Что такое падающий угол
УГОЛ ПАДЕНИЯ
Смотреть что такое «УГОЛ ПАДЕНИЯ» в других словарях:
угол падения — 1. Угол между лучом падающей волны и нормалью к поверхности раздела сред. 2. Угол между акустической осью падающего пучка и нормалью к поверхности раздела сред. [BS EN 1330 4:2000. Non destructive testing Terminology Part 4: Terms used in… … Справочник технического переводчика
УГОЛ ПАДЕНИЯ — (Angle of falling of a shot) угол, образуемый прицельной линией с касательной к траектории в точке падения снаряда. Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.: Государственное Военно морское Издательство НКВМФ Союза ССР, 1941 Угол падения угол межд … Морской словарь
УГОЛ ПАДЕНИЯ — «УГОЛ ПАДЕНИЯ», СССР, ЛЕНФИЛЬМ, 1969 1970, ч/б, 142 мин. Историческая военная драма. По одноименному роману В.Кочетова. В основе сюжета оборона Петрограда от войск Юденича (1919). В ролях: Павел Кашлаков (см. КАШЛАКОВ Павел), Георгий Куликов (см … Энциклопедия кино
угол падения — 3.22 угол падения: По ГОСТ 7427. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
угол падения ( b) — 2.3.7 угол падения ( b): Угол, образуемый осью освещения и исходной осью. Угол падения обычно не превышает 90°, однако его полные значения определяются следующими пределами: 0° Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
угол падения — kritimo kampas statusas T sritis Gynyba apibrėžtis Kampas tarp trajektorijos liestinės kritimo taške ir pabūklo horizonto. simbolis( iai) θ atitikmenys: angl. angle of fall; angle of grazing rus. угол падения … Artilerijos terminų žodynas
угол падения — kritimo kampas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. incidence angle vok. Einfallswinkel, m; Einfallwinkel, m rus. угол падения, m pranc. angle d’incidence, m … Fizikos terminų žodynas
Угол падения — Жарг. мол. Шутл. 1. Место проведения вечеринки со спиртным. 2. Пивная. 3. Винный магазин. Максимов, 437 … Большой словарь русских поговорок
УГОЛ ПАДЕНИЯ — 1970, 2 серии, 1 с. 72 мин., 2 с. 70 мин., ч/б, ш/э, 2то. жанр: драма. реж. Геннадий Казанский, сц. Всеволод Кочетов, Геннадий Казанский (по одноименному роману Всеволода Кочетова), опер. Дмитрий Месхиев, худ. Семен Малкин, комп. Надежда… … Ленфильм. Аннотированный каталог фильмов (1918-2003)
Закон отражения света: определение, формула, применение
Определение.
Закон отражения света имеет следующее определение: угол отражения равен углу падения. Падающий и отраженный лучи и перпендикуляр к поверхности зеркала в точке падения лежат в одной плоскости. Более подробно о физическом смысле закона и о том на базе чего он был сформулирован читайте далее в этой статье.
Небольшое вступление.
Если вы не знаете, что находится по ту сторону зеркала, спросите физика! Он скажет вам, что вы найдете там не перевернутую копию нашего мира, а другой, столь же загадочный мир физики. Он произнесет множество благозвучных физических названий, таких как видимый образ, закон отражения и луч света.
Хотя сегодня мы не можем представить себе жизнь без зеркал, или плоских стеклянных зеркал, их история не особенно длинна. Однако само явление отражения, благодаря которому зеркала могут существовать и работать, известно уже много веков и не менее увлекательно, чем они сами.
Явление отражения света
Проведите наблюдение, которое позволит вам понять механизм формирования изображения при отражении световых лучей, как вы это наблюдаете на поверхности зеркала или поверхности воды.
Что вам понадобится?
Инструкция.
Подведём итог эксперимента.
Для того чтобы избежать двусмысленности в описании наблюдаемого нами явления, следует сначала выучить определения нескольких терминов.
В физике все гладкие поверхности, отражающие свет, называются зеркалами. Линия, перпендикулярная поверхности зеркала, называется нормалью. Свет фонаря падал в точку, где перпендикуляр (нормаль) пересекался с поверхностью зеркала. Угол между падающим лучом и перпендикуляром называется углом падения. Падающий луч отражается от поверхности зеркала, и получается отраженный луч. Угол между отраженным лучом и перпендикуляром называется углом отражения.
