Cele mai importante aspecte ale lecției
Reflexia luminii respectă regula fundamentală: unghiul de incidență este mereu egal cu unghiul de reflexie (\( \hat{i} = \hat{r} \)).
În timp ce suprafețele rugoase împrăștie lumina (reflexie difuză), suprafețele lucioase, precum oglinzile, creează o reflexie regulată.
Într-o oglindă plană, imaginea pe care o vezi este virtuală, dreaptă, are exact aceeași mărime cu obiectul real și pare a fi situată la aceeași distanță în spatele oglinzii la care te afli tu în fața ei.
Dacă se dorește focalizarea sau împrăștierea luminii, se folosesc oglinzi sferice: cele concave adună razele (convergente), iar cele convexe le împrăștie (divergente).
În timp ce suprafețele rugoase împrăștie lumina (reflexie difuză), suprafețele lucioase, precum oglinzile, creează o reflexie regulată.
Într-o oglindă plană, imaginea pe care o vezi este virtuală, dreaptă, are exact aceeași mărime cu obiectul real și pare a fi situată la aceeași distanță în spatele oglinzii la care te afli tu în fața ei.
Dacă se dorește focalizarea sau împrăștierea luminii, se folosesc oglinzi sferice: cele concave adună razele (convergente), iar cele convexe le împrăștie (divergente).
Reflexia este fenomenul de întoarcere a luminii în mediul din care a plecat (din care provine) atunci când întâlnește o suprafață de separație între două medii diferite.
Legile reflexiei:
- Raza incidentă, normala la suprafață în punctul de incidență și raza reflectată se află în același plan.
- Unghiul de incidență (format de raza incidentă cu normala) este egal cu unghiul de reflexie (format de raza reflectată cu normala).
\[ \hat{i} = \hat{r} \]
unde \(\hat{i}\) este unghiul de incidență, iar \(\hat{r}\) este unghiul de reflexie.
Modul în care este reflectată lumina depinde de tipul suprafeței pe care cade fasciculul luminos.
- Reflexia regulată: Apare pe suprafețe plane și lucioase (ex: oglindă, apă liniștită). Razele incidente paralele sunt reflectate tot ca raze paralele.
- Reflexia difuză: Apare pe suprafețe neregulate, rugoase sau mate. Razele incidente paralele sunt reflectate în direcții diferite, împrăștiind lumina.
Oglinda plană este un corp mărginit de o suprafață plană, lucioasă, care reflectă lumina în mod regulat.
Imaginea unui obiect formată într-o oglindă plană are următoarele proprietăți:
- Este o imagine virtuală (se formează la intersecția prelungirilor razelor reflectate, în spatele oglinzii).
- Distanța de la obiect la oglindă este egală cu distanța de la oglindă la imagine.
- Mărimea imaginii este egală cu mărimea obiectului.
Oglinzile sferice au suprafața reflectătoare de forma unei calote sferice. Ele pot modifica forma fasciculelor de lumină și dimensiunea imaginilor.
- Oglinda concavă: Are suprafața lucioasă pe partea interioară a sferei. Aceasta transformă un fascicul luminos paralel într-un fascicul convergent (adună razele într-un punct).
- Oglinda convexă: Are suprafața lucioasă pe partea exterioară a sferei. Aceasta transformă un fascicul luminos paralel într-un fascicul divergent (împrăștie razele).
Probleme practice
Ușoară: O rază de lumină cade pe o oglindă plană sub un unghi de incidență de \( 40^\circ \). Care este valoarea unghiului de reflexie? Dar valoarea unghiului dintre raza incidentă și raza reflectată?
Conform legii a doua a reflexiei, unghiul de incidență este egal cu unghiul de reflexie: \( \hat{i} = \hat{r} \).
Deci, \( \hat{r} = 40^\circ \).
Unghiul dintre raza incidentă și raza reflectată este suma celor două unghiuri: \( \hat{i} + \hat{r} = 40^\circ + 40^\circ = 80^\circ \).
Deci, \( \hat{r} = 40^\circ \).
Unghiul dintre raza incidentă și raza reflectată este suma celor două unghiuri: \( \hat{i} + \hat{r} = 40^\circ + 40^\circ = 80^\circ \).
Medie: O rază de lumină cade pe suprafața unei oglinzi plane astfel încât unghiul format de raza incidentă cu suprafața oglinzii este de \( 20^\circ \). Calculați unghiul de reflexie.
Atenție! Unghiul de incidență \( \hat{i} \) se măsoară între raza incidentă și normală, nu suprafața oglinzii.
Normala este perpendiculară pe suprafața oglinzii, deci formează un unghi de \( 90^\circ \) cu aceasta.
Unghiul de incidență va fi: \( \hat{i} = 90^\circ - 20^\circ = 70^\circ \).
Aplicând legea reflexiei (\( \hat{i} = \hat{r} \)), rezultă că unghiul de reflexie este \( \hat{r} = 70^\circ \).
Normala este perpendiculară pe suprafața oglinzii, deci formează un unghi de \( 90^\circ \) cu aceasta.
Unghiul de incidență va fi: \( \hat{i} = 90^\circ - 20^\circ = 70^\circ \).
Aplicând legea reflexiei (\( \hat{i} = \hat{r} \)), rezultă că unghiul de reflexie este \( \hat{r} = 70^\circ \).
Dificilă: Un om cu înălțimea de 1,80 m dorește să își cumpere o oglindă plană de perete în care să se poată vedea din tălpi până în creștet. Care este înălțimea minimă pe care trebuie să o aibă oglinda și depinde această dimensiune de distanța la care stă omul față de oglindă?
Conform principiilor de formare a imaginii și a legilor reflexiei, pentru a vedea extremitățile corpului, razele pornite din creștet și din tălpi trebuie să se reflecte pe marginile oglinzii și să ajungă la ochi.
Din geometria triunghiurilor formate de razele incidente și reflectate, se demonstrează că oglinda necesită a fi doar la jumătate din distanța verticală dintre ochi-creștet și ochi-tălpi.
Înălțimea minimă a oglinzii este întotdeauna jumătate din înălțimea persoanei: \( h_{\text{oglindă}} = \frac{1,80 \text{ m}}{2} = 0,90 \text{ m} \).
Distanța la care stă omul față de oglindă nu modifică această dimensiune minimă necesară.
Din geometria triunghiurilor formate de razele incidente și reflectate, se demonstrează că oglinda necesită a fi doar la jumătate din distanța verticală dintre ochi-creștet și ochi-tălpi.
Înălțimea minimă a oglinzii este întotdeauna jumătate din înălțimea persoanei: \( h_{\text{oglindă}} = \frac{1,80 \text{ m}}{2} = 0,90 \text{ m} \).
Distanța la care stă omul față de oglindă nu modifică această dimensiune minimă necesară.
