Отражение света

Попадая в глаз человека, свет вызывает определенные зрительные ощущения, но это не значит, что свет можно видеть. Мы можем видеть источник света, но не сам свет.

Обратимся к опыту. Направим от источника S на экран пучок света. Экран будет освещен, но между источником и экраном мы никакого света не увидим (рис. 76, а). Проведем тот же опыт в запыленном воздухе. Пучок света станет видимым (рис. 76, б). Значит, свет все-таки можно увидеть? Нет, и в этом случае виден не сам свет, а отражающие и рассеивающие его частицы пыли.

Хорошей отражательной способностью обладает зеркало (оно способно отражать до 90% световой энергии). И вы не раз, наверное, замечали это, направляя в разные стороны солнечный зайчик.

Отражение света подчиняется определенному закону. Этот закон, как и закон прямолинейного распространения света, был открыт древнегреческим ученым Евклидом.
Для установления этого закона воспользуемся специальным прибором, называемым оптическим диском (рис. 77). Источником света в нем является маленькая лампочка, находящаяся внутри подвижного осветителя 1. Свет лампочки, выходя из осветителя через узкую щель, распространяется по поверхности диска и, будучи рассеянным ее частицами, образует на ней освещенную полоску. Эту полоску мы будем принимать за «луч света».

Поместим в центр диска зеркало 2 и направим на него световой пучок (падающий луч) AO. Свет отразится от зеркала, и на поверхности диска появится отраженный луч OB. Его появление свидетельствует о том, что он лежит в той же плоскости, что и луч AO с перпендикуляром OC (эту плоскость называют плоскостью падения луча). При этом угол COB, образуемый отраженным лучом OB с перпендикуляром OC, совпадет с углом COA, образуемым с тем же перпендикуляром падающим лучом AO.

Угол между перпендикуляром к отражающей поверхности в точке падения луча и падающим лучом называется углом падения луча, а угол между этим перпендикуляром и отраженным лучом называется углом отражения луча.

Передвинув источник света вдоль края диска и изменив тем самым угол падения луча, мы увидим, что угол отражения при этом тоже изменится, но так, что эти два угла по-прежнему будут равны.

Проведенный опыт позволяет сформулировать закон отражения света:

Отраженный луч лежит в плоскости падения, причем угол падения равен углу отражения.

Угол падения принято обозначать буквой α, а угол отражения α' (рис. 78). Поэтому математически закон отражения света в той части, которая касается этих углов, можно выразить в виде следующего равенства:

α = α'.

Заметим, что если луч света в опыте, показанном на рисунке 77, будет падать на зеркало по направлению BO, то после отражения он пойдет по направлению OA. Другими словами, луч, идущий по пути отраженного луча, отражается затем по пути падающего. Это свойство называют обратимостью световых лучей.

??? 1. Можно ли видеть свет? Каким образом удается сделать видимыми лазерные лучи во время эстрадных представлений на сцене? 2. Что такое плоскость падения луча? 3. Какой угол называют углом падения? углом отражения? 4. Чему равен угол падения, если луч падает на зеркало перпендикулярно к его поверхности? 5. Сформулируйте закон отражения света. Кем и когда он был открыт? 6. Какое свойство называют обратимостью световых лучей?