сапраўды гэтак жа, калі фатоны праходзяць праз аб'ект, яны праламляюць святло.

Кіраўніцтва ніжэй тлумачыць розніцу паміж абедзвюма з'явамі. Мы таксама апісваем прымяненне адлюстравання і праламлення ў нашым паўсядзённым жыцці.

Агляд адлюстравання

Аўтар выявы: 12019, Pixabay

Калі светлавыя хвалі адбіваюцца ад паверхні, мы бачым адлюстраванне. Вугал паміж святлом, які трапляе на паверхню, і вуглом адлюстраваных светлавых хваль вызначаюць, колькі адлюстраванага святла мы бачым.

Колькасць адлюстраванага святла таксама залежыць ад прыроды адлюстроўваючай паверхні. Напрыклад, гладкая, бліскучая паверхня адлюстроўвае больш святла, чым цьмяная, больш шурпатая паверхня.

Люстэркі адлюстроўваюць святло па прамой лініі. Такім чынам, мы бачым выразны малюнак. Калі светлавыя хвалі трапляюць на выгнутую паверхню, яны адскокваюць пад рознымі вугламі. Хвалі, якія адлюстроўваюцца ад выгнутай паверхні, узаемадзейнічаюць адна з адной, ствараючы скажонае малюнак.

Светлавыя хвалі, якія адлюстроўваюцца ад паверхні, могуць выклікаць пэўныя эфекты. Калі святло адбіваецца ад aўвагнутай паверхні, яна ўтварае рэальны малюнак. Выпуклая паверхня ўтварае віртуальны відарыс.

Прыклады адлюстравання

Найбольш распаўсюджаным прыкладам адлюстравання з'яўляецца люстэрка. Тым не менш, вы, напэўна, заўважылі, што люстэрка паказвае пераварот малюнка злева направа.

Гэта адбываецца таму, што светлавыя хвалі мяняюць кірунак, калі яны адбіваюцца ад люстэрка. Вугал паміж уваходнай і адбітай светлавымі хвалямі аднолькавы.

Іншым тыповым прыкладам адлюстравання з'яўляецца паверхня нерухомай сажалкі або возера. Калі святло адлюстроўваецца ад гладкай паверхні вады, ствараецца выразны малюнак. Падобным чынам вы таксама можаце бачыць сваё адлюстраванне на экране тэлефона.

Тыпы адлюстравання

Ёсць тры тыпы адлюстравання святла. Яны адрозніваюцца ў залежнасці ад тыпу аб'екта і вуглоў, створаных святлом.

Дыфузнае адлюстраванне

Пры дыфузным адлюстраванні святло, якое трапляе на аб'ект, рассейваецца ў многіх напрамках . Гэта адбываецца, калі паверхня не гладкая.

Светлавыя хвалі трапляюць на шурпатую паверхню і адскокваюць у розныя бакі. Рассеянае адлюстраванне адказвае за выяву, якую мы бачым у люстэрку.

Аўтар выявы: Дэні Цзін, Unsplash

Люстравае адлюстраванне

Люстравае адлюстраванне паверхні гладкія і бліскучыя, як люстэрка. Светлавыя хвалі адбіваюцца ад гэтых паверхняў пад пэўным вуглом.

Вугал паміж паверхняй і адлюстраваным праменем роўны вуглу паміжпаверхні і падальнага праменя. Люстранае адлюстраванне знаходзіць прымяненне ў лазерах, тэлескопах і перыскопах.

Глянцавае адлюстраванне

Глянцавыя паверхні - гэта тып люстраных паверхняў, за выключэннем таго, што яны маюць мікрапаверхні пад вуглом да плоскасці паверхні. Мікрапаверхні рассейваюць святло ў многіх напрамках.

Гэта прыводзіць да адлюстравання, якое не такое рэзкае, як люстраное адлюстраванне. Мы бачым глянцавыя водбліскі ў фарбе аўтамабіляў і аксесуарах.

Агляд праламлення

Аўтар выявы: Billion Photos, Shutterstock

Праламленне адбываецца, калі хвалі рухаюцца праз асяроддзе і згінаюцца з-за змены іх хуткасці. Змяненне хуткасці можа быць звязана з хвалямі, якія рухаюцца ад аднаго асяроддзя да іншага, або хвалямі, якія рухаюцца праз сераду з рознымі ўласцівасцямі ў розных рэгіёнах.

Велічыня выгібу залежыць ад розніцы ў хуткасці хваль. у двух рэгіёнах. Напрыклад, калі светлавыя хвалі перамяшчаюцца з паветра ў ваду, яны нахіляюцца да нармалі (лініі, перпендыкулярнай да паверхні, на якую трапляе падзенне), таму што хуткасць святла ў вадзе меншая, чым у паветры.

колькасць выгібу таксама залежыць ад паказчыка праламлення. Паказчык праламлення - гэта стаўленне хуткасці хваль у вакууме да хуткасці хваль у асяроддзі. Напрыклад, каэфіцыент праламлення вады роўны 1,33. У той жа час каэфіцыент праламлення паветра роўны 1,00.Такім чынам, калі святло трапляе ў асяроддзе з больш высокім паказчыкам праламлення (паветра-вада), яно запавольваецца. Такім чынам, ён выгінаецца да нармальнай лініі. Калі святло праходзіць ад асяроддзя з меншым каэфіцыентам праламлення да асяроддзя з больш высокім каэфіцыентам праламлення, яно адхіляецца ад нармалі.

Прыклады праламлення

Праламленне сустракаецца ў многіх штодзённых сітуацыях. Самы яркі прыклад - чалавечае вока. Чалавечае вока выкарыстоўвае праламленне, каб дазволіць нам бачыць. Калі святло трапляе ў вока, у рагавіцы адбываецца праламленне. Рагавіца - гэта празрыстая, выгнутая пярэдняя паверхня вочы. Ён мае больш высокі каэфіцыент праламлення, чым паветра, таму схіляе светлавыя хвалі, калі яны трапляюць у вока.

Затым лінза, празрыстая, выгнутая структура за рагавіцай, праламляе святло. Нарэшце, ён яшчэ больш схіляе святло так, што яно факусуецца на сятчатцы вока.

Вы таксама можаце заўважыць праламленне, калі плаваеце. Напрыклад, калі вы глядзіце на дно басейна, яно можа здацца бліжэй, чым ёсць. У вас ёсць такая ілюзія, таму што вада выгінае светлавыя хвалі, у выніку чаго дно басейна здаецца бліжэй, чым яно ёсць на самой справе.

Гэты ж прынцып прымяняецца да іншых аб'ектаў, пагружаных у ваду. Напрыклад, саломінка ў шклянцы з вадой здаецца сагнутай, таму што светлавыя хвалі згінаюцца, перамяшчаючыся з паветра ў ваду.

Іншым прыкметным прыкладам праламлення з'яўляецца ўтварэнне вясёлкі. Калі святло трапляе на кроплі вады,яна выгінаецца і праламляецца. Кожная даўжыня хвалі згінаецца пад розным вуглом. Вось чаму вы бачыце сем колераў вясёлкі.

Тыпы праламлення

Тыпы праламлення залежаць ад шчыльнасці асяроддзя. Вось два стандартныя тыпы.

Шчыльныя да рэдкіх

Як згадвалася раней, калі святло пераходзіць ад рэдкіх да шчыльных асяроддзяў, яно нахіляецца да нармальнага. У выніку вугал падзення большы за вугал праламлення.

Ад рэдкіх да шчыльных

Калі светлавыя прамяні пераходзяць ад шчыльных да рэдкіх асяроддзяў, вугал падзення меншы за вугал праламлення. Гэта таму, што ў гэтым выпадку светлавыя хвалі адхіляюцца ад нармальных.

Увогуле, паказчык праламлення асяроддзя прама прапарцыянальны хуткасці святла ў гэтым асяроддзі. Чым вышэй паказчык праламлення, тым менш хуткасць святла ў асяроддзі.

