სარკეში თქვენი ანარეკლის დანახვა ისეთი ჩვეულებრივი რამ არის, რომ შეიძლება ეს თავისებურად მიიჩნიოთ, მაგრამ ზედაპირის ქვეშ ჩასაფრება ბევრია.
თქვენს აბაზანაში სარკის ბრტყელი ზედაპირი შეიძლება შესანიშნავ ასახვას წარმოადგენდეს, მაგრამ როგორ ახდენს მრუდე სახალისო სარკეები ასეთ უცნაურ დამახინჯებას, რაც თქვენ ულტრა მაღალი ან მოკლედ გამოიყურება? როგორ შეიძლება თითოეული სინათლის სხივი ზედაპირიდან ისე სრულყოფილი გზით გადახტოს, რომ შექმნას მკაფიო გამოსახულება? რატომ ვერ ხედავთ წმინდა ანარეკლს უხეში ზედაპირიდან?
ეს კითხვები შეიძლება იყოს ისეთი რამ, რასაც თქვენ წარმოიდგენთ, რომ შეიძლება ზედმეტად გულმოდგინე ბავშვი სთხოვდეს, მაგრამ ასახვის ფიზიკა და, განსაკუთრებით, ასახვის კანონი, განმარტავს მრავალ ფენომენს და მნიშვნელოვანი ნაბიჯია უფრო რთული ცნებების გასაგებად, როგორიცაა რეფრაქცია და სნელის კანონი.
სინათლის ასახვა
როდესაც სინათლის ტალღა ზედაპირს მოხვდება, მისი მთელი ნაწილი ან ნაწილი მკვეთრად შემოტრიალდება და ზედაპირზე კვლავ აისახება. გლუვი ზედაპირისთვის, როგორიცაა თვითმფრინავის სარკე, აისახება თითქმის მთელი სინათლე, რომელიც მას ხვდება, და შედეგად მიღებული სურათი არის სუფთა, "სპეკულიალური" ანარეკლი. ეს არის ასახვის ფორმა, რომელიც ყველაზე მეტად გაეცნობით და უეჭველად რას იფიქრებთ, როდესაც ასახავთ რეფლექსიას.
ამასთან, სპეკულარული არეკლი არ არის ერთადერთი ტიპი: ასევე არსებობს სინათლის დიფუზური ანარეკლი. როდესაც პარალელური სინათლის სხივები მოხვდებიან უხეში ზედაპირზე, ინდივიდუალური სინათლის სხივები ოდნავ ეცემა სხვადასხვა წერტილები და აისახება სხვადასხვა მიმართულებით უხეში არარეგულარულობის შედეგად ზედაპირი. ამას დიფუზური ასახვა ეწოდება, რადგან მიუხედავად იმისა, რომ მთელი სინათლე კვლავ აისახება, სინათლის ტალღები მიმოფანტულია ირგვლივ და არ ქმნის ერთ, მკვეთრ გამოსახულებას.
ზოგიერთ შემთხვევაში, მაგალითად, ფანჯრის ზედაპირზე, შეამჩნევთ წვრილ ანარეკლს, რომელიც გაცილებით ნაკლებად მკაფიოდ არის განსაზღვრული, ვიდრე სარკეში ნახავდით. ეს იმიტომ ხდება, რომ ასეთ ინტერფეისში არსებობს გარკვეული ტრადიციული ანარეკლი, მაგრამ ასევე მნიშვნელოვანი შანსი იმისა, რომ შუქი ფანჯრის საშუალებით გადაეცეს.
Შენ გჭირდებასნელის კანონისრულად აღწეროს ის, რაც ხდება ფანჯრიდან გადაცემულ სინათლეს (რომელიც იღებსგატეხილი), მაგრამ ასახვის კანონი მაინც განმარტავს, თუ რა ემართება ასახულ სინათლეს ამ უფრო რთულ ვითარებაშიც კი.
მნიშვნელოვანი განმარტებები
სანამ ასახვის კანონის განხილვაზე გადახვალთ, კარგი იდეაა ისწავლოთ ტერმინოლოგია, რომელიც გამოიყენება მსგავსი სიტუაციების აღსაწერად.