Наблюдения показали, что изменение угла, под которым свет фонаря падает на зеркало после прохождения через расчёску, влечет за собой изменение угла, под которым отражается падающий свет. Когда угол падения увеличивается, угол его отражения также увеличивается; когда он уменьшается, угол отражения также уменьшается.
Закона отражения света
Изменяя угол падения, мы одновременно изменяем угол отражения. Угол падения и угол отражения вместе с перпендикуляром лежат в одной плоскости и равны друг другу.
Иллюстрация закона отражения света
Формулировка закона и его формула.
Закон отражения света гласит так: угол отражения равен углу падения. Падающий и отраженный лучи и перпендикуляр к поверхности зеркала в точке падения лежат в одной плоскости.
В виде формулы закон отражения света записывается следующим образом: ∠ α = ∠ β.
Применение
Закон отражения используется во многих оптических системах. Повседневное значение имеют применения, описанные ниже.
Закон отражения используется для всех типов зеркал (плоские зеркала, вогнутые зеркала, выпуклые зеркала, параболические зеркала) и их применения (например, фары, фонари, косметические зеркала).
Он также используется для светоотражателей, которые должны быть установлены, например, на велосипедах. Они имеют гладкие стеклянные или пластиковые поверхности снаружи и множество маленьких призм внутри, на которых свет отражается таким образом, что выходит в том же направлении, откуда вошел. Поэтому велосипеды, находящиеся точно по направлению движения автомобиля, могут быть распознаны в темноте гораздо раньше, чем это было бы возможно без дополнительного оснащения светоотражателями.
Также закон отражения должен соблюдаться и в других местах. Гладкая поверхность воды отражает свет. И в тоже время, отражение тел видно на поверхности воды.
В помещениях, освещаемых сфокусированными прожекторами — например, на сцене театра — установка больших стеклопакетов может быть запрещена строительными нормами. Это связано с тем, что стекла воспринимаются только в том случае, если глаз смотрит на отраженный луч света. Для всех остальных людей существует опасность столкнуться со стеклом. В музеях, где много стеклянных витрин с точечным освещением, можно неоднократно наблюдать, как гости ударяются головой о стеклянную обшивку, потому что не заметили само стекло. Поэтому комнаты с большим количеством стеклянных витрин должны иметь рассеянное освещение.
Обратимость световых лучей
Световые пути обычно обратимы. Что это значит, показано на двух рисунках на рис. 2 на простом примере.
В левом изображении на рис. 2 свет исходит слева и отражается от зеркала. Читая угловую шкалу, можно увидеть, что закон отражения выполняется.
В правом изображении на рис. 2 луч света падает на зеркало точно с того направления, в котором луч света был отражен ранее. Вы видите, что теперь отраженный луч света проходит точно там же, где раньше проходил луч падающего света: поэтому путь света является обратимым.
Обратимость светового пути является важным основным принципом геометрической оптики, а также применима к гораздо более сложным явлениям, например, к преломлению света на воде.
Законы отражения света и история их открытия
Закон отражения света был открыт в результате наблюдений и экспериментов. Конечно, это можно вывести теоретически, но все принципы, которые используются сейчас, определены и обоснованы на практике. Знание основных характеристик этого явления помогает при планировании освещения и выборе оборудования. Этот принцип работает и в других областях: радиоволны, рентгеновские лучи и т.д. Ведут себя точно так же при отражении.
Что такое отражение света и его разновидности, механизм
Закон формулируется следующим образом: падающий и отраженный лучи лежат в одной плоскости, имеющей перпендикуляр к отражающей поверхности, выступающей из точки падения. Угол падения равен углу отражения.
По сути, отражение — это физический процесс, в котором луч, частицы или излучение взаимодействуют с плоскостью. Направление волн меняется на границе двух сред, так как они обладают разными свойствами. Отраженный свет всегда возвращается в окружающую среду, откуда он исходит. Очень часто при отражении также наблюдается явление преломления волн.
Это схематическое объяснение закона отражения света.
