На межі поділу середовищ частина світлової енергії повертається в перше середовище — це явище називають явищем відбивання світла.
Якщо на дзеркало, закріплене в центрі оптичної шайби, спрямувати вузький пучок світла так, щоб він давав на поверхні шайби світлу смужку, побачимо, що відбитий пучок також дасть на поверхні шайби світлу смужку.
Промінь, що задає напрямок пучка світла, який падає на деяку поверхню, називають падаючим променем; промінь, який задає напрямок відбитого пучка світла, називають відбитим променем.
Кут α між падаючим променем і перпендикуляром, проведеним із точки падіння променя до поверхні відбивання, називають кутом падіння; кут β між відбитим променем і даним перпендикуляром називають кутом відбивання.
Пересуваючи джерело світла й вимірюючи кути падіння й відбивання світла, можна переконатися: вони щоразу будуть рівними.
Закони відбивання світла:
1. Промінь падаючий, промінь відбитий і перпендикуляр до поверхні відбивання, проведений із точки падіння променя, лежать в одній площині.
2. Кут відбивання світла дорівнює куту його падіння: β=α
Із закону відбивання світла випливає оборотність світлових променів: якщо падаючий промінь спрямувати шляхом відбитого променя, то відбитий промінь піде шляхом падаючого.
Закони відбивання світла можна отримати, скориставшись принципом Гюйґенса. Для цього розглянемо плоску хвилю , що падає на межу поділу двох середовищ. Напрямок поширення хвилі задамо променями A1A і B1B, які паралельні один одному та перпендикулярні до хвильової поверхні AC.
Теоретичне доведення законів відбивання світла
Закони відбивання світла можна отримати, скориставшись принципом Гюйґенса. Для цього розглянемо плоску хвилю , що падає на межу поділу двох середовищ. Напрямок поширення хвилі задамо променями A1A і B1B, які паралельні один одному та перпендикулярні до хвильової поверхні AC.
Різні ділянки хвильової поверхні досягають межі відбиття MN неодночасно: збудження коливань у точці A почнеться раніше, ніж у точці B, на час ∆t=CB/v , де v — швидкість поширення хвилі. У момент, коли хвиля досягне точки B, вторинна хвиля із центром у точці A вже пошириться на певну відстань і являтиме собою півсферу радіуса r=AD=v∆t=CB. . У той самий час вторинні хвилі, збуджені в точках, розташованих між точками A і B, теж являтимуть собою півсфери, але менших радіусів. Хвильова поверхня відбитої хвилі — площина DB — дотична до цих півсфер. Промені AA2 і BB2, що перпендикулярні до хвильової поверхні DB, зададуть напрямок поширення відбитої хвилі.
У прямокутних трикутниках ADB і ACB гіпотенуза АВ спільна, катет AD дорівнює катету CB, отже, ці трикутники рівні, тоді ∠DBA= ∠CAB. Водночас ∠α=∠CAB, ∠β=∠DBA як кути з відповідно перпендикулярними сторонами. Отже, кут падіння α дорівнює куту відбивання b. Крім того, як випливає з побудови, падаючий промінь, промінь відбитий і перпендикуляр, проведений із точки падіння променя до поверхні його відбивання, лежать в одній площині. Таким чином, ми отримали закони відбивання світла на основі прин ципу Гюйґенса.
Чому ми бачимо тіла навколо ?
Ви бачите тіла лише тоді, коли від цих тіл у ваше око потрапляють пучки світла. Проте більшість тіл, що нас оточують, не є джерелами світла — ми бачимо їх тому, що вони відбивають світло, яке падає на їхню поверхню від якого-небудь джерела. Світло не тільки відбивається від фізичних тіл, але й поглинається ними. Найкращі відбивачі світла — дзеркала і тіла білого кольору: вони можуть відбивати до 95 % падаючого світла. Розрізняють дзеркальне відбивання світла (від гладеньких поверхонь) і дифузне (розсіяне) відбивання світла (від нерівних, шорстких поверхонь).
Використані джерела: Фізика (рівень стандарту, за навчальною програмою авторського колективу під керівництвом Локтєва В. М.) : підруч. для 11 кл. закл. загал. серед. освіти / [Бар’яхтар В. Г., Довгий С. О., Божинова Ф. Я., Кірюхіна О. О.] ; за ред. Бар’яхтара В. Г., Довгого С. О. — Харків : Вид-во «Ранок», 2019. — С.144-147