हम अपने आस-पास के अंतरिक्ष में जो कुछ भी देखते हैं वह या तो प्रकाश उत्सर्जित करता है या इसे परावर्तित करता है।

उत्सर्जित रंग

एक सक्रिय स्रोत द्वारा उत्सर्जित प्रकाश है। ऐसे स्रोतों के उदाहरण सूर्य, एक प्रकाश बल्ब, या एक मॉनिटर स्क्रीन हैं। उनकी क्रिया आमतौर पर धातु निकायों या रासायनिक या थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रियाओं के गर्म होने पर आधारित होती है। किसी भी उत्सर्जक का रंग विकिरण की वर्णक्रमीय संरचना पर निर्भर करता है। यदि स्रोत पूरे दृश्य क्षेत्र में प्रकाश तरंगों का उत्सर्जन करता है, तो इसका रंग हमारी आंखों द्वारा सफेद माना जाएगा। एक निश्चित सीमा (उदाहरण के लिए, 400 - 450 एनएम) के तरंग दैर्ध्य की इसकी वर्णक्रमीय संरचना में प्रमुखता हमें इसमें प्रमुख रंग (इस मामले में, नीला-बैंगनी) की भावना देगी। और अंत में, से प्रकाश घटकों के उत्सर्जित प्रकाश में उपस्थिति विभिन्न क्षेत्रोंदृश्यमान स्पेक्ट्रम (उदाहरण के लिए, लाल और हरा) हमें परिणामी रंग (इस मामले में, पीला) की हमारी धारणा देता है। लेकिन साथ ही, किसी भी मामले में, हमारी आंखों में प्रवेश करने वाला उत्सर्जित रंग उन सभी रंगों को बरकरार रखता है जिनसे इसे बनाया गया था।

परावर्तित प्रकाश

तब होता है जब कोई वस्तु (या बल्कि, इसकी सतह) प्रकाश स्रोत से उस पर पड़ने वाली प्रकाश तरंगों को दर्शाती है। रंग प्रतिबिंब का तंत्र सतह के रंग प्रकार पर निर्भर करता है, जिसे दो समूहों में विभाजित किया जा सकता है:

· अक्रोमेटिक;

रंगीन

पहले समूह में अक्रोमेटिक (अन्यथा रंगहीन) रंग होते हैं: काला, सफेद और सभी ग्रे (सबसे गहरे से सबसे हल्के तक) (चित्र 4)। उन्हें अक्सर तटस्थ कहा जाता है। सीमित मामले में, ऐसी सतहें या तो उन पर आपतित सभी किरणों को प्रतिबिंबित करती हैं, कुछ भी अवशोषित नहीं करती हैं (आदर्श रूप से सफेद सतह), या पूरी तरह से किरणों को अवशोषित करती हैं, कुछ भी नहीं दर्शाती हैं (आदर्श काली सतह)। अन्य सभी विकल्प (ग्रे सतह) समान रूप से विभिन्न तरंग दैर्ध्य की प्रकाश तरंगों को अवशोषित करते हैं। इनसे परावर्तित रंग इसकी वर्णक्रमीय संरचना को नहीं बदलता है, केवल इसकी तीव्रता में परिवर्तन होता है।

दूसरा समूह रंगीन रंगों में चित्रित सतहों से बनता है, जो अलग-अलग तरंग दैर्ध्य के साथ प्रकाश को अलग-अलग प्रतिबिंबित करते हैं। इसलिए, यदि आप हरे कागज के एक टुकड़े को सफेद रोशनी से रोशन करते हैं, तो कागज हरा दिखाई देगा क्योंकि इसकी सतह सफेद रंग के हरे घटक को छोड़कर सभी प्रकाश तरंगों को अवशोषित करती है। क्या होता है यदि हरे कागज को लाल या नीली रोशनी से प्रकाशित किया जाता है? कागज को काला माना जाएगा क्योंकि लाल और नीला रंगयह प्रतिबिंबित नहीं करता है। यदि आप किसी हरे रंग की वस्तु को हरे प्रकाश से रोशन करते हैं, तो यह उसे एक अलग रंग की आसपास की वस्तुओं से अलग कर देगा।

प्रकाश के परावर्तन की प्रक्रिया न केवल सतह के निकट की परत में उससे जुड़ी अवशोषण की प्रक्रिया के साथ होती है। पारभासी वस्तुओं की उपस्थिति में, आपतित प्रकाश का कुछ भाग उनसे होकर गुजरता है (चित्र 4 देखें)। कैमरा फिल्टर की क्रिया इस संपत्ति पर आधारित होती है, जो दृश्यमान स्पेक्ट्रम से वांछित रंग सीमा को काटती है (दूसरे शब्दों में, अवांछित रंग स्पेक्ट्रम को काटकर)।

चावल। 4 सतहों द्वारा परावर्तन के तंत्र: ए - हरा, बी - सफेद में पीला, डी - काली सतह

इस प्रभाव को बेहतर ढंग से समझने के लिए, रंगीन plexiglass की एक प्लेट को प्रकाश बल्ब की सतह पर दबाएं। नतीजतन, हमारी आंख प्लास्टिक द्वारा अवशोषित नहीं किए गए रंग को "देखेगी"।

प्रत्येक वस्तु में परावर्तन और संचरण की वर्णक्रमीय विशेषताएं होती हैं। ये विशेषताएँ निर्धारित करती हैं कि कोई वस्तु किस प्रकार कुछ तरंग दैर्ध्य पर प्रकाश को परावर्तित और प्रसारित करती है (चित्र 5)।

वर्णक्रमीय परावर्तन वक्र

जब किसी वस्तु को मानक प्रकाश स्रोत से प्रकाशित किया जाता है, तो परावर्तित प्रकाश को मापकर निर्धारित किया जाता है।

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प्रकाश केवल एक सजातीय माध्यम में एक सीधी रेखा में फैलता है। यदि प्रकाश दो माध्यमों के बीच अंतरापृष्ठ पर पहुंचता है, तो यह प्रसार की दिशा बदल देता है।

इसके अलावा, कुछ प्रकाश पहले बुधवार को लौटता है। इस घटना को कहा जाता है प्रकाश का परावर्तन. पहले माध्यम में मीडिया के बीच इंटरफेस में जाने वाले प्रकाश की किरण को आपतित कहा जाता है (चित्र 16.5) (एक). रे। मीडिया के बीच इंटरफेस पर बातचीत के बाद पहले माध्यम में शेष, परावर्तित कहा जाता है (बी).  

आपतित किरण और किरण के आपतन बिंदु पर परावर्तक सतह पर लम्बवत के बीच के कोण \(\alpha\) को कहा जाता है घटना का कोण.

परावर्तित किरण और उसी लंबवत के बीच के कोण \(\gamma\) को कहा जाता है परावर्तन कोण.

तीसरी शताब्दी में वापस। ई.पू. प्राचीन यूनानी वैज्ञानिक यूक्लिड ने प्रयोगात्मक रूप से परावर्तन के नियमों की खोज की थी। पर आधुनिक परिस्थितियांइस कानून को एक ऑप्टिकल वॉशर (चित्र। 16.6) का उपयोग करके सत्यापित किया जा सकता है, जिसमें एक डिस्क होती है, जिसकी परिधि के साथ डिवीजनों को चिह्नित किया जाता है, और एक प्रकाश स्रोत से जिसे डिस्क के किनारे पर ले जाया जा सकता है। डिस्क के केंद्र में एक परावर्तक सतह (एक समतल दर्पण) लगा होता है। परावर्तक सतह पर प्रकाश को निर्देशित करके, आपतन कोणों और परावर्तन के कोणों को मापा जाता है।

प्रतिबिंब के नियम:

1. किरण आपतित, परावर्तित और दो माध्यमों की सीमा पर बीम के आपतन बिंदु पर लंबवत एक ही तल में होती है।

2. परावर्तन कोण आपतन कोण के बराबर होता है:

\(~\अल्फा=\गामा\)

परावर्तन के नियमों को सैद्धांतिक रूप से फर्मेट के सिद्धांत का उपयोग करके प्राप्त किया जा सकता है।

बिंदु A से दर्पण की सतह पर प्रकाश पड़ने दें। बिंदु A 1 पर, दर्पण से परावर्तित किरणें एकत्र की जाती हैं (चित्र 16.7)। मान लें कि प्रकाश दो पथों में यात्रा कर सकता है, जो बिंदु O और O से परावर्तित होता है। प्रकाश को पथ AOA 1 पर जाने में लगने वाला समय सूत्र AO_1)(\upsilon)\ द्वारा ज्ञात किया जा सकता है, जहां \(~\upsilon) \) प्रकाश प्रसार की गति है।

बिंदु A से दर्पण की सतह तक की न्यूनतम दूरी को l से और बिंदु A 1 से i 1 द्वारा दर्शाया जाएगा।

आकृति 16.7 से हम पाते हैं

\(AO=\sqrt(l^2+x^2)\); \(OA_1=\sqrt((L-x)^2+l_1^2)\)।

\(t=\frac(\sqrt(l^2+x^2)+\sqrt((L-x)^2+l_1^2))(\upsilon)\)

आइए व्युत्पन्न खोजें

\(t"_x=\frac(1)(\upsilon)\Bigr(\frac(2x)(2\sqrt(l^2+x^2))+\frac(2(L-x)(-1)) (2\sqrt((L-x)^2+l_1^2))\Bigl)=\frac(1)(\upsilon)\Bigr(\frac(x)(\sqrt(l^2+x^2)) -\frac(L-x)(\sqrt((L-x)^2+l_1^2))\Bigl) =\frac(1)(\upsilon)\Bigr(\frac(x)(AO)-\frac(L-x) )(OA_1)\बिगल) \).

आकृति से हम देखते हैं कि \(\frac(x)(AO)=\sin \alpha\); \(\frac(L-x)(OA_1)=\sin\gamma\)।

इसलिए, \(t"_x=\frac(1)(\upsilon)(\sin \alpha-\sin \gamma)\)।

समय टी न्यूनतम होने के लिए, व्युत्पन्न शून्य के बराबर होना चाहिए। तो \(\frac(1)(\upsilon)(\sin \alpha-\sin \gamma)=0\)। इसलिए \(~\sin \alpha = \sin \gamma\), और चूंकि कोण \(~\alpha\) और \(~\gamma\) न्यून हैं, यह इस प्रकार है कि कोण \[~\gamma=\ अल्फा\].