Зеркальное отражение
В этом случае существует четкая взаимосвязь между отраженными и падающими лучами, это главная особенность данной разновидности. Вот несколько ключевых моментов о зеркальном отражении:
В случае зеркального отражения углы падения и отражения всегда одинаковы.
В этом случае показатели преломления зависят от свойств плоскости и характеристик света. Это отражение можно найти везде, где есть гладкие поверхности. Но для разных сред условия и принципы могут меняться.
Полное внутреннее отражение
Типично для звуковых и электромагнитных волн. Это происходит там, где встречаются две среды. В этом случае волны должны падать из среды с меньшей скоростью распространения. Что касается света, то можно сказать, что показатели преломления в этом случае значительно увеличиваются.
Полное внутреннее отражение характерно для водной поверхности.
Угол падения светового луча влияет на угол преломления. С увеличением его значения интенсивность отраженных лучей увеличивается, а интенсивность преломленных лучей уменьшается. При достижении определенного критического значения показатели преломления уменьшаются до нуля, что приводит к полному отражению лучей.
Критический угол рассчитывается индивидуально для разных сред.
Диффузное отражение света
Этот вариант отличается тем, что при попадании на неровную поверхность лучи отражаются в разные стороны. Отраженный свет просто рассеивается, поэтому вы не можете увидеть свое отражение на неровной или непрозрачной плоскости. Явление диффузии лучей наблюдается, когда неровности равны длине волны или превышают ее.
При этом одна и та же плоскость может диффузно отражать свет или ультрафиолетовое излучение, но при этом хорошо отражать инфракрасный спектр. Все зависит от характеристик волн и свойств поверхности.
Диффузное отражение хаотично из-за неровностей поверхности.
Обратное отражение
Это явление наблюдается, когда лучи, волны или другие частицы отражаются назад, то есть к источнику. Это свойство можно использовать в астрономии, естествознании, медицине, фотографии и других областях. Благодаря системе выпуклых линз в телескопах можно видеть свет звезд, невидимый невооруженным глазом.
Обратным отражением можно управлять за счет сферической формы отражающей поверхности.
важно создать определенные условия для возврата света к источнику, чаще это достигается за счет оптики и направления луча лучей. Например, этот принцип используется в ультразвуковых исследованиях, благодаря отраженным ультразвуковым волнам на мониторе выводится изображение исследуемого органа.
История открытия законов отражения
Это явление известно давно. Впервые об отражении света упоминается в произведении «Катоптрика», датируемом 200 г до н.э и написанном древнегреческим ученым Евклидом. Первые опыты были простыми, поэтому на тот момент не появилось никаких теоретических оснований, но именно он открыл это явление. В этом случае для зеркальных поверхностей использовался принцип Ферма.
Формулы Френеля
Огюст Френель был французским физиком, который разработал ряд формул, широко используемых по сей день. Они используются для расчета интенсивности и амплитуды отраженных и преломленных электромагнитных волн. Кроме того, они должны проходить через резкую границу между двумя средами с разными значениями преломления.
Все явления, которые соответствуют формулам французского физика, называются отражением Френеля. Но следует помнить, что все полученные закономерности верны только тогда, когда средние изотропны и граница между ними четкая. В этом случае угол падения всегда равен углу отражения, а величина преломления определяется по закону Снеллиуса.
важно, что когда свет падает на плоскую поверхность, может быть два типа поляризации:
Френель вывел целый ряд формул, которые позволяют выполнять все необходимые вычисления.
Формулы для ситуаций с разной поляризацией разные. Это связано с тем, что поляризация влияет на характеристики луча и по-разному отражается. Когда свет падает под определенным углом, отраженный луч может быть полностью поляризован. Этот угол называется углом Брюстера, он зависит от преломляющих характеристик среды на границе раздела.
Говоря о которых! Отраженный луч всегда поляризован, даже если падающий свет не поляризован.
Принцип Гюйгенса
Гюйгенс — голландский физик, которому удалось вывести принципы, позволяющие описывать волны любой природы. Именно с его помощью часто демонстрируются как закон отражения, так и закон преломления света.
Это простейшее схематическое изображение принципа Гюйгенса.
В данном случае под светом понимается плоская волна, то есть все поверхности волны плоские. В этом случае поверхность волны представляет собой набор точек с колебаниями в одной фазе.
