Správanie svetla ako vlna

Správanie svetla ako vlna

Vo fyzike je svetlo typ elektromagnetického žiarenia, ktoré je viditeľné pre oko. Svetlo má jedinečnú vlastnosť, ktorú môžeme vo fyzike označiť ako vlnu, aj ako prúd častíc nazývaných fotóny .

Na tejto stránke popíšeme niektoré chovanie svetla ako vlny vrátane odrazu, lomu a difrakcie.

Odraz

Jedným z najdôležitejších vlnových chovaní svetla je odraz. Je to odrazené svetlo, ktoré vidíme našimi očami. To, ako sa svetlo odráža od predmetov, ovplyvňuje aj farby, ktoré vidíme.

Keď vlna udrie na nové médium, časť vlny sa odrazí od povrchu. To, ako odráža povrch, určí, koľko svetla (a aké vlnové dĺžky svetla) sa odrazí a koľko sa absorbuje alebo prepustí.

Keď sa svetlo odráža, riadi sa zákonom odrazu, za ktorým nasledujú vlny. To znamená, že uhol odrazenej vlny svetla sa bude rovnať uhlu dopadu prichádzajúcej svetelnej vlny. Príklad nájdete na obrázku nižšie:


Druhy odrazu

  • Zrkadlový odraz - zrkadlový odraz je, keď sa lúče svetla odrážajú od povrchu jediným odchádzajúcim smerom. Príkladom tohto typu odrazu je zrkadlo. Zrkadlové odrazy sa vyskytujú na povrchoch, ktoré sú na mikroskopickej úrovni ploché, ako napríklad leštené striebro alebo hladká vodná plocha.
  • Difúzny odraz - Difúzny odraz je, keď povrch odráža lúče svetla v širokom rozmedzí smerov. Difúzne odrazy sa vyskytujú, keď je povrch na mikroskopickej úrovni drsný. Povrch sa môže javiť alebo byť hladký ako kúsok papiera, ale na mikroskopickej úrovni je skutočne drsný. To spôsobuje, že lúče svetla sa odrážajú v rôznych uhloch.


Lom

Keď sa svetlo pohybuje z jedného média (napríklad vzduchu) do iného média (napríklad vody), zmení sa smer. Toto je „vlnové“ správanie a nazýva sa to lom. Týmto spôsobom sa svetlo správa ako iné vlny, napríklad zvukové. Rýchlosť svetelnej vlny sa tiež mení, keď sa pohybuje zo strednej na strednú.

Príklad lomu svetla vo vode môžete vidieť, ak slamku vložíte do pohára s vodou. Uvidíte, ako sa zdá, že sa slama pohybuje do strany. Toto je svetelná vlna ohýbajúca sa pri vstupe do vody.

Index lomu

Na meranie, ako sa bude svetlo správať v rôznych látkach, používajú vedci index lomu. To dáva pomer rýchlosti svetla vo vákuu k rýchlosti svetla v látke. Rovnica pre index lomu je:

n = c / v

kde n je index lomu, c je rýchlosť svetla vo vákuu a v je rýchlosť svetla v látke.

Ako príklad môžeme uviesť index lomu vody, ktorý je 1,33. To znamená, že rýchlosť svetla vo vákuu je 1,33-krát rýchlejšia ako rýchlosť svetla vo vode.

Difrakcia

Ďalšou vlnovou vlastnosťou svetla je difrakcia. Keď svetelné vlny narazia na prekážku alebo prejdú cez otvor, ohnú sa. Difrakciu svetla možno pozorovať na striebornej výstelke okolo oblakov, ako aj na obrazcoch svetla z povrchu kompaktného disku (pozri obrázok).