Jak Reflexe funguje ve fyzice

click fraud protection

Ve fyzice je odraz definován jako změna směru vlnoplochy na rozhraní mezi dvěma různými médii, která odrazí vlnoplochu zpět do původního média. Běžným příkladem odrazu je odražené světlo ze zrcadla nebo stojaté vody, ale odraz ovlivňuje i jiné typy vln kromě světla. Mohou se také odrážet vodní vlny, zvukové vlny, vlnové částice a seismické vlny.

Zákon odrazu je obvykle vysvětlen jako paprsek světla dopadajícího do zrcadla, ale vztahuje se na něj jiné druhy vln také. Podle zákona odrazu dopadá paprsek dopadající na povrch pod určitým úhlem vzhledem k „normálnímu“ (čára kolmo k povrchu zrcadla).

Úhel odrazu je úhel mezi odraženým paprskem a normálem a je stejně velký jako úhel dopadu, ale je na opačné straně než je normální. Úhel dopadu a úhel odrazu leží ve stejné rovině. Zákon odrazu lze odvodit z Fresnelových rovnic.

Zákon odrazu se ve fyzice používá k identifikaci umístění obrazu, který se odráží v zrcadle. Jedním z důsledků zákona je, že pokud se díváte na člověka (nebo jiné zvíře) zrcadlem a vidíte jeho oči, víte, jak reflexe funguje, že také může vidět vaše oči.

instagram viewer

Zákon odrazu funguje pro zrcadlové povrchy, což znamená povrchy, které jsou lesklé nebo zrcadlové. Spekulární odraz z plochého povrchu vytváří zrcadlové mágy, které se zdají být obráceny zleva doprava. Spekulární odraz od zakřivených povrchů může být zvětšený nebo demagnifikovaný, záleží na tom, zda je povrch sférický nebo parabolický.

Vlny mohou také zasáhnout neostravé povrchy, které vytvářejí rozptýlené odrazy. V rozptýleném odrazu je světlo rozptýleno ve více směrech z důvodu malých nepravidelností na povrchu média. Není vytvořen jasný obraz.

Jsou-li dvě zrcadla umístěna proti sobě a rovnoběžně s sebou, vytvoří se podél přímky nekonečné obrazy. Pokud je čtverec vytvořen se čtyřmi zrcadly tváří v tvář, zdá se, že nekonečné obrazy jsou uspořádány uvnitř letadla. Ve skutečnosti obrázky nejsou opravdu nekonečné, protože drobné nedokonalosti na zrcadlovém povrchu nakonec obraz šíří a uhasí.

Při zpětném odrazu se světlo vrací ze směru odkud přišlo. Jednoduchý způsob, jak vyrobit retroreflektor, je vytvořit rohový reflektor se třemi zrcátky, které jsou proti sobě navzájem kolmé. Druhé zrcadlo vytváří obraz, který je inverzní k prvnímu. Třetí zrcadlo vytvoří inverzi obrazu z druhého zrcadla a vrátí jej do své původní konfigurace. Tapetum lucidum v některých zvířecích očích působí jako retroreflektor (např. u koček) a zlepšuje jejich noční vidění.

Složitá reflexe konjugátu nastává, když světlo odráží zpět přesně ve směru, odkud přišlo (jako v retroreflexi), ale jak wavefront, tak směr jsou obráceny. K tomu dochází v nelineární optice. Konjugované reflektory mohou být použity k odstranění aberací odrážením paprsku a vedením odrazu zpět aberační optikou.

Odraz zvukových vln je základním principem v akustice. Odraz je poněkud odlišný od zvuku. Pokud podélná zvuková vlna zasáhne rovnou plochu, odrazený zvuk je koherentní, pokud je velikost odrazné plochy velká ve srovnání na vlnovou délku zvuku.

Povaha hmotných látek, jakož i její rozměry. Porézní materiály mohou absorbovat zvukovou energii, zatímco hrubé materiály (s ohledem na vlnovou délku) mohou rozptylovat zvuk ve více směrech. Tyto zásady se používají k vytváření anechoických místností, protihlukových bariér a koncertních sálů. Sonar je také založen na zvukové reflexi.

Seismologové studují seismické vlny, což jsou vlny, které mohou vzniknout při výbuchu nebo zemětřesení. Vrstvy na Zemi odrážejí tyto vlny, pomáhají vědcům pochopit strukturu Země, určit zdroj vln a identifikovat cenné zdroje.

Proudy částic se mohou odrážet jako vlny. Například, neutron k mapování vnitřní struktury lze použít odraz atomů. Neutronová reflexe se používá také v jaderných zbraních a reaktorech.

instagram story viewer