Obnašanje svetlobe kot val

Obnašanje svetlobe kot val

V fiziki je svetloba vrsta elektromagnetnega sevanja, ki je vidno očesu. Svetloba ima edinstveno lastnost, da jo v fiziki lahko označimo kot val in kot tok delcev fotoni .

Na tej strani bomo opisali nekatera vedenja svetlobe kot val, vključno z odbojem, lomom in difrakcijo.

Odsev

Eno najpomembnejših valovom podobnih vedenj svetlobe je odboj. Je odsevna svetloba, ki jo vidimo z očmi. Kako se svetloba odbija od predmetov, vpliva tudi na barve, ki jih vidimo.

Ko val udari v nov medij, se bo del vala odbil od površine. Kako odbojna je površina, bo odvisno, koliko svetlobe (in kakšne valovne dolžine svetlobe) se bo odsevalo in koliko bo absorbirano ali prepuščeno.

Ko se svetloba odbije, upošteva zakon odboja, ki mu sledijo valovi. To pomeni, da bo kot odbitega svetlobnega vala enak kotu vpadnega svetlobnega vala. Primer si oglejte na spodnji sliki:




Vrste refleksije

  • Zrcalni odsev - zrcalni odsev je, ko se svetlobni žarki odbijajo od površine v eni odhajajoči smeri. Primer te vrste odseva je ogledalo. Zrcalni odsevi se pojavijo na površinah, ki so ravne na mikroskopski ravni, na primer polirano srebro ali gladka vodna masa.
  • Difuzni odsev - difuzni odsev je, kadar površina odbija svetlobne žarke v širokem razponu smeri. Difuzni odsevi se pojavijo, kadar je površina na mikroskopski ravni hrapava. Površina je lahko videti ali videti gladka, kot list papirja, vendar je na mikroskopski ravni dejansko hrapava. To povzroči, da se žarki svetlobe odbijajo pod različnimi koti.


Lom

Ko se svetloba premakne iz enega medija (kot je zrak) v drug medij (kot voda), bo spremenila smer. To je 'valovsko' vedenje in se imenuje lom. Na ta način se svetloba obnaša kot drugi valovi, kot so zvočni valovi. Hitrost svetlobnega vala se spremeni tudi, ko se premika od srednjega do srednjega.

Primer loma svetlobe v vodi lahko vidite, če daste slamico v kozarec vode. Videli boste, kako se zdi, da se slama premakne vstran. To je upogib svetlobnega vala, ko vstopi v vodo.

Indeks loma

Za merjenje vedenja svetlobe v različnih snoveh znanstveniki uporabljajo lomni količnik. To daje razmerje med svetlobno hitrostjo v vakuumu in svetlobno hitrostjo v snovi. Enačba za lomni količnik je:

n = c / v

kjer je n lomni količnik, c hitrost svetlobe v vakuumu in v hitrost svetlobe v snovi.

Za primer vzemimo indeks loma za vodo, ki je 1,33. To pomeni, da je hitrost svetlobe v vakuumu 1,33-krat hitrejša od hitrosti svetlobe v vodi.

Difrakcija

Druga valovna lastnost svetlobe je difrakcija. Ko svetlobni valovi naletijo na oviro ali gredo skozi odprtino, se bodo upognili. Difrakcijo svetlobe lahko opazimo v srebrni oblogi okoli oblakov, pa tudi vzorce svetlobe s površine kompaktnega diska (glej sliko).