हमने प्रतिबिंब के दूसरे नियम को व्यक्त करने वाला एक संबंध प्राप्त किया है। फ़र्मेट का सिद्धांत परावर्तन के पहले नियम का भी तात्पर्य है: परावर्तित किरण आपतित किरण से गुजरने वाले समतल में होती है और परावर्तक सतह के अभिलम्ब में होती है, क्योंकि यदि ये किरणें अलग-अलग तलों में होती हैं, तो पथ AOA 1 न्यूनतम नहीं होगा।

आपतित और परावर्तित किरणें उत्क्रमणीय होती हैं, अर्थात्। यदि आपतित किरण को परावर्तित किरण के पथ के साथ निर्देशित किया जाता है, तो परावर्तित किरण घटना किरण के पथ का अनुसरण करेगी - प्रकाश किरणों की उत्क्रमणीयता का नियम।

मीडिया के बीच इंटरफेस के गुणों के आधार पर, प्रकाश का प्रतिबिंब स्पेक्युलर और फैलाना (बिखरा हुआ) हो सकता है।

प्रतिबिंबितपरावर्तन कहलाता है, जिसमें समतल सतह पर आपतित किरणों का एक समानांतर पुंज परावर्तन के बाद समानांतर रहता है।

एक खुरदरी सतह उस पर आपतित प्रकाश के समानांतर पुंज को सभी संभव दिशाओं में परावर्तित करती है (चित्र 16.9)। प्रकाश के इस परावर्तन को कहते हैं बिखरा हुआ.

तदनुसार, दर्पण और मैट सतहों को प्रतिष्ठित किया जाता है।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि ये सापेक्ष शब्द हैं। सतहें जो केवल विशिष्ट रूप से प्रतिबिंबित होती हैं, मौजूद नहीं हैं। ज्यादातर मामलों में, कोण की दिशा में अधिकतम परावर्तन होता है परावर्तक प्रतिबिंब. यह बताता है कि क्यों हम सभी दिशाओं से एक दर्पण और अन्य विशिष्ट रूप से परावर्तक सतहों को देखते हैं, न कि केवल एक दिशा में जिसमें वे प्रकाश को प्रतिबिंबित करते हैं।

घटना प्रकाश की तरंग दैर्ध्य के आधार पर एक ही सतह स्पेक्युलर या मैट हो सकती है।

यदि सीमा एक सतह है, तो आयाम डीजिसकी अनियमितता लंबाई से कमप्रकाश की तरंग \(\lambda\), तो परावर्तन स्पेक्युलर होगा (पारा की एक बूंद की सतह, एक पॉलिश धातु की सतह, आदि), अगर \(d \gg \lambda\), प्रतिबिंब फैलाना होगा . सतह को बेहतर तरीके से संसाधित किया जाता है, घटना प्रकाश का अनुपात स्पेक्युलर परावर्तन कोण की दिशा में परिलक्षित होता है, और छोटा बिखरा हुआ होता है।

बिखरे हुए प्रकाश छोटे पॉलिशिंग दोषों, खरोंचों, छोटे धूल कणों के परिणामस्वरूप उत्पन्न होते हैं, जिनका आकार कई माइक्रोन के क्रम का होता है।

वह सतह जो आपतित प्रकाश को सभी दिशाओं में समान रूप से बिखेरती है, कहलाती है बिल्कुल मैट. बिल्कुल मैट सतहें भी मौजूद नहीं हैं। बिना काटे चीनी मिट्टी के बरतन, ड्राइंग पेपर और बर्फ की सतह बिल्कुल मैट सतहों के करीब हैं।

समान विकिरण के लिए भी, यदि आपतन कोण बढ़ा दिया जाए तो एक मैट सतह स्पेक्युलर बन सकती है। विसरित परावर्तक सतहें परावर्तन गुणांक \(\rho=\frac(W_(OTP))(W) \) के मान में भी अंतर हो सकता है, यह दर्शाता है कि सतह पर प्रकाश पुंज घटना की ऊर्जा W का कौन सा भाग ऊर्जा है परावर्तित प्रकाश पुंज का W.

सफेद ड्राइंग पेपर में 0.7-0.8 का परावर्तन होता है। मैग्नीशियम ऑक्साइड के साथ लेपित सतहों के लिए बहुत अधिक परावर्तन - 0.95 और काले मखमल के लिए बहुत कम - 0.01-0.002।

ध्यान दें कि दोलन आवृत्ति पर प्रतिबिंब और अवशोषण की निर्भरता सबसे अधिक बार चयनात्मक होती है।

साहित्य

अक्सेनोविच एल. ए. भौतिकी में उच्च विद्यालय: लिखित। कार्य। टेस्ट: प्रो. सामान्य प्रदान करने वाले संस्थानों के लिए भत्ता। वातावरण, शिक्षा / एल.ए. अक्सनोविच, एन.एन. रकीना, के.एस. फ़ारिनो; ईडी। के एस फरिनो। - एमएन।: अदुकात्सिया और व्यखवन, 2004। - एस। 457-460।

जब एक प्रकाश किरण दो माध्यमों के बीच इंटरफेस पर पड़ती है, तो प्रकाश परावर्तित होता है: किरण अपनी दिशा बदल देती है और मूल माध्यम में वापस आ जाती है।

अंजीर पर। 4.2 आपतित किरण AO, परावर्तित किरण OB और साथ ही परावर्तक पृष्ठ KL पर आपतन बिंदु O पर खींचा गया लंब OC दर्शाता है।

चावल। 4.2. प्रतिबिंब का नियम

कोण AOC आपतन कोण कहलाता है। ध्यान दें और याद रखें: घटना के कोण को लंबवत से परावर्तक सतह तक मापा जाता है, न कि सतह से ही! इसी तरह, परावर्तन कोण परावर्तित किरण और सतह के लंबवत द्वारा निर्मित कोण BOC है।

4.2.1 परावर्तन का नियम

अब हम भौतिकी के सबसे प्राचीन नियमों में से एक तैयार करेंगे। यह प्राचीन काल में यूनानियों के लिए जाना जाता था!

