Gaismas atstarošanās, laušana un pilnīga atstarošanās

Gaismas atstarošana jeb gaismas refleksija ir parādība, kas novērojama, ja gaisma krīt uz robežvirsmu starp divām vidēm, kurām ir dažādi laušanas koeficienti. Daļa gaismas (vai pilnībā visa, ja virsma ir pilnībā necaurspīdīga) no robežvirsmas atgriežas tajā vidē, no kuras gaisma izstarota.

Gaismas laušana jeb gaismas refrakcija ir gaismas virziena maiņa, gaismai pārejot no vienas vides otrā vidē, kurai ir citāds laušanas koeficients. Gaismas laušana notiek tādēļ, ka, mainoties videi, mainās gaismas izplatīšanās ātrums.

Pilnīgā iekšējā gaismas atstarošana notiek tad, ja krītošais stars atrodas optiski blīvākā vidē un krišanas leņķis ir lielāks nekā pilnīgās atstarošanas robežleņķis. Piemēram, atstarošana slīpētā dimantā un gaismas vadā.

Gaismas atstarošanu, laušanu un pilnīgo atstarošanos fizikā 12.klasē apgūst zem lielākas nodaļas- gaismas izplatīšanās, kuras pamatos ietilpst gaismas atstarošanās, gaismas laušana, elektromagnētiskie viļņi u.c.

Ja gaismas stars krīt uz kādu virsmu, tad daļa no krītošās gaismas atstarojas. Ja pret virsmu novelk perpendikulu, tad leņķi starp šo perpendikulu un krītošos staru sauc par krišanas leņķi α, bet leņķi starp atstaroto staru un perpendikulu – par atstarošanās leņķi β. Turklāt šie abi leņķi ir vienādi: α=β. Gaismas atstarošanās parādība ir līdzīga bumbiņas atlēkšanai no virsmas.

Ja uz robežvirsmu starp divām vidēm krīt gaisma, tad ne vienmēr visa gaisma atstarojas, daļa gaismas var pāriet no vienas vides uz otru. Dažādās vielās var būt dažāds gaismas izplatīšanās ātrums. Ja gaisma pāriet vidē, kurā gaismas izplatīšanās ātrums ir atšķirīgs, tad gaisma maina izplatīšanās virzienu. To sauc par gaismas lūšanu. Ja gaismas stara krišanas leņķis ir α, bet laušanas leņķis γ, tad sinα:sinγ=n2:n1, kur n1 un n2 ir vielas absolūtie gaismas laušanas koeficienti, kas ir apgriezti proporcionāli gaismas ātrumam attiecīgajā vielā: n1:n2=v2:v1. Vielas ar lielāku absolūto gaismas laušanas koeficientu sauc par optiski blīvākām.

Gaismas pilnīgā iekšējā atstarošanās ir parādība, kad visa gaisma, krītot uz robežvirsmu starp divām caurspīdīgām vidēm, atstarojas vidē, no kuras krīt.

Pilnīgā iekšējā atstarošanās notiek tad, kad gaismas krišanas leņķis sasniedz robežvērtību, kuru sauc par pilnīgās iekšējās atstarošanās robežleņķi αo.Pilnīgās iekšējās atstarošanās robežleņķis ir atkarīgs no gaismas laušanas koeficientu attiecības abām vidēm.Vēlams noskatīties arī mācību video par gaismas atstarošanu un laušanu![video:https://www.youtube.com/watch?v=wYINHnsIe8Q align:center]

Pēc materiāla izlasīšanas/noskatīšanās izpildāmie uzdevumi un jautājumi:

1.Attēlā redzama gaismas atstarošana no plakana spoguļa. Kurš ir krišanas leņķis?

a)1

b)2

c)3

d)4

2.Cik liela ir atstarotā stara novirze no krītošā stara virziena, atstarojoties plakanā spogulī, ja krišanas leņķis ir 80°?

a)40°

b)80°

c)120°

d)180°

3.Kāda gaismas parādība attēlota zīmējumā?

a)atstarošana

b)laušana

c)pilnīga iekšējā laušana

4.Ja gaismas krišanas leņķis ir 30°, tad gaismas atstarošanas leņķis ir?

a)15°

b)30°

c)60°

d)150°

5.Gaisma pāriet no vides, kur tai ir lielāks izplatīšanās ātrums, uz vidi, kur tai ir mazāks izplatīšanās ātrums. Vai krišanas leņķis ir lielāks nekā laušanas leņķis? 

a)Jā

b)Nē

6.Gaisma pāriet no ūdens sērskābē. Laušanas leņķis ir 13 grādi, gaismas laušanas koeficients ūdenī ir 1,33, bet sērskābē 1,43. Cik ir sinα? (atbildi noapaļot līdz 3 cipariem aiz komata)

7.Gaisma pilnīgi atstarojas no ūdens un gaisa robežvirsmas. Aprēķināt cik liels ir pilