Artykuł opracowany przez Kamila Wiktorskiego nr 28

Zjawisko odbicia

Zgodnie z zasadą Fermata światło zawsze wybiera taką drogę między dwoma punktami, aby czas potrzebny na jej przebycie był najkrótszy (dla ścisłości: lub najdłuższy). Konsekwencją tego jest stwierdzenie, że światło będzie się poruszać po linii prostej (najkrótszej drodze z punktu A do B). W optyce geometrycznej przy konstrukcji obrazów powstających w układach optycznych będziemy korzystać z promienia świetlnego, który zgodnie z tym, co było pisane wcześniej, będzie przedstawiany na rysunkach linią prostą.

Konstruując obrazy kluczowym faktem będzie zasada zgodnie, z którą kąt padania równy jest kątowi odbicia (rys. 3). Katem padania nazywamy kąt pomiędzy promieniem padającym na powierzchnię odbijającą, a normalną (prostą prostopadłą do powierzchni odbijającej), natomiast katem odbicia nazywamy kąt pomiędzy promieniem odbitym, a normalną.

rys. 3

Na przykładzie zwierciadła płaskiego omówimy własności obrazów powstających w układach optycznych (zwierciadłach, soczewkach). Tak, więc w zwierciadle płaskim obraz przedmiotu jest:

- pozorny, czyli został utworzony przez przedłużenia promieni świetlnych.

Pozorny obraz to również taki, który jest utworzony przez przedłużenia promienia świetlnego i promień świetlny (np. w przypadku soczewki rozpraszającej). Natomiast gdy przecinają się promienie świetlne powstaje obraz rzeczywisty (np. w soczewce skupiającej)

- prosty, czyli nie odwrócony. O obrazie odwróconym będziemy mówili np. w przypadku zwierciadeł

- tej samej wielkości, czyli powiększenie obrazu (stosunek wysokości przedmiotu do wysokości obrazu, H/h) jest równe 1

Prawo odbicia i załamania światła

Prawo odbicia i załamania światła opisuje prawo Snelliusa, które zostało sformułowane w trzech punktach:

1. Kąt padania światła na granicę dwóch ośrodków o różnej gęstości jest równy kątowi odbicia.
   
   

2. Promień padający, odbity, załamany oraz normalna (prosta prostopadła do granicy ośrodków przechodząca przez punkt w którym krzyżują się promienie) leżą w jednej płaszczyźnie.
   
   

3. Stosunek sinusa kąta padania do sinusa kąta załamania jest dla danych dwóch ośrodków wielkością stałą, nazywaną współczynnikiem załamania tych ośrodków.
   
   
   
   Gdy światło przepuścimy z ośrodka gęstego do rzadszego, to kąt padania beta będzie mniejszy od kąta załamania alfa.
   
   
   
   Możemy znaleźć taki kąt, nazywany kątem granicznym, przy którym kąt załamania będzie wynosił 90^o.
   
   
   
   Po przekroczeniu kąta granicznego nie wystąpi promień załamany, zajdzie całkowite wewnętrzne odbicie.
   
   
   
   Zjawisko to zostało wykorzystane w światłowodach.