Формулировка такова: каждая точка, до которой доходит возмущение, становится источником сферических волн.
В видео закон физики 8-го класса объясняется очень простыми словами с помощью графики и анимации.
Сдвиг Федорова
его еще называют эффектом Федорова-Амбера. В этом случае происходит смещение светового пучка с полным внутренним отражением. В этом случае смещение незначительное, оно всегда меньше длины волны. Из-за этого смещения отраженный луч не лежит в той же плоскости, что и падающий, что противоречит закону отражения света.
Диплом о научном открытии был вручен Ф.И. Федорову в 1980 году.
Боковое смещение лучей было теоретически доказано советскими учеными в 1955 году благодаря математическим расчетам. Что касается экспериментального подтверждения этого эффекта, то вскоре его сделал французский физик Эмбер.
Использование закона на практике
Примеры отражения света вездесущи.
Рассматриваемый закон гораздо более распространен, чем кажется. Этот принцип широко используется в различных сферах:
Говоря о которых! Через отражение света мы видим луну и звезды.
Закон отражения света объясняет многие природные явления, а знание его характеристик позволило нам создать оборудование, которое широко используется в наше время.
Отражение света.
Автор — профессиональный репетитор, автор учебных пособий для подготовки к ЕГЭ Игорь Вячеславович Яковлев
Темы кодификатора ЕГЭ: закон отражения света, построение изображений в плоском зеркале.
Когда световой луч падает на границу раздела двух сред, происходит отражение света: луч изменяет направление своего хода и возвращается в исходную среду.
 |
| Рис. 1. Закон отражения |
Закон отражения.
Сейчас мы сформулируем один из самых древних законов физики. Он был известен грекам ещё в античности!
Закон отражения.
1) Падающий луч, отражённый луч и перпендикуляр к отражающей поверхности, проведённый в точке падения, лежат в одной плоскости.
2) Угол отражения равен углу падения.
 |
| Рис. 2. Отражённый луч выходит из точки |
Если поверхность является неровной, то после отражения параллельность лучей нарушится. В качестве примера на рис. 3 показано отражение от волнообразной поверхности. Отражённые лучи, как видим, идут в самых разных направлениях.
 |
| Рис. 3. Отражение от волнообразной поверхности |
Но что значит «неровная» поверхность? Какие поверхности являются «ровными»? Ответ таков: поверхность считается неровной, если размеры её неровностей не меньше длины световых волн. Так, на рис. 3 характерный размер неровностей на несколько порядков превышает величину длин волн видимого света.
Если же размер неровностей поверхности меньше длины световой волны, то такая поверхность называется зеркальной. При отражении от зеркальной поверхности параллельность пучка сохраняется: отражённые лучи также идут параллельно (рис. 4 )
 |
| Рис. 4. Отражение от зеркальной поверхности |
Плоское зеркало.
 |
| Рис. 5. Изображение источника света в плоском зеркале |
 |
| Рис. 6. Источник не над зеркалом: изображение есть всё равно |
 |
| Рис. 7. Область видения изображения источника S |
Как построить изображение произвольного предмета в плоском зеркале? Для этого достаточно найти изображение каждой точки этого предмета. Но мы знаем, что изображение точки симметрично самой точке относительно зеркала. Следовательно, изображение предмета в плоском зеркале симметрично предмету относительно плоскости зеркала (рис. 8 ).
 |
| Рис. 8. Изображение предмета AB в плоском зеркале |
Расположение предмета относительно зеркала и размеры самого зеркала не влияют на изображение (рис. 9 ).
Отражение и преломление света. Законы геометрической оптики.
теория по физике 🧲 оптика
Основные законы геометрической оптики были известны задолго до установления физической природы света. Большая часть из них выводятся из общего принципа, описывающего поведение волн. Впервые этот принцип выдвинул современник Ньютона Христиан Гюйгенс.
Каждая точка среды, до которой дошло возмущение, сама становится источником вторичных волн.
Чтобы, зная положение волновой поверхности в момент времени t, найти ее положение в следующий момент времени t + ∆t, нужно каждую точку волновой поверхности рассматривать как источник вторичных волн. Поверхность, касательная ко всем вторичным волнам, представляет собой волновую поверхность в следующий момент времени. Этот принцип подходит для описания волн любой природы (световых, механических, электромагнитных и пр.).
