Gaismas kā viļņa izturēšanās

Gaismas kā viļņa izturēšanās

Fizikā gaisma ir elektromagnētiskā starojuma veids, kas ir redzams acīm. Gaismai ir unikāla īpašība, ka to fizikā var raksturot gan kā vilni, gan kā sauktu daļiņu plūsmu fotoni .

Šajā lapā mēs aprakstīsim dažas gaismas izturēšanās kā vilnis, ieskaitot atstarošanu, refrakciju un difrakciju.

Pārdomas

Viena no vissvarīgākajām gaismas viļņiem līdzīgajām uzvedībām ir atstarošana. Tā ir atstarotā gaisma, kuru mēs redzam ar savām acīm. Tas, kā gaisma atstaro objektus, ietekmē arī tās krāsas, kuras mēs redzam.

Kad vilnis skar jaunu barotni, daļa viļņa atlec no virsmas. Cik atstarojoša ir virsma, tiks noteikts, cik daudz gaismas (un kādi gaismas viļņu garumi) tiks atspoguļoti un cik daudz tiks absorbēti vai pārraidīti.

Kad gaisma tiek atspoguļota, tā ievēro atstarošanas likumu, kam seko viļņi. Tas nozīmē, ka atstarotā gaismas viļņa leņķis būs vienāds ar ienākošā gaismas viļņa krituma leņķi. Piemēru skatiet zemāk esošajā attēlā:


Pārdomu veidi

  • Spoguļu atstarojums - spoguļu atstarojums ir tad, kad gaismas stari tiek atstaroti no virsmas vienā izejošā virzienā. Šāda veida atspoguļojums ir spogulis. Spoguļu atstarojumi notiek uz virsmām, kas ir plakanas mikroskopiskā līmenī, piemēram, pulēts sudrabs vai gluda ūdens tilpne.
  • Difūza atstarošana - izkliedēta atstarošana ir tad, kad virsma atstaro gaismas starus plašā virzienu diapazonā. Difūzās refleksijas rodas, ja virsma mikroskopiskā līmenī ir raupja. Virsma var parādīties vai justies gluda, piemēram, papīra gabals, bet mikroskopiskā līmenī tā faktiski ir raupja. Tas liek gaismas stariem atstaroties dažādos leņķos.


Refrakcija

Kad gaisma pāriet no vienas barotnes (piemēram, gaisa) uz citu barotni (piemēram, ūdeni), tā mainīs virzienus. Tā ir “viļņiem līdzīga” uzvedība, un to sauc par refrakciju. Tādā veidā gaisma izturas tāpat kā citi viļņi, piemēram, skaņas viļņi. Gaismas viļņa ātrums mainās arī, pārejot no vidēja uz vidēju.

Jūs varat redzēt gaismas laušanas piemēru ūdenī, ja salmiņus ievietojat glāzē ūdens. Jūs redzēsiet, kā salmi, šķiet, pārvietojas uz sāniem. Tas ir gaismas viļņu saliekums, kad tas nonāk ūdenī.

Refrakcijas indekss

Lai izmērītu, kā gaisma izturēsies dažādās vielās, zinātnieki izmanto refrakcijas indeksu. Tas dod gaismas ātruma vakuumā attiecību pret vielas gaismas ātrumu. Refrakcijas indeksa vienādojums ir:

n = c / v

kur n ir refrakcijas indekss, c ir gaismas ātrums vakuumā un v ir gaismas ātrums vielā.

Kā piemēru ņemiet ūdens refrakcijas indeksu, kas ir 1,33. Tas nozīmē, ka gaismas ātrums vakuumā ir 1,33 reizes lielāks nekā gaismas ātrums ūdenī.

Difrakcija

Vēl viena viļņveida gaismas īpašība ir difrakcija. Kad gaismas viļņi sastopas ar šķērsli vai iziet caur atveri, tie salieksies. Gaismas difrakciju var redzēt sudraba apvalkā ap mākoņiem, kā arī gaismas modeļos no kompaktdiska virsmas (skat. Attēlu).