प्रतिबिंब का नियम।

1) आपतित किरण, परावर्तित किरण और आपतन बिंदु पर खींची गई परावर्तक सतह के लंबवत एक ही तल में होते हैं।

2) परावर्तन कोण आपतन कोण के बराबर होता है।

अत: \AOC = \BOC, जो चित्र में दिखाया गया है। 4.2.

परावर्तन के नियम का एक सरल लेकिन बहुत महत्वपूर्ण ज्यामितीय परिणाम है। आइए अंजीर को देखें। 4.3. मान लीजिए कि बिंदु A से एक प्रकाश पुंज आता है। आइए हम परावर्तक सतह KL के संबंध में बिंदु A के सममित बिंदु A0 की रचना करें।

चावल। 4.3. परावर्तित किरण बिंदु A0 . छोड़ती है

बिन्दु A और A0 की सममिति से स्पष्ट है कि \AOK = \A0 OK। साथ ही, \AOK + \AOC = 90 । इसलिए \A0 OB = 2(\AOK + \AOC) = 180, और इसलिए बिंदु A0 , O और B एक ही रेखा पर स्थित हैं! परावर्तित किरण OB, जैसा वह था, बिंदु A0 से बाहर आता है, सममित बिंदुए

परावर्तक सतह के सापेक्ष। यह तथ्य निकट भविष्य में हमारे लिए अत्यंत उपयोगी होगा।

परावर्तन का नियम प्रकाश की संकीर्ण किरणों में व्यक्तिगत प्रकाश किरणों के पाठ्यक्रम का वर्णन करता है। लेकिन कई मामलों में, बीम काफी चौड़ा होता है, यानी इसमें कई समानांतर बीम होते हैं। प्रकाश की एक विस्तृत किरण का परावर्तन पैटर्न परावर्तक सतह के गुणों पर निर्भर करेगा।

यदि सतह असमान है, तो परावर्तन के बाद किरणों की समांतरता टूट जाएगी। एक उदाहरण के रूप में, चित्र में। 4.4 लहरदार सतह से परावर्तन दिखाता है। परावर्तित किरणें, जैसा कि हम देखते हैं, विभिन्न दिशाओं में जाती हैं।

चावल। 4.4. लहरदार सतह से परावर्तन

लेकिन "खुरदरी" सतह का क्या मतलब है? कौन सी सतहें 'चिकनी' होती हैं? इसका उत्तर यह है: एक सतह को असमान माना जाता है यदि इसकी अनियमितताओं के आयाम प्रकाश तरंगों की तरंग दैर्ध्य से कम न हों। तो, अंजीर में। 4.4 अनियमितताओं का विशिष्ट आकार तरंगदैर्घ्य से बड़े परिमाण के कई क्रम हैं दृश्य प्रकाश.

सूक्ष्म अनियमितताओं वाली सतह, दृश्य प्रकाश की तरंग दैर्ध्य के अनुरूप, मैट कहलाती है। एक मैट सतह से समानांतर बीम के परावर्तन के परिणामस्वरूप, बिखरी हुई रोशनी प्राप्त होती है, ऐसे प्रकाश की किरणें सभी संभव दिशाओं में जाती हैं। इसलिए एक मैट सतह से परावर्तन को बिखरा हुआ या फैलाना कहा जाता है।

यदि सतह की अनियमितताओं का आकार प्रकाश की तरंग दैर्ध्य से कम है, तो ऐसी सतह को दर्पण कहा जाता है। जब दर्पण की सतह से परावर्तित होता है, तो बीम की समानता बनी रहती है: परावर्तित किरणें भी समानांतर जाती हैं (चित्र। 4.5)।

चावल। 4.5. दर्पण की सतह से परावर्तन

लगभग दर्पण पानी, कांच या पॉलिश धातु की चिकनी सतह है। दर्पण की सतह से परावर्तन को क्रमशः दर्पण परावर्तन कहा जाता है। हम स्पेक्युलर परावर्तन के एक सरल लेकिन महत्वपूर्ण विशेष मामले में रुचि लेंगे - समतल दर्पण में परावर्तन।

4.2.2 समतल दर्पण

समतल दर्पण समतल का वह भाग होता है जो विशेष रूप से प्रकाश को परावर्तित करता है। समतल दर्पण एक सामान्य बात है; आपके घर में ऐसे कई शीशे हैं। लेकिन अब हम यह पता लगा सकते हैं कि आईने में देखने पर आप उसमें अपना और अपने बगल की वस्तुओं का प्रतिबिंब क्यों देखते हैं।

अंजीर में बिंदु प्रकाश स्रोत एस। 4.6 विभिन्न दिशाओं में किरणें उत्सर्जित करता है; आइए समतल दर्पण पर आपतित दो निकटवर्ती पुंजों को लें। हम पहले से ही जानते हैं कि परावर्तित किरणें

3 इसलिए हम आसपास की वस्तुओं को देखते हैं: वे विसरित प्रकाश को परावर्तित करते हैं, जिसे हम किसी भी कोण से देखते हैं।

4 लैटिन शब्द di usio का अर्थ है फैलाना, फैलाना, बिखरना।

जैसे कि वे बिंदु S0 से आते हैं, जो दर्पण के तल के संबंध में बिंदु S के सममित है।

चावल। 4.6. समतल दर्पण में प्रकाश स्रोत का प्रतिबिम्ब

सबसे दिलचस्प तब शुरू होता है जब अपसारी परावर्तित किरणें हमारी आंख में प्रवेश करती हैं। हमारी चेतना की ख़ासियत यह है कि मस्तिष्क अपसारी किरण को पूरा करता है, इसे दर्पण के पीछे तब तक जारी रखता है जब तक कि यह बिंदु S0 पर पार न हो जाए। हमें ऐसा लगता है कि परावर्तित किरणें बिंदु S0 से आती हैं, हमें वहां एक चमकदार बिंदु दिखाई देता है!

