Fényvisszaverődés
A fényvisszaverődés (reflexió) egy optikai jelenség. Ha a fény két eltérő optikai sűrűségű közeg határára érkezik, akkor egy része visszaverődik, másik része pedig belép az új közegbe. Az új közegben haladó fénysugár általában megtörik. A jobb oldali képen megfigyelhető a levegőből a plexi felületére érkező fénysugár visszaverődése és törése is.
A szabályos fényvisszaverődés
Ha a fényvisszaverődés egy kellően sima[1] felületről történik, akkor a visszaverődést szabályos fényvisszaverődésnek nevezzük. Az alábbi törvények a szabályos fényvisszaverődésre vonatkoznak.
A fényvisszaverődés törvényeinek megfogalmazásához szükséges fogalmak:
- Beesési pontnak nevezzük a két közeg határfelületén azt a pontot, ahova a (vizsgált) fénysugár beérkezik.
- Beesési merőlegesnek nevezzük a beesési ponton átmenő, két közeg határfelületére merőleges egyenest.
- Beesési szögnek hívjuk a beeső fénysugár és a beesési merőleges közti szöget.
- Visszaverődési szögnek nevezzük a visszaverődő fénysugár és a beesési merőleges közti szöget.
A fényvisszaverődés törvényei (Eukleidész, i. e. 300 körül)[2] a következők:
- A beeső fénysugár, a beesési merőleges és a visszavert fénysugár azonos síkban van.
- A beesési szög (α) és a visszaverődési szög (α') ugyanakkora. Képlettel felírva: α = α'.
Ezeket Euklidész gyakorlati módszerekkel írta le. Elméleti úton Fermat elvéből kaphatjuk meg.
A fényvisszaverődésre vonatkozó egyéb tudnivalók:
- A beeső és a visszavert fénysugár a beesési merőleges különböző oldalain halad.
- A fénysugár útja megfordítható, vagyis a visszavert fénysugár (s') irányából érkező fény a beeső fénysugár (s) mentén halad tovább.
A fényvisszaverődés törvényeinek következményei:
- A határfelületre merőlegesen beeső fénysugár önmagába verődik vissza.
- A sík visszaverő felületre egymással párhuzamosan beeső fénysugarak egymással párhuzamosan verődnek vissza.
A szabályos visszaverődésen alapul a különféle tükrök működése.
Szórt (diffúz) fényvisszaverődés
Ha a fényvisszaverő felület érdes, akkor a szórt (diffúz) visszaverődés jön létre. A diffúz visszaverődés miatt látjuk a (saját fénnyel nem rendelkező, de megvilágított) tárgyakat gyakorlatilag minden irányból.
Például éjszaka, száraz időben az útburkolati jelek, illetve az úthibák jól láthatóak. A jármű lámpái által kibocsátott fény egy része ugyanis a diffúz visszaverődés következtében visszajut a járművezető szemébe. Esőben azonban a jármű lámpáinak fénye a vizes útfelületről gyakorlatilag szabályosan (menetirány szerint előre) verődik vissza, így a burkolati jeleket vagy az úthibákat a járművezető alig látja. A vizes útfelületről visszaverődő fény ugyanakkor zavarhatja, illetve elvakíthatja a szembejövő járművek vezetőit.
Teljes fényvisszaverődés
Ha a fény egy optikailag sűrűbb közegből egy ritkább közeg határfelületéhez érkezik, és a beesési szög nagyobb, mint a (két közegre jellemző) határszög akkor a fény nem törik meg, hanem teljes egészében visszaverődik. Ezt a jelenséget teljes fényvisszaverődésnek vagy totálreflexiónak nevezzük. A szabályos visszaverődés törvényei a teljes visszaverődésnél is érvényesek.
Mivel a legjobb minőségű tükrök is csak a fény 95 százalékát[3] verik vissza, egyes optikai eszközökben a tükrök helyett a teljes fényvisszaverődést használják a fény irányának megváltoztatására.
Fényképek
-
Párhuzamos fénynyaláb visszaverődése sík felületről -
Párhuzamos fénysugarak visszaverődése sík felületről -
Fényvisszaverődés sík felületről -
Teljes fényvisszaverődés plexi-levegő határán
Lásd még
Források
- ↑ A (hullámokat) visszaverő felületet akkor tekinthetjük simának, ha a felület egyenetlenségei a hullámhossznál lényegesen kisebbek.
- ↑ Dr. Budó Ágoston - Dr. Mátrai Tibor: Kísérleti fizika III. (ISBN 963-17-4571-6), Tankönyvkiadó, Bp., 1980.
- ↑ Dr. Bernolák Kálmán: A fény, Műszaki Könyvkiadó (ISBN 963-10-3770-3), Bp., 1981.
Külső hivatkozások