პირველ რიგში, სარკისკენ ან ზედაპირისკენ მიმავალ სინათლეს უწოდებენშემთხვევითი სინათლის სხივიან უბრალოდ ინციდენტის სინათლე, და ამ სინათლეს ასახვის შემდეგ ეწოდებაარეკლილი სინათლის სხივი.
შემთხვევითი კუთხეინციდენტის სინათლის სხივი არის კუთხე, რომელსაც იგი ქმნის "ნორმალური ხაზით" ზედაპირისთვის დაფიქსირების ადგილზე. ”ნორმალური” ამ კონტექსტში ნიშნავს ხაზს, რომელიც ზედაპირზე პერპენდიკულურად ვრცელდება ამ წერტილში, ამიტომ სინათლის სხივი სარკის შუაში იქნება 0 გრადუსი სიხშირე, ხოლო შესანიშნავად დიაგონალზე მომხდარი სხივი 45 გრადუსიანი კუთხით სიხშირე.
ასახვის კუთხეძალიან ჰგავს ინციდენტის კუთხეს, მაგრამ, როგორც თქვენ შეიძლება ელით, აღწერს იმ კუთხეს, რომელსაც ასახავს სინათლის სხივი ნორმალური ხაზით ზედაპირთან სიახლოვის დროს. ეს მხოლოდ ზემოთ მოყვანილი შემთხვევის კუთხის ანალოგია.
აღსანიშნავია ისიც, რომ სინათლის სხივი ოდნავ იდეალიზირებული გზაა სინათლის აღსაწერად - თქვენ ძირითადად მხოლოდ ამის შესახებ ფიქრობთ ეს შესანიშნავად სწორი სხივების თვალსაზრისით, სინამდვილეში ის განივი ტალღაა და ბევრად უფრო რთულია აღწერს. ამასთან, რეფლექსიის გასაგებად, თქვენ არ გჭირდებათ ამ დონის დეტალი - ყოველთვის კარგია რამეების გამარტივება, როდესაც ეს შეგიძლიათ ფიზიკაში!
რა არის ასახვის კანონი?
ასახვის კანონი აცხადებს, რომ ინციდენტის სინათლის სხივისთვის, სიხშირის კუთხე ტოლია ასახვის კუთხისა. მარტივად რომ ვთქვათ, თუ სინათლის სხივი მიახლოვდება ამრეკლავი ზედაპირზე ზუსტად პერპენდიკულარულად, იგი აისახება პირდაპირ იმავე ხაზის გასწვრივ, მაგრამ თუ ეს არ არის საკმაოდ პერპენდიკულარული, იგი აისახება პერპენდიკულარული ხაზის მეორე მხარეს ტოლი თანხა
ასახვის კუთხის მოწოდებაθრ და სიხშირის კუთხეθმე, ასახვის ფორმულის კანონი უბრალოდ არის:
θ_r = θ_ი
ასე რომ, თუ თქვენს აბაზანის სარკეზე ლაზერულ მაჩვენებელს ანათებთ 45 გრადუსიანი კუთხით ნორმალურ ხაზთან (ასე რომ ზუსტად არის ნახევარი გზა ყოფნას შორის სარკის სახესთან გასწორებული და მის პერპენდიკულარულად), მაშინ იგი აისახება 45 გრადუსზე პირიქით მიმართულება
იფიქრეთ აუზის მოთამაშეს, რომელიც ბალიშის ბრტყელი მონაკვეთიდან ბურთი ახტება, ან ჩოგბურთელი, თუ იმ კუთხით შეაფასებს, ბურთი მიწაზე დარტყმის შემდეგ გადახტება. ორივე ეს სიტუაცია არ არისმშვენივრადთანაბარია სიხშირის კუთხისა და მობრუნების კუთხით (რადგან ორივე შემთხვევაში გარკვეული ენერგია იკარგება), მაგრამ სინამდვილეში, სინათლე ერთნაირად იქცევა.
