빛 의 반사는 빛의 광선 이 방향을 바꾸고 두 매체의 분리면에 떨어졌을 때 반사되는 광학 현상입니다.
그것은 자연에서 발생하는 기본 현상이며 이미 고전 그리스에서 연구되었습니다. 그러나 빛의 반사를 관장하는 법칙은 17 세기가 되어서야 선언되었습니다. 반사와 굴절의 법칙을 정의한 것은 네덜란드 과학자 W. Snell이었습니다. 이런 식으로 이러한 법칙을 Snell의 법칙이라고합니다.
물 속에서 빛의 반사. Pixabay
반사 자체는 빛의 경우가 가장 대표적이지만 모든 파동에 영향을 미치는 일반적인 현상입니다. 빛이 몸에 떨어질 때마다 반사가 발생합니다. 몸이 흡수하는 스펙트럼의 색과 반사하는 색에 따라 우리는 한 색 또는 다른 색의 몸을 봅니다.
반사는 거울 속 이미지의 형성과 같은 일상적인 문제에서도 우리의 일상 생활에 존재합니다. 이러한 이미지는 반사의 법칙에서 설명 할 수 있습니다. 이 경우 굴절 현상도 발생하지만 수면에 반사 된 이미지에서도 볼 수 있습니다.
집단
빛의 반사를 연구 할 때 다음 요소를 고려해야합니다 : 빛, 두 매체, 매체의 분리 표면, 입사 광선, 반사 광선 및 분리 표면에 대한 법선 .
물리학에서 빛이라는 용어는 전자기 스펙트럼에 포함 된 전체 방사선 장을 포함하며 가시광이라는 용어는 사람의 눈이 인식하는 스펙트럼의 일부를 위해 예약되어 있습니다.
반성하여 두 가지 수단을 구별해야합니다. 첫 번째는 파도가 이동하는 매체입니다. 두 번째는 교차하지 않거나 교차하면 파동의 굴절이 발생합니다. 두 미디어 사이를 미디어 분리라고합니다.
법선은 미디어 분리 평면에 수직 인 선입니다. 입사 광선을 첫 번째 매체를 통해 분리 표면에 도달하는 광선이라고합니다. 부분적으로 반사 된 광선은 입사 광선이이 표면과 충돌 한 후에 반사되는 광선입니다.
반사의 법칙
유클리드는 기원전 3 세기에 처음으로 반사 법칙을 발표했지만, 사실은 1621 년 네덜란드 천문학 자이자 수학자 인 빌레 브로 르드 스넬 반 로이 엔과 함께 현재의 반사 및 굴절 법칙이 제정되었을 때였습니다. .
두 가지 반성의 법칙이 아래에 설명되어 있습니다.
첫 번째 법칙
첫 번째 법칙은 입사 광선, 법선 (또는 평면에 수직) 및 반사 광선이 동일한 공간 평면에 있습니다.
빛의 반사 각도. 컴퓨터에서 읽을 수있는 작성자가 제공되지 않았습니다. Arvelius가 인수했습니다 (저작권 주장에 따라).
두 번째 법칙
반사의 두 번째 법칙은 반사 각도가 입사각과 정확히 동일하다는 것을 말합니다.
Fermat의 원리
굴절의 법칙뿐만 아니라 이전의 두 가지 반사 법칙은 모두 Fermat의 원리에서 추론 할 수 있습니다. 이 원칙은 빛의 광선이 공간의 두 장소 사이를 따라가는 경로는 항상 가능한 가장 짧은 시간이 걸리는 경로라는 것을 말합니다.
빛의 내부 전반사
빛의 내부 전반사는 빛이 굴절률 n 2 를 가진 매체가 발견 된 매체 n 1 보다 작은 매체를 만날 때 발생합니다 . 이 경우 빛은 두 매체의 분리면을 통과 할 수 없으며 완전히 반사됩니다.
물론 이것은 임계각이라고 불리는 것보다 더 큰 입사각에 대해서만 발생합니다.
내부 전반사는 컷 다이아몬드에서 볼 수있는 반짝임의 원인입니다.