Для механических волн принцип Гюйгенса имеет наглядное толкование: частицы среды, до которых доходят колебания, колеблясь, приводят в движение соседние частицы среды, с которыми они взаимодействуют.
Закон прямолинейного распространения света
В оптически однородной среде свет распространяется прямолинейно.
Опытным доказательством этого закона служат резкие тени, отбрасываемые непрозрачными телами при освещении светом источника небольших размеров («точечного источника»).
Другим доказательством может служить известный опыт по прохождению света далекого источника сквозь небольшое отверстие, в результате чего образуется узкий световой пучок. Этот опыт приводит к представлению о световом луче как о геометрической линии, вдоль которой распространяется свет.
Законы геометрической оптики выполняются приближенно при условии, что размеры препятствий на пути световых волн много больше длины волны. Так, закон прямолинейного распространения света нарушается и понятие светового луча утрачивает смысл, если свет проходит через очень малые отверстия.
Пример №1. Здание, освещенное солнечными лучами, отбрасывает тень длиной L = 36 м. Вертикальный шест высотой h = 2,5 м отбрасывает тень длиной l = 3 м. Найдите высоту H здания.
Так как шест и здание расположены вертикально, они параллельны. Так как на них светит один и тот же источник света, то угол падения лучей одинаков. Следовательно, треугольники, образованные стеной зданий, лучом солнца и землей, а также землей, лучом солнца и шестом, подобны. Отсюда можно сделать вывод, что отношение высоты здания к высоте шеста будет отношению длины тени здания к длине тени шеста:
Закон отражения света
Рассмотрим отражение плоской волны (см. рис. ниже).
Плоская волна — волна, волновые поверхности которой представляют собой плоскости.
Угол падения — угол между падающим лучом и перпендикуляром к отражающей поверхности.
Угол отражения — угол между перпендикуляром к отражающей поверхности и отраженным лучом.
В момент, когда волна достигнет точки B, и в этой точке начнется возбуждение колебаний, вторичная волна в точке A уже будет представлять собой полусферу радиусом r = AD = v∆t = CB. Радиусы вторичных волн от источников, находящихся между точками A и B, меняются так, как показано на рисунке выше.
Закон отражения света
Угол падения равен углу отражения. Падающий луч, луч отраженный и перпендикуляр, восстановленный в точке падения, лежат в одной плоскости.
Пример №2. Луч света падает на плоское зеркало. Угол падения α равен 20°. Чему равен угол между падающим и отражённым лучами?
Поскольку, согласно закон отражения света, угол падения равен углу отражения, то угол между падающим и отражённым лучами равен удвоенному углу α. Следовательно, он равен 40°.
Закон преломления света
На границе двух разнородных сред свет меняет направление распространения. Часть его энергии возвращается в первую среду, то есть, происходит отражение света. Если же вторая среда прозрачна, то часть света проходит через границу, разделяющую первому и вторую среду. При этом он меняет свое направление. Это явление называется преломлением света.
Преломление света на границе двух сред легко продемонстрировать с помощью стакана, воды и карандаша. Если опустить карандаш в пустой стакан, то он будет выглядеть таким же прямым, как и всегда (см. рисунок слева). Если же опустить карандаш в стакан, заполненный водой, мы увидим, что его часть под водой будто бы «преломилась».
Закон преломления света, который определяет взаимное расположение луча падающего, луча преломленного и перпендикуляра, восстановленного в точке падения, был открыт опытным путем в XVII веке. Но его можно доказать, основываясь на принципе Гюйгенса.
Пусть на плоскую границу раздела двух сред (к примеру, из воздуха в воду) падает плоская световая волна (см. рисунок выше). Волновая поверхность AC перпендикулярна лучам A1A и B1B. Поверхности MN сначала достигнет луч A1A. B1B достигнет ее через некоторое время, которое можно определить отношением:
В момент, когда вторичная волна в точке B только начинает возбуждаться, волна от точки A уже имеет вид полусферы, радиус которой определяется выражением:
Волновую поверхность преломленной волны можно получить, проведя поверхность, касательную всем вторичным волнам во второй среде, центры которых лежат на границе раздела сред. В данном случае, ею является плоскость BD. Она является огибающей вторичных волн.