ასახვის კანონის მაგალითები
ასახვის კანონის უმარტივესი მაგალითია თვითმფრინავის სარკეში ჩახედვისას. წარმოიდგინეთ, რომ მთელი სიგრძის სარკეში იყურებით თქვენს ფეხზე და იფიქრეთ იმაზე, თუ სად მოძრაობენ სინამდვილეში სხივები.
სინათლის სხივები თქვენი ფეხებიდან სარკისკენ მოდის, სიხშირის გარკვეული კუთხით. ასახვის კანონი გვეუბნება, რომ ის კუთხე, რომელიც მას ასახავს, უნდა ემთხვეოდეს იმ კუთხეს, რა დროსაც მოხდა, ამიტომ მან უნდა დაარტყა აისახეთ თქვენი ფეხების შუა ნაწილამდე და თვალების სიმაღლეზე და ამის ზუსტად გამოთვლა შეგიძლიათ ცოტაოდენით ტრიგონომეტრია.
თქვენ შეიძლება შენიშნეთ რეფლექსიის გარკვეული პრობლემები, როდესაც ტელევიზორის ყურებას ცდილობთ, და ეს არის ყოველდღიური ცხოვრების ასახვის კანონის კიდევ ერთი მაგალითი. პრობლემა ისაა, რომ ტელევიზორი გლუვი ზედაპირია და ის ეფექტურად მოქმედებს როგორც თვითმფრინავის სარკე მზის ან ნათურის შუქისთვის, რაც ანადგურებს თქვენს სურათს.
მიუხედავად იმისა, რომ ამის გამოსასწორებლად მრავალი ტექნოლოგიური მცდელობა არსებობს, შეგიძლიათ გამოიყენოთ ასახვის კანონი და უბრალოდ გადაუხვიოთ ტელევიზორი შეცვალეთ კუთხე ეკრანის ნორმალურ ხაზსა და ინციდენტის შუქს შორის, რითაც ანარეკლი გადაიტანეთ თქვენიდან თვალის ხაზი.
გართობის სახლის სარკეები ცოტა უფრო რთულია, მაგრამ თუ რა ხდება, შეგიძლიათ გაიგოთ, თუ რა ხდებაფორმასარკის ზედაპირის. დაფიქრდით იმაზე, თუ როგორ მოქმედებდა ასახვის კანონი ოდნავ მოღუნულ სარკეზე, ისე რომ ზემოდან და ქვემოდან გამოდიოდა, ხოლო ცენტრი შედარებით უფრო უკან იწევდა. როგორ შეიცვლებოდა თქვენი სურათი?
რეფლექსიის პრობლემის მაგალითი კანონი
უამრავი მაგალითი არსებობს პრობლემისა, რომლის გამოცდა შეგიძლიათ კანონის გააზრებით, თუ რას ნიშნავს კანონი, მაგრამ ეს განსაკუთრებით საინტერესოა და დაგეხმარებათ გაეცნოთ ძირითად ცნებებს.
წარმოიდგინეთ ორი სარკე ერთმანეთის მიმართ 90 გრადუსიანი კუთხით და ერთ ზღვარზე შეხვედრისას, თითქოს ისინი ქმნიან ნახევარ კვადრატულ ფორმას. თუ ამ ორ სარკეს ანათებთ სინათლის სხივს, ის აისახება პირველზე, შემდეგ მეორეზე და შემდეგ ირეკლავს სარკეებს. ამასთან, კუთხე, რომელზეც საბოლოოდ ირეკლავს, არის შემთხვევითი კუთხის პარალელური.
შეგიძლიათ ამის დამტკიცება? წარმოიდგინეთ, რომ სინათლე პირველი სარკეზე 30 ° -ზე მოდის, შემდეგ კი ერთი ნაბიჯით იმუშავეთ სხივის ბილიკზე და ნახეთ რას მიიღებთ. თუ ასეა, რა მოხდება, თუ ეს არ იქნებოდა სპეციალურად 30 °, და თქვენ უბრალოდ თქვით, რომ ეს მოხდა კუთხითφამის ნაცვლად - ზოგადად შეგიძლიათ იგივე დაამტკიცოთ?