반사 유형
반사는 여러 유형 (스페 큘러, 디퓨즈 또는 혼합) 일 수 있습니다. 어떤 유형의 반사가 발생하는지 여부는 주로 경로의 표면 유형에 따라 다릅니다.
정반사
빛이 부드럽고 광택이 나는 표면에 떨어지면 정반사가 발생합니다.
확산 반사
대신 빛이 닦지 않은 표면에 떨어지면 공간의 모든 방향으로 반사가 발생합니다. 그러면 난반사가 있었다고합니다.
마리아 카산드라
혼합 반사
이름에서 알 수 있듯이 혼합 반사는 이전 두 가지의 조합이 발생할 때 발생합니다.
응용
빛의 반사는 다른 용도로 사용됩니다. 따라서, 예를 들어, 전반사 현상은 쌍안경 제조에 사용되는 Porro 프리즘으로 알려진 것에 사용됩니다.
전반사는 광섬유 케이블에서 빛의 전파에도 사용됩니다. 따라서 가정에 광섬유 인터넷 연결이있는 경우이를 즐기는 책임의 일부는 빛의 전반사 때문이라는 것을 알아야합니다.
역 반사
재귀 반사는 입사각에 관계없이 빛을 원점 또는 광원으로 다시 반사하는 빛 반사의 응용 프로그램입니다. 이를 위해 평평한 반사 표면이 사용됩니다.
역 반사의 특정 적용은 교통 표지판에 있습니다. 이를 통해 헤드 라이트의 빛이 원점 방향으로 직접 반사 될 수 있습니다. 따라서 운전자가 위험에 대한 경고를받을 수 있도록 신호가 강화 된 것처럼 보입니다.
실험
빛의 반사 현상은 아래에서 제안하는 것과 같은 간단한 가정 실험을 통해 확인할 수 있습니다. 집에서 위험없이 할 수 있으며 물리학이 여러분의 손끝에 어떻게 있는지 확인할 수 있습니다.
빛의 전반사 실험
이 실험을 수행하려면 유리, 물, 우유 및 레이저 포인터 만 있으면됩니다.
먼저 유리 잔에 물을 채운 다음 우유 몇 방울을 추가합니다. 이 작업이 완료되면 레이저 포인터가 수위 아래의 유리를 가리 킵니다. 이런 식으로 포인터의 광선이 물을 통과하고 공기와 함께 물 표면에 반사됩니다.
또한 물에 녹아있는 우유 방울 덕분에 광파의 완전한 경로를 따라 가고 입사광과 반사광을 완벽하게 관찰 할 수 있습니다. 어쨌든 이상적인 것은 반사파의 패턴을 더 잘 이해하기 위해 빛이 거의없는 방에서 실험을 수행하는 것입니다.
원인
앞서 설명했듯이이 현상은 굴절률이 높은 매체에서 낮은 굴절률을 가진 매체로 빛이 통과 할 때만 발생합니다. 같은 방식으로 이것이 일어나기 위해서는 빛이 소위 임계각보다 큰 각도로 매체의 분리에 영향을 미쳐야합니다.
결론
빛의 반사는 일상 생활에서 우리에게 수반되는 자연 현상입니다. 이것은 우리가 그 덕분에 색상을 인식 할 수있는 정도입니다. 고전 그리스에서 이미 그 연구에 대한 증거가 있지만, Snell과 함께 17 세기가 되어서야 그것을 지배하는 규칙이 정의되기 시작했습니다.
현재, 그 응용 프로그램은 다양하고 다양합니다. 어떤 사람들은 분명히 상상하지 못했을 것이며 광섬유 케이블을 통한 정보 전송과 같은 예기치 않은 프로세스에 관여합니다.
물리학은 우리를 둘러싸고있을 때 모든 것에있을뿐만 아니라 빛은 우리가 현실을 발견 할 때 불가분의 관계로 우리를 동반합니다. 헛된 것이 아니라 우리가 우리 주변의 세계를 인식하는 것은 그녀 덕분입니다.
참고 문헌
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