Prawo odbicia światła

Odbicie światła następuje, gdy pada ono na gładką, wypolerowaną powierzchnię. Zgodnie z prawem odbicia, gdy kąt odbicia i kąt padania znajdują się na jednej płaszczyźnie, to są one sobie równe. Choć nie zdajemy sobie z tego sprawy, jest to jedno z najważniejszych zjawisk fizycznych, ponieważ za jego pośrednictwem widzimy nasze otoczenie. Każdy przedmiot odbija światło, a ono wraca z powrotem do naszych oczu wraz z „informacją” o wyglądzie tych ciał. Wzory oraz pozostałe informacje teoretyczne można na ten temat można znaleźć tutaj. W tym artykule zajmiemy się natomiast praktycznym występowaniem tego zjawiska.

Odbicie światła w rzeczywistości

Powiedzieliśmy już sobie, że dzięki zjawisku odbicia światła możemy w ogóle widzieć. Najbardziej reprezentatywnym przypadkiem jego występowania jest zwierciadło. Jest tak dlatego, że zachodzi wtedy sytuacja gdy drugi ośrodek jest w ogóle nieprzepuszczalny dla światła, a dodatkowo światło nie jest w nim pochłaniane. W takiej sytuacji cała wiązka ulega odbiciu. Tak właśnie działa lustro, dzięki temu dostrzegamy dokładnie to co jest przed nim.

W innych ośrodkach światło przechodzi refrakcję – czyli proces załamania. Przechodząc pomiędzy dwoma zróżnicowanymi ośrodkami, w których światło rozchodzi się z inną prędkością, światło zmienia kierunek i właśnie taką sytuację nazywamy załamaniem światła. Powoduje ono również zmianę długości fali świetlnej, co jest bezpośrednim wynikiem zmiany prędkości oraz samej definicji załamania. Ciało nie spełnia warunków do odbicia całkowitego, jakie omówiliśmy wcześniej, gdy powierzchnia ośrodka jest tak gładka, że nierówności są mniejsze niż długość fali. Do refrakcji dochodzi również gdy kąt graniczny odbicia jest mniejszy od kąta ośrodka.

Światło bywa jednak zaskakujące i na kontakt z powierzchnią może zareagować w jeszcze inny sposób. Tym razem mówimy o zjawisku określanym jako dyfrakcja. Jest to następny rodzaj zmiany kierunku rozchodzenia się fali świetlnej. Ma ona miejsce gdy światło przechodzi przez jakąś przeszkodą np., szczelinę. Ciężko zaobserwować to zjawisko gołym okiem. Jest to możliwe gdy spojrzymy na powierzchnię płyty CD, DVD, czy chociażby spoglądając na pojedynczy włos. Dyfrakcja polega na tym, że dochodzi do ugięcia fali świetlnej. Ze względu na to, że fale nakładają się na siebie, to w pewnych miejscach dojdzie do maksymalnego ich wzmocnienia, a w innych do pełnego wygaszenia. Pomiędzy tymi miejscami powstają wartości pośrednie fali.

Warto jednak zwrócić uwagę, że nie każde ugięcie fali możemy nazwać dyfrakcją. Szczególnie łatwo jest je pomylić ze zjawiskiem całkowitego wewnętrznego odbicia. Może się wydawać, że odbijane jest wtedy światło; nic bardziej mylnego. Tak naprawdę modyfikowana jest jedynie droga fali świetlnej.

Odbicie światła - charakterystyka obrazu odbitego

Na koniec dowiemy się jak wygląda lustrzane odbicie z punktu widzenia fizyka. Obraz utworzony w zwierciadle płaskim będzie prosty i pozorny. Obrazem prostym nazywamy taki, który w stosunku do przedmiotu nie jest odwrócony. Obraz pozorny powstaje za zwierciadłem, w punkcie przecięcia przedłużeń promieni odbitych. Promienie sprawiają jedynie wrażenie, że wychodzą z tego punktu. Mówiąc prościej – obserwator widzi obraz punktu dokładnie w tym położeniu, gdzie dochodzi do przecinania się przedłużeń promieni odbitych. Z perspektywy osoby stojącej przed zwierciadłem jest to więc obszar po drugiej stronie lustra. Warto również wiedzieć, że obraz ten jest równy przedmiotowi którego jest odbiciem. Oznacza to, że nie jest on ani pomniejszony, ani większy względem do pierwowzoru. Dzięki tej szczególnej właściwości fizycznej zwierciadła płaskie są szeroko stosowane jako elementy przyrządów optycznych. Zarówno tych codziennego użytku jak lusterko samochodowe, po skomplikowane technologiczne lasery.