यह बिंदु प्रकाश स्रोत एस की छवि के रूप में कार्य करता है। बेशक, वास्तव में, दर्पण के पीछे कुछ भी नहीं चमकता है, कोई ऊर्जा वहां केंद्रित नहीं है, यह एक भ्रम है, एक ऑप्टिकल भ्रम है, हमारी चेतना का एक उत्पाद है। इसलिए, बिंदु S0 को स्रोत S की काल्पनिक छवि कहा जाता है। बिंदु S0 पर, यह स्वयं प्रकाश किरणें नहीं हैं जो प्रतिच्छेद करती हैं, बल्कि उनकी मानसिक निरंतरता "दर्पण के माध्यम से" होती है।

यह स्पष्ट है कि प्रतिबिंब S0 दर्पण के आकार की परवाह किए बिना मौजूद रहेगा और स्रोत सीधे दर्पण के ऊपर है या नहीं (चित्र 4.7)। यह केवल इतना महत्वपूर्ण है कि दर्पण से परावर्तित किरणें आंख में पड़ें, और आंख स्वयं स्रोत की एक छवि बनाएगी।

चावल। 4.7. स्रोत दर्पण के ऊपर नहीं है: छवि अभी भी है

दृष्टि का क्षेत्र स्रोत के स्थान और दर्पण के आकार पर निर्भर करता है, स्थानिक क्षेत्र जहां से स्रोत की छवि दिखाई देती है। दृष्टि के क्षेत्र को दर्पण केएल के किनारों के और एल द्वारा परिभाषित किया गया है। छवि S0 के दृष्टि क्षेत्र का निर्माण चित्र 4.8 से स्पष्ट है; दृष्टि के वांछित क्षेत्र को एक ग्रे पृष्ठभूमि के साथ हाइलाइट किया गया है।

पाठ 19/III-2 प्रकाश का परावर्तन। प्रतिबिंब के नियम।

प्रकाश का परावर्तन। प्रकाश के परावर्तन के नियम।

नई सामग्री की व्याख्या

प्रकाश के परावर्तन के कारण सभी जीव अपने आसपास की वस्तुओं को देख सकते हैं। हम काली सतहों को इस तथ्य के कारण देखते हैं कि ये सतहें इस सतह पर पड़ने वाली सभी किरणों को अवशोषित करती हैं, लाल सतह लाल किरणों को दर्शाती हैं, और बाकी को अवशोषित करती हैं।

वैज्ञानिक लंबे समय से इस बात में रुचि रखते हैं कि प्रकाश कैसे परावर्तित होता है और परावर्तन के नियमों की खोज बहुत पहले की गई थी।

आइए निम्नलिखित प्रयोग करें। (एक समतल दर्पण से परावर्तन को ऑप्टिकल डिस्क का उपयोग करके प्रदर्शित किया जाता है)। नतीजतन, छात्रों को इस निष्कर्ष पर आना चाहिए कि दर्पण से परावर्तित होने वाला बीम उसी माध्यम में वापस आ जाता है। इस घटना को प्रकाश परावर्तन कहा जाता है।

अनुभवजन्य रूप से, प्रकाश के परावर्तन के नियम स्थापित होते हैं।

प्रकाश परावर्तन का प्रथम नियम

प्रकाश की किरण को दर्पण की सतह पर निर्देशित किया जाता है ताकि किरण दर्पण के तल में स्थित हो। डिस्क के एक चौथाई हिस्से को कवर करते हुए जहां प्रकाश किरण गुजरती है, यह मोटे कागज की एक शीट के साथ स्थापित किया जाता है कि परावर्तित किरण तभी दिखाई देती है जब कागज को डिस्क के खिलाफ कसकर दबाया जाता है और कागज का तल डिस्क के समतल के साथ मेल खाता है। . अवलोकन के परिणामस्वरूप, छात्रों को यह सुनिश्चित करना चाहिए कि आपतित और परावर्तित किरणें बीम के आपतन बिंदु से खींची गई परावर्तन सतह के लंबवत एक ही तल में हों।

प्रकाश के परावर्तन का दूसरा नियम

प्रकाश स्रोत को डिस्क के किनारे पर ले जाकर, आपतित किरण की दिशा बदल जाती है। इस मामले में, परावर्तित बीम की दिशा हर बार बदलती है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि आपतन कोण और परावर्तन कोण हमेशा समान रहते हैं। घटना और परावर्तित किरणों के बीच संबंध स्थापित करने के लिए, छात्र एक नोटबुक में प्रयोग का एक आरेख बनाते हैं और घटना किरण की परिभाषा, परावर्तित किरण और एक दूसरे के साथ उनकी समानता को लिखते हैं।