Угол падения α равен CAB в треугольнике ABC (стороны одного из этих углов перпендикулярны сторонам другого). Следовательно:
Угол преломления β равен углу ABD в треугольнике ABD. Поэтому:
Поделим первое выражение на второе и получим:
Закон преломления света
Падающий луч, луч преломленный и перпендикуляр, восстановленный в точке падения, лежат в одной плоскости. Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для двух сред.
Сначала построим рисунок хода лучей до пластины, внутри нее и после нее. Расстояние между лучами, прошедшими сквозь пластину, обозначим за l. Оно равна длине перпендикуляра, соединяющего эти лучи.
Луч выходит из пластины под некоторым углом γ таким, что:
Величина n — относительный показатель преломления.
Физический смысл показателя преломления заключается в том, что он равен отношению скоростей света в средах, на границе между которыми происходит преломление.
Различают также абсолютный показатель преломления — показатель преломления среды относительно вакуума. Он равен синусу угла падения к синусу угла преломления при переходе светового луча из вакуума в данную среду.
Поскольку в вакууме скорость света максимальна, абсолютный показатель преломления можно выразить формулой:
где v 1 — скорость света в среде, c — скорость света в вакууме.
Тогда относительный показатель преломления при переходе света из первой среды во вторую будет равен отношению абсолютного показателя преломления второй среды к абсолютному показателю преломления первой среды:
Среду с меньшим абсолютным показателем преломления принято называть оптически менее плотной средой, а среду с большим абсолютным показателем преломления — оптически более плотной.
Пример №4. Определить показатель преломления воды относительно алмаза.
Абсолютные показатели преломления воды и алмаза — постоянные табличные величины.
Полное отражение
Закон преломления света позволяет объяснить интересное и практически важное явление — полное отражение света.
Если же направить луч света в обратном направлении — из оптически более плотной среды в оптически менее плотную вдоль ранее преломленного луча (см. рисунок б), то закон преломления запишется следующим образом:
Преломленный луч по выходе из оптически более плотной среды будет направлен по линии ранее падавшего луча, поэтому α α0. При падении света на границу двух сред световой луч, как мы уже говорили ранее, частично отражается и частично преломляется. Но при α > α0 преломление света невозможно. Значит, луч должен полностью отразиться. Это явление и называется полным отражением света.
Примеры полного отражения света:
Угол полного отражения — угол падения α0, соответствующий углу преломления 90°.
При sin β = 1 (что соответствует углу 90°) угол полного отражения можно определить по формуле:
Пример №5. Луч света, идущий из толщи воды, полностью отражается от ее поверхности. Выйдет ли луч в воздух, если на поверхность воды налить слой кедрового масла?
Синус угла полного отражения для луча, идущего из воды к воздуху:
где n 1 — показатель преломления воды.
Запишем закон преломления света для случая, когда на поверхность воды налито масло:
Тогда синус угла полного отражения для луча, идущего из воды к маслу:
где n 2 — показатель преломления масла.
Эта формула соответствует случаю, когда угол β является углом полного отражения. Следовательно, луч света за пределы масляной пленки в воздух не выйдет.
Практическое применение явления полного отражения света
Явление полного отражения света применяют в волоконной оптике для передачи света и изображения по пучкам прозрачных гибких волокон — световодов. Световод — это стеклянное волокно цилиндрической формы, покрытое оболочкой из прозрачного материала с меньшим, чем у волокна, показателем преломления.
За счет многократного полного отражения свет может быть направлен, либо по прямому, либо по изогнутому пути (см. рисунок слева). Волокна собираются в жгуты. При этом по каждому из волокон передается какой-нибудь элемент изображения (см. рисунок справа). Жгуты из волокон используются, например, в медицине для исследования внутренних органов.
В последнее время волоконная оптика широко используется для быстрой передачи компьютерных сигналов. По волоконному кабелю передается модулированное лазерное излучение.
Ученик провёл опыт по преломлению монохроматического света, представленный на фотографии.
Затем вся установка была помещена в воду. Как изменятся частота световой волны, длина волны, падающей на стекло, и угол преломления?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждого ответа. Цифры в ответе могут повторяться.