57.Закони відбивання світла. Дзеркала.

Як і будь-яка хвиля, світло, маючи на своєму шляху перешкоду, може відбитись від неї. Якщо нерівності на перешкоді є значно меншими від довжини хвилі, то відбиття буде дзеркальним (рис. 6.7). Якщо нерівності є більшими за довжину хвилі - відбиття розсіяне (дифузне) (рис. 6.8).

Під час падіння світлових променів на ідеально плоску межу розділу двох середовищ, розміри якої значно перевищують довжину хвилі, відбуваються явища відбиття і заломлення світла. Напрям поширення світла змінюється під час переходу його в друге середовище за винятком випадку перпендикулярного падіння променів на межу розділу. Кутом падіння a називають кут між падаючим променем АО і перпендикуляром ОВ до межі розділу, поставленим в точці падіння. Кутом відбиття g називають кут між відбитим променем ОС і тим же перпендикуляром ОВ (рис. 6.7).

У разі дзеркального відбиття виконуються закони відбиття світла. Їх було отримано дослідним шляхом декілька століть назад, пізніше виведено теоретично, виходячи з принципу Гюйгенса:

1) падаючий промінь відбивається і перпендикуляр, встановлений на межі розподілу двох середовищ, лежать в одній площині;

2) кут падіння дорівнює куту відбиття: a = ?

Ці два твердження становлять закон відбиття світла.

Закон відбиття справедливий у разі оберненого напряму ходу світлових променів. Промінь, що поширюється по шляху відбитого променя, відбивається по шляху падаючого.

Площина, здатна дзеркально відбивати світлові промені, називають плоским дзеркалом.

Головна властивість плоского дзеркала полягає в тому, що за його допомогою можна отримати зображення предмета, який або сам світиться, або світиться відбитим світлом. Для того, щоб отримати правило побудови зображень в плоскому дзеркалі, оберемо точку, що світиться поблизу дзеркала (рис. 6.9):

Із безлічі променів, які випромінює дана точка S, виберемо лише два, які падають на дзеркало пучком, що розсіюється. Після відбиття цей пучок променів потрапляє до ока спостерігача.

Спостерігач бачить, що промені ніби виходять з точки S', там спостерігач і бачить зображення: DSAB = DS'AB. Тому, якщо нижній трикутник повернути навколо осі АВ, то він збігається з верхнім. Звідси випливає правило побудови зображення точки в плоскому дзеркалі: якщо з точки на дзеркало (чи його продовження) поставити перпендикуляр і провести за дзеркало на таку ж відстань h, то там і буде уявне зображення точки S'.

Зображення називають дійсним, якщо в точці S перетинаються самі промені пучка, та уявним, якщо в точці S' перетинаються продовження цих променів (рис. 6.9). В точці, де виникає дійсне зображення, концентруються енергії світлових променів, і це може бути виявлено, наприклад, за допомогою фотоелемента або світлочутливого паперу. В місці уявного зображення точки, з якої ніби виходять промені, енергії немає. Однак і в разі одержанні уявного зображення точки на сітківці ока завжди виникає її дійсне зображення.

Щоб побудувати зображення предмета, на ньому обирають декілька характерних точок і виконують побудову кожної. Можливе одержання зображення предмета, розміщеного за межами дзеркала (рис. 6.10).

Геометричні розміри протяжного джерела світла і його уявного зображення в плоскому дзеркалі є однаковими.

Плоскі дзеркала знаходять широке застосування у вимірювальних приладах (наприклад, дзеркальний гальванометр), у мікроскопах, телескопах та інших оптичних приладах.