Šviesos kaip bangos elgesys

Šviesos kaip bangos elgesys

Fizikoje šviesa yra elektromagnetinės spinduliuotės rūšis, kuri yra matoma akiai. Šviesa turi unikalią savybę, kad ją fizikoje galima apibūdinti ir kaip bangą, ir kaip vadinamąją dalelių srovę fotonai .

Šiame puslapyje aprašysime kai kuriuos šviesos elgesio būdus kaip banga, įskaitant atspindį, lūžimą ir difrakciją.

Atspindys

Vienas iš svarbiausių į bangas panašaus šviesos elgesio yra atspindys. Tai atspindėta šviesa, kurią matome akimis. Tai, kaip šviesa atspindi objektus, veikia ir spalvas, kurias mes matome.

Kai banga ištiks naują terpę, dalis bangos atšoks nuo paviršiaus. Kiek atspindės paviršius, bus nustatyta, kiek šviesos (ir kokie šviesos bangos ilgiai) atsispindės ir kiek sugers ar praleis.

Kai šviesa atsispindi, ji laikosi atspindėjimo dėsnio, po kurio seka bangos. Tai reiškia, kad atspindėtos šviesos bangos kampas bus lygus įeinančios šviesos bangos kritimo kampui. Toliau pateiktame paveikslėlyje rasite pavyzdį:


Refleksijos tipai

• Akinių atspindys - tai yra tada, kai šviesos spinduliai atsispindi nuo paviršiaus viena išeinančia kryptimi. Šio tipo atspindžio pavyzdys yra veidrodis. Akinių atspindžiai atsiranda ant plokščių paviršių, tokių kaip poliruotas sidabras ar lygus vandens telkinys.
• Difuzinis atspindys - difuzinis atspindys yra tada, kai paviršius atspindi šviesos spindulius įvairiomis kryptimis. Difuziniai atspindžiai atsiranda, kai paviršius yra grubus mikroskopiniame lygyje. Paviršius gali atrodyti arba atrodyti lygus, kaip popieriaus gabalas, tačiau iš tikrųjų jis yra šiurkštus mikroskopiniu lygiu. Dėl to šviesos pluoštai atsispindi skirtingais kampais.

Refrakcija

Kai šviesa juda iš vienos terpės (kaip oras) į kitą terpę (kaip vanduo), ji pakeis kryptis. Tai yra „į bangas panašus“ elgesys ir vadinamas refrakcija. Tokiu būdu šviesa elgiasi kaip kitos bangos, pavyzdžiui, garso bangos. Šviesos bangos greitis keičiasi ir jai pereinant nuo vidutinės iki vidutinės.

Šviesos lūžio vandenyje pavyzdį galite pamatyti, jei į stiklinę vandens įdėsite šiaudų. Pamatysite, kaip šiaudai atrodo pasislinkę į šoną. Tai yra šviesos bangos lenkimas, kai ji patenka į vandenį.

Lūžio rodiklis

Norėdami išmatuoti, kaip šviesa elgsis skirtingose ​​medžiagose, mokslininkai naudoja lūžio rodiklį. Tai suteikia šviesos greičio vakuume ir medžiagos šviesos greičio santykį. Lūžio rodiklio lygtis yra tokia:

n = c / v

kur n yra lūžio rodiklis, c yra šviesos greitis vakuume, o v - šviesos greitis medžiagoje.

Kaip pavyzdį imkime vandens lūžio rodiklį, kuris yra 1,33. Tai reiškia, kad šviesos greitis vakuume yra 1,33 karto didesnis nei šviesos greitis vandenyje.

Difrakcija Kita į bangas panaši šviesos savybė yra difrakcija. Kai šviesos bangos susiduria su kliūtimi arba praeina pro angą, jos sulenks. Šviesos difrakciją galima pamatyti sidabro dangoje aplink debesis, taip pat šviesos modelius nuo kompaktinio disko paviršiaus (žr. Paveikslėlį).