प्रकाश किरणों की उत्क्रमणीयता

यह प्रकाश परावर्तन के नियमों का पालन करता है कि आपतित और परावर्तित किरणें उत्क्रमणीय होती हैं। यदि, एक ऑप्टिकल डिस्क के साथ प्रयोगों के परिणामस्वरूप, प्रकाश किरण उस सीधी रेखा के साथ गिरेगी जिसके साथ आपतित किरण फैलती है, तो परावर्तन के बाद यह उस सीधी रेखा के साथ फैल जाएगी जिसके साथ आपतित किरण गुजरी थी।

इस गुण को प्रकाश किरणों की उत्क्रमणीयता कहते हैं।

समतल दर्पण में छवि बनाना

प्रत्येक व्यक्ति के जीवन में एक दर्पण एक बहुत ही परिचित चीज है। मानव जीवन में सबसे अधिक प्रयोग किया जाने वाला समतल दर्पण है।

जिस दर्पण का पृष्ठ समतल होता है उसे समतल दर्पण कहते हैं।

यदि कोई वस्तु, उदाहरण के लिए, एक मोमबत्ती, एक सपाट दर्पण के सामने रखी जाती है, तो ऐसा लगता है कि दर्पण के पीछे वही वस्तु रखी गई है, जिसे हम एक सपाट दर्पण में एक छवि कहते हैं।

यह ज्ञात है कि किसी व्यक्ति को एक चमकदार बिंदु दिखाई देता है यदि उससे निकलने वाली किरणें सीधे आंख पर पड़ती हैं। प्रकाश की किरणें (जब दर्पण से परावर्तित होती हैं, चित्र देखें) सीधे मानव नेत्र में नहीं पड़ती हैं। हालांकि,

12-डी। प्रकाश का परावर्तन

आइए एक प्रयोग करते हैं। मेज पर पड़े शीशे पर आधी खुली किताब रख दें। ऊपर से, हम प्रकाश की एक किरण को निर्देशित करते हैं ताकि यह दर्पण से परावर्तित हो, लेकिन पुस्तक पर न गिरे। अंधेरे में, हम घटना और प्रकाश के परावर्तित पुंजों को देखेंगे। अब शीशे को कागज से ढक देते हैं। इस मामले में, हम घटना किरण देखेंगे, लेकिन कोई परावर्तित किरण नहीं होगी। यह पता चला है कि कागज से प्रकाश परावर्तित नहीं होता है?

आइए रेखाचित्रों पर करीब से नज़र डालें। ध्यान दें कि जब प्रकाश दर्पण पर पड़ता है, तो कम रोशनी के कारण पुस्तक का पाठ लगभग अपठनीय होता है। लेकिन जब प्रकाश कागज की एक शीट पर पड़ता है, तो पुस्तक का पाठ बहुत अधिक दिखाई देता है, खासकर इसके नीचे। नतीजतन, पुस्तक अधिक दृढ़ता से प्रकाशित होती है। लेकिन क्या इसे रोशन करता है?

जब प्रकाश विभिन्न सतहों पर पड़ता है, तो दो विकल्प संभव हैं। सबसे पहला। एक सतह पर आपतित प्रकाश की किरण भी इसके द्वारा बीम के रूप में परावर्तित होती है। प्रकाश के इस परावर्तन को स्पेक्युलर परावर्तन कहते हैं। दूसरा। किसी सतह पर पड़ने वाला प्रकाश पुंज इसके द्वारा सभी दिशाओं में परावर्तित होता है। प्रकाश के इस परावर्तन को विसरित परावर्तन या केवल प्रकाश का प्रकीर्णन कहते हैं।

स्पेक्युलर परावर्तन बहुत चिकनी (पॉलिश) सतहों पर होता है। यदि सतह खुरदरी है, तो यह निश्चित रूप से प्रकाश बिखेरेगी। यह ठीक वैसा ही है जैसा हमने देखा जब हमने दर्पण को कागज की एक शीट से ढक दिया। उसने प्रकाश को परावर्तित किया, उसे सभी दिशाओं में बिखेर दिया, जिसमें पुस्तक भी शामिल थी, उसे प्रकाशित करना।

बीम ब्रेक के बिंदु पर परावर्तक सतह (कोण बी)।

जब प्रकाश परावर्तित होता है, तो दो नियमितताएँ हमेशा पूरी होती हैं: पहला। बीम के विराम बिंदु पर आपतित बीम, परावर्तित बीम और परावर्तक सतह के लंबवत हमेशा एक ही तल में होते हैं। दूसरा। आपतन कोण परावर्तन कोण के बराबर होता है। ये दो कथन प्रकाश के परावर्तन के नियम का सार व्यक्त करते हैं।

बायीं आकृति में, किरणें और दर्पण पर लम्ब एक ही तल में नहीं होते हैं। सही आकृति में, परावर्तन कोण आपतन कोण के बराबर नहीं है। इसलिए, किरणों का ऐसा प्रतिबिंब प्रयोगात्मक रूप से प्राप्त नहीं किया जा सकता है।

परावर्तन का नियम प्रकाश के स्पेक्युलर और विसरित परावर्तन दोनों के लिए मान्य है। आइए फिर से पिछले पृष्ठ के रेखाचित्रों की ओर मुड़ें। सही चित्र में किरणों के परावर्तन में स्पष्ट विकार के बावजूद, वे सभी इस तरह स्थित हैं कि परावर्तन के कोण आपतन कोणों के बराबर हैं। एक नज़र डालें, हमने सही ड्राइंग की खुरदरी सतह को अलग-अलग तत्वों में "काट" दिया और किरणों के विराम बिंदुओं पर लंबवत खींचे:

