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光的反射&;折射、透射和衍射

當光傳播到不同的物質時,在界面上改變傳播方向,回到原來的物質,這叫光反射。

光的反射定律:

三條線共面:反射光、入射光、法線在同壹平面;

兩線分離:反射光和入射光在法線兩側分離;

兩個角度相等:反射角等於入射角;

光是可逆的:在光的反射現象中,光路是可逆的。

分類:

鏡面反射:也叫正反射,是壹種類似鏡子的反射波,反射光與入射光的表面法線具有相同的角度。

漫反射:當平行光線照射到凹凸不平的表面時,每條光線的反射角方向會發生混淆,反射的光線會向各個方向照射,這也叫朗伯反射。

定向反射:介於鏡面反射和漫反射之間,也稱非朗伯反射,其特點是向各個方向反射,各個方向反射的強度不均勻,無規律可尋。

當光從壹種介質傾斜入射到另壹種介質時,傳播方向發生變化,從而使光在不同介質的交界處發生偏轉。這種現象叫做光的折射。

特點:光的折射和光的反射壹樣,都發生在兩種介質的交界處,只不過反射光回到原來的介質,而折射光進入另壹種介質。因為光在兩種不同物質中的傳播速度不同,在兩種介質的交界處傳播方向發生變化,這就是光的折射。

註意:在兩種介質的交界處(但有時不是),不僅發生折射,還會發生反射。比如在水或玻璃中,有些光會被反射回來,有些光會進入水或玻璃。反射光的光速與入射光的光速相同,折射光的光速與入射光的光速不同。

全內反射:光折射的壹個特例。當入射角大於臨界角時,光只會被反射,不會被折射。光纖就是應用這種現象來工作的。

光路可逆性:幹涉和衍射可以忽略時,入射光和反射光的互換性。也就是在壹個光路的末端,發射出相反方向的光,這個光可以沿著原來的路徑回到原來的起點。

當光入射到透明或半透明的材料表面時,壹部分被反射,壹部分被吸收,還有壹部分可以穿透過去。這種現象叫做光透射。

透射是入射光通過物體折射後的出射現象。透射的物體是透明體或半透明體,如玻璃、濾色片等。

繞射又稱繞射,是指波浪遇到障礙物時偏離原來直線的物理現象。

在經典物理學中,波通過狹縫、孔洞或圓盤等障礙物後,會發生不同程度的彎曲和傳播。這種現象叫做衍射。

衍射現象也是波的壹個特性,當光通過壹個寬度相當於其波長的孔或狹縫時,就會產生衍射現象。光不再繼續其原來的直線路徑,而是以扇形發散。

如果在光源和觀察屏幕之間放置壹個障礙物,觀察屏幕上會出現亮區和暗區,而這些區域的邊界並不清晰,是壹種明暗交替的復雜圖案。這種現象被稱為光的衍射,當波在其傳播路徑上遇到障礙時,可能會發生這種現象。

衍射不僅使物體的幾何陰影失去了清晰的輪廓,而且在邊緣出現了壹系列明暗交替的亮線。

此外,當光波通過折射率不均勻的介質或聲波通過聲阻抗不均勻的介質時,也會出現類似的效應。在壹定條件下,不僅水波和光波可以被肉眼衍射,其他類型的電磁波(如X射線和無線電波)也可以被衍射。

沒有人能令人滿意地定義幹涉和衍射之間的區別。這只是壹個術語使用的問題。其實它們在物理上並沒有什麽特別重要的區別。

光不僅以直線傳播、折射和反射,還以第四種方式傳播,即通過衍射。

衍射效應在日常生活中並不少見。許多光衍射的例子可以用肉眼觀察到。比如在CD的表面,壹系列光軌均勻緊密排列,相當於衍射光柵。如果妳從某個角度看它們,妳會看到光線在圓盤上呈現出彩虹般的彩色圖案。利用上述現象的基本原理,可以制備出許多產生有趣衍射圖樣的衍射光柵。衍射也是全息術用於信用卡等的技術基礎之壹。

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