Прымяненне адлюстравання

Акрамя люстэрка, адлюстраванне мае шмат прымянення ў нашым паўсядзённым жыцці. Вось некаторыя з іх.

Лічыльнікі

Люстэркі прысутнічаюць у вальтметрах, амперметрах і іншых лічыльніках для прадухілення памылак паралакса. Гэтыя памылкі ўзнікаюць, калі карыстальнік здымае паказанні, гледзячы пад вуглом, а не непасрэдна з задняга боку глюкометра.

На заднім баку глюкометра ёсць люстэркі. Калі карыстальнік глядзіць у люстэрка, ён бачыць паказанні на ўзроўні вачэй. Карыстальнік можа зрабіць дакладныя паказанні безтурбуючыся аб памылцы паралакса.

Аўтар выявы: Svarun, Shutterstock

Аўтамабільныя люстэркі

Калі вы едзеце, вы выкарыстоўваеце адлюстраванне кожны раз, калі сядаеце ў машыну. Люстэркі задняга віду і бакавыя люстэркі дазваляюць бачыць, што знаходзіцца ззаду і па баках вашага аўтамабіля. У гэтых люстэрках выкарыстоўваюцца плоскія або выпуклыя люстэркі, каб даць вам больш шырокае поле зроку.

Мікраскопы

У мікраскопах выкарыстоўваюцца ўвагнутыя люстэркі для адлюстравання святла ва ўзоры. Гэтыя люстэркі звычайна рэгулююцца, каб карыстальнік мог сфакусавацца на выяве.

Павелічэнне залежыць ад крывізны люстэрка. Калі святло адлюстроўваецца ад ўвагнутага люстэрка, яно факусуецца. Такім чынам, чым бліжэй аб'ект знаходзіцца да люстэрка, тым большае павелічэнне.

Корабектар

Ці задумваліся вы калі-небудзь над тым, як працуе праектар? У гэтых праектарах для адлюстравання святла на экране выкарыстоўваецца ўвагнутае люстэрка. Выява праецуецца ўверх нагамі, але люстэрка пераварочвае выяву, таму яна правая бокам уверх.

Валаконная оптыка

У наш час валаконная оптыка стала важнай тэхналогіяй. Валаконна-аптычныя кабелі перадаюць інфармацыю з аднаго месца ў іншае на вялікія адлегласці. Гэтая тэхналогія вельмі важная для тэлефонных і інтэрнэт-ліній, кабельнага тэлебачання і медыцынскага абсталявання.

Валаконная оптыка выкарыстоўвае тонкія шкляныя або пластыкавыя валокны для перадачы святла. Светлавыя хвалі адбіваюцца ад сценак валакна і распаўсюджваюцца па ім.

Аснпрынцып валаконнай оптыкі - поўнае ўнутранае адлюстраванне. Ядро і абалонка валакна павінны мець розныя паказчыкі праламлення. Такім чынам, светлавыя хвалі адлюстроўваюцца, калі яны праходзяць ад стрыжня да абалонкі.

Глядзі_таксама: Red Dot супраць Magnified Scope для AR 15: што лепш?

Прымяненне праламлення

Многія сучасныя прылады выкарыстоўваюць праламленне святла . Вось некалькі прыкладаў.

Лінзы

Усе лінзы працуюць за кошт праламлення, паколькі яны маюць па меншай меры адну выгнутую паверхню. Крывая робіць лінзу тоўшчы ў сярэдзіне, чым па краях.

Светлавыя хвалі, праходзячы праз лінзу, выгінаюцца. Гэта прымушае лінзу дзейнічаць як павелічальнае шкло. Лінзы прысутнічаюць у камерах, мікраскопах, біноклях і іншых аптычных прыладах.

Прызма

Прызмы часта сустракаюцца ў многіх аптычных прыладах, уключаючы камеры, праектары і лазеры. Яны могуць раздзяляць белае святло на розныя колеры. Напрыклад, прызма выгінаецца і факусуе святло на плёнку камеры або датчык выявы.

Аўтар выявы: congerdesign, Pixabay

Акуляры

Акуляры для дэфектнага зроку выкарыстоўваць выпуклыя лінзы. Яны прымушаюць далёкія аб'екты здавацца большымі і, такім чынам, больш блізкімі.

Лінза праламляе святло ад гэтых аб'ектаў і факусуе яго на сятчатцы ў задняй частцы вока. У выніку чалавек, які носіць гэтыя акуляры, бачыць лепш.

Розніца паміж законам адбіцця і праламлення

Закон адбіцця сцвярджае, што светлавы праменьадлюстроўваецца ад паверхні, вугал паміж прамянём святла і паверхняй роўны вуглу паміж прамянём святла і лініяй, перпендыкулярнай да паверхні (нармаль).

Між тым, закон Снела - гэта закон праламлення. У ім гаворыцца, што калі прамень святла пераходзіць з аднаго асяроддзя ў іншае, стаўленне сінуса вугла падзення да сінуса вугла праламлення пастаяннае. Канстанта вядомая як паказчык праламлення і розная для кожнай пары носьбітаў.

Выснова

У той час як адлюстраванне - гэта адбіванне святла, праламленне гэта выгіб святла. Святло праяўляе абедзве гэтыя ўласцівасці дзякуючы сваёй хвалепадобнай прыродзе.

Калі светлавыя хвалі сутыкаюцца з перашкодай, яны рассейваюцца ва ўсіх напрамках. Аднак светлавыя хвалі выгінаюцца, калі сутыкаюцца з мяжой паміж двума рознымі асяроддзямі. Гэтыя з'явы ўзнікаюць таму, што светлавыя хвалі распаўсюджваюцца з рознай хуткасцю ў розных асяроддзях.

Крыніцы
  • en.wikipedia.org
  • knowledge.autodesk.com
  • olympus-lifescience. com
  • geeksforgeeks.org
  • sciencelearn.org.nz
  • khanacademy.org
  • aplustopper.com
  • en.wikipedia.org
  • openstax.org

Аўтар выявы: злева – Хуан Пабла Серана Арэнас, Pexels, Pixabay; Справа – ScienceGiant, Pixabay

Глядзі_таксама: Ці можна выкарыстоўваць прыцэл на стрэльбу? У чым розніца?

Harry Flores

Гары Флорэс - вядомы пісьменнік і захоплены арнітолаг, які правёў незлічоныя гадзіны, даследуючы свет оптыкі і назіраючы за птушкамі. Вырасшы на ўскраіне невялікага гарадка на паўночным захадзе Ціхага акіяна, Гары моцна захапіўся светам прыроды, і гэтае захапленне толькі ўзмацнілася, калі ён пачаў даследаваць прыроду самастойна.Пасля заканчэння адукацыі Гары пачаў працаваць у арганізацыі аховы дзікай прыроды, што дало яму магчымасць падарожнічаць у самыя аддаленыя і экзатычныя месцы на планеце, каб вывучаць і дакументаваць розныя віды птушак. Менавіта падчас гэтых падарожжаў ён адкрыў для сябе мастацтва і навуку оптыкі, і адразу захапіўся.З таго часу Гары шмат гадоў вывучаў і выпрабоўваў рознае аптычнае абсталяванне, у тым ліку біноклі, прыцэлы і камеры, каб дапамагчы іншым лаўцам птушак атрымаць максімальную карысць ад іх вопыту. Яго блог, прысвечаны ўсім, што звязана з оптыкай і назіраннем за птушкамі, з'яўляецца скарбніцай інфармацыі, якая прыцягвае чытачоў з усяго свету, якія хочуць даведацца больш аб гэтых захапляльных тэмах.Дзякуючы сваім велізарным ведам і вопыту, Гары стаў паважаным голасам у супольнасці оптыкі і назірання за птушкамі, і яго парады і рэкамендацыі карыстаюцца попытам як для пачаткоўцаў, так і для вопытных аматараў птушак. Калі ён не піша і не назірае за птушкамі, Гары звычайна можна знайсціваждацца са сваім рыштункам або праводзіць час з сям'ёй і хатнімі жывёламі.