गुणवत्ता की समस्याओं का समाधान

आपतित बीम और दर्पण की सतह के बीच का कोण 50 0 है। आपतन कोण, परावर्तन कोण, आपतित और परावर्तित किरणों के बीच का कोण क्या है। आपतित और परावर्तित किरणों के बीच का कोण आपतन कोण से कितना गुना अधिक है? (उत्तर: 40 0, 40 0, 80 0, दो बार)।

यदि प्रकाश पुंज दर्पण की सतह के लंबवत आपतित हो तो आपतन कोण क्या होगा? (उत्तर: 0 0)।

आपतन कोण में 20 0 की वृद्धि हुई। आपतित और परावर्तित किरणों के बीच के कोण में कितनी वृद्धि होगी? (उत्तर: 40 0)।

घटना का कोण परावर्तित बीम और स्पेक्युलर सतह के बीच के कोण का दोगुना है। घटना का कोण क्या है? (उत्तर: 30 0)।

अपने आप को जांचें - नई सामग्री का समेकन

प्रकाश के परावर्तन का नियम बनाइए।

प्रकाश के परावर्तन की घटना का नियम क्या है?

आपतन कोण किस कोण को कहते हैं; प्रतिबिंब?

घटना और परावर्तित किरण के किस गुण को उत्क्रमणीय कहते हैं?

क्यों कभी-कभी दिन में हमें घरों की खिड़कियाँ अँधेरी लगती हैं, और कभी-कभी वे हल्की होती हैं?

हम सड़क पर कितना अंधेरा या उजाला देखते हैं और उस पर गड्ढे हैं, अगर रात में, बाहरी प्रकाश व्यवस्था के अभाव में, कार की हेडलाइट्स चालू करें?

प्रकाश का परावर्तन। ( नोटबुक में लिखें)

गृहकार्य

प्रकाश परावर्तन

(पूर्ण कार्य:

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USE कोडिफायर के विषय: प्रकाश परावर्तन का नियम, समतल दर्पण में छवियों का निर्माण।

जब एक प्रकाश पुंज दो माध्यमों के बीच अंतरापृष्ठ से टकराता है, प्रकाश प्रतिबिंब:किरण अपने पाठ्यक्रम की दिशा बदल देती है और अपने मूल माध्यम में वापस आ जाती है।

अंजीर पर। 1 एक घटना बीम, एक परावर्तित बीम और घटना के बिंदु पर परावर्तक सतह पर खींचा गया लंबवत दिखाता है।

चावल। 1. परावर्तन का नियम

कोण को आपतन कोण कहते हैं। ध्यान दें और याद रखें: घटना के कोण को लंबवत से परावर्तक सतह तक मापा जाता है, न कि सतह से ही! इसी तरह, परावर्तन कोण परावर्तित किरण और सतह के लंबवत द्वारा निर्मित कोण है।

प्रतिबिंब का नियम।

अब हम भौतिकी के सबसे प्राचीन नियमों में से एक तैयार करेंगे। यह प्राचीन काल में यूनानियों के लिए जाना जाता था!

प्रतिबिंब का नियम।
1) आपतित पुंज, परावर्तित पुंज और परावर्तक सतह के लंबवत आपतन बिंदु पर खींचे गए एक ही तल में होते हैं।
2) परावर्तन कोण आपतन कोण के बराबर होता है।

अतः, आकृति में दर्शाए गए अनुसार। एक ।

परावर्तन के नियम का एक सरल लेकिन बहुत महत्वपूर्ण ज्यामितीय परिणाम है। आइए अंजीर को देखें। 2. एक बिंदु से एक प्रकाश किरण आने दें। आइए परावर्तक सतह के संबंध में बिंदु के सममित बिंदु की रचना करें।

बिंदुओं की समरूपता से और यह स्पष्ट है कि . अलावा, । इसलिए, और, इसलिए, बिंदु एक ही सीधी रेखा पर स्थित हैं! परावर्तित बीम, जैसा कि था, एक बिंदु से सममित बिंदु से परावर्तक सतह के संबंध में आता है।यह तथ्य निकट भविष्य में हमारे लिए अत्यंत उपयोगी होगा।

परावर्तन का नियम व्यक्तिगत प्रकाश किरणों के पाठ्यक्रम का वर्णन करता है - प्रकाश की संकीर्ण किरणें। लेकिन कई मामलों में, बीम काफी चौड़ा होता है, यानी इसमें कई समानांतर बीम होते हैं। प्रकाश की एक विस्तृत किरण का परावर्तन पैटर्न परावर्तक सतह के गुणों पर निर्भर करेगा।

यदि सतह असमान है, तो परावर्तन के बाद किरणों की समांतरता टूट जाएगी। एक उदाहरण के रूप में, चित्र में। 3 लहरदार सतह से परावर्तन दिखाता है। परावर्तित किरणें, जैसा कि हम देखते हैं, विभिन्न दिशाओं में जाती हैं।

लेकिन "असमान" सतह का क्या अर्थ है? "फ्लैट" कौन सी सतहें हैं? इसका उत्तर यह है: एक सतह को असमान माना जाता है यदि इसकी अनियमितताओं के आयाम प्रकाश तरंगों की तरंग दैर्ध्य से कम न हों। तो, अंजीर में। 3, अनियमितताओं की विशेषता आकार दृश्य प्रकाश की तरंग दैर्ध्य से बड़े परिमाण के कई क्रम हैं।

दृश्य प्रकाश की तरंग दैर्ध्य के अनुरूप सूक्ष्म अनियमितताओं वाली सतह को कहा जाता है मैटएक मैट सतह से समानांतर बीम के परावर्तन के परिणामस्वरूप, एक प्राप्त होता है हल्का फैला हुआ- ऐसे प्रकाश की किरणें हर संभव दिशाओं में जाती हैं। (इसीलिए हम आसपास की वस्तुओं को देखते हैं: वे विसरित प्रकाश को परावर्तित करते हैं, जिसे हम किसी भी कोण से देखते हैं।)
इसलिए मैट सतह से परावर्तन को कहा जाता है छितरा हुआया बिखरा हुआ. (लैटिन शब्द डिफ्यूज़ियो का अर्थ है फैलाना, फैलाना, बिखरना।)

यदि सतह की अनियमितताओं का आकार प्रकाश तरंग की तरंग दैर्ध्य से कम है, तो ऐसी सतह को कहा जाता है दर्पण. जब दर्पण की सतह से परावर्तित किया जाता है, तो बीम की समांतरता बनी रहती है: परावर्तित किरणें भी समानांतर जाती हैं (चित्र 4)

लगभग दर्पण पानी, कांच या पॉलिश धातु की चिकनी सतह है। दर्पण की सतह से परावर्तन को क्रमशः कहा जाता है दर्पण. हम स्पेक्युलर परावर्तन के एक सरल लेकिन महत्वपूर्ण विशेष मामले में रुचि लेंगे - समतल दर्पण में परावर्तन।

समतल दर्पण।

समतल दर्पण - यह विमान का वह हिस्सा है जो विशेष रूप से प्रकाश को परावर्तित करता है। समतल दर्पण एक सामान्य बात है; आपके घर में ऐसे कई शीशे हैं। लेकिन अब हम यह पता लगा सकते हैं कि आईने में देखने पर आप उसमें अपना और अपने बगल की वस्तुओं का प्रतिबिंब क्यों देखते हैं।

अंजीर में बिंदु प्रकाश स्रोत। 5 विभिन्न दिशाओं में किरणें उत्सर्जित करता है; आइए समतल दर्पण पर आपतित दो निकटवर्ती पुंजों को लें। हम पहले से ही जानते हैं कि परावर्तित किरणें इस तरह जाएंगी जैसे कि वे एक सममित बिंदु से दर्पण के तल के संबंध में एक बिंदु पर आती हैं।

सबसे दिलचस्प तब शुरू होता है जब अपसारी परावर्तित किरणें हमारी आंख में प्रवेश करती हैं। हमारी चेतना की ख़ासियत यह है कि मस्तिष्क अपसारी किरण को पूरा करता है, इसे दर्पण के पीछे तब तक जारी रखता है जब तक कि वह बिंदु को पार नहीं कर लेता। हम प्रतीत,कि परावर्तित किरणें एक बिंदु से आती हैं - हमें वहां एक चमकदार बिंदु दिखाई देता है!

यह बिंदु कार्य करता है छविबेशक, वास्तव में, दर्पण के पीछे कुछ भी नहीं चमकता है, कोई ऊर्जा वहां केंद्रित नहीं है - यह एक भ्रम है, एक ऑप्टिकल भ्रम है, हमारी चेतना का एक उत्पाद है। इसलिए बिंदु कहा जाता है काल्पनिक छविस्रोत । एक बिंदु पर, प्रकाश किरणें स्वयं को प्रतिच्छेद नहीं करती हैं, बल्कि उनकी मानसिक निरंतरता "दिखने वाले कांच के माध्यम से" होती है।

यह स्पष्ट है कि प्रतिबिंब दर्पण के आकार की परवाह किए बिना मौजूद रहेगा और स्रोत सीधे दर्पण के ऊपर है या नहीं (चित्र 6)। यह केवल इतना महत्वपूर्ण है कि दर्पण से परावर्तित किरणें आंख से टकराएं - और आंख स्वयं स्रोत की एक छवि बनाएगी।

स्रोत के स्थान और दर्पण के आकार पर निर्भर करता है दृष्टि का दायरा- स्थानिक क्षेत्र जहां से स्रोत की छवि दिखाई दे रही है। दृष्टि का क्षेत्र किनारों और दर्पणों द्वारा निर्धारित किया जाता है। छवि दृष्टि क्षेत्र का निर्माण अंजीर से स्पष्ट है। 7; दृष्टि के वांछित क्षेत्र को एक ग्रे पृष्ठभूमि के साथ हाइलाइट किया गया है।

समतल दर्पण में मनमानी वस्तु की छवि कैसे बनाएं? ऐसा करने के लिए, इस वस्तु के प्रत्येक बिंदु की छवि को खोजने के लिए पर्याप्त है। लेकिन हम जानते हैं कि एक बिंदु की छवि दर्पण के संबंध में स्वयं बिंदु के सममित होती है। फलस्वरूप, समतल दर्पण में किसी वस्तु का प्रतिबिम्ब दर्पण के तल के सापेक्ष वस्तु के सममित होता है(चित्र 8)।

दर्पण के सापेक्ष वस्तु का स्थान और दर्पण के आयाम स्वयं छवि को प्रभावित नहीं करते हैं (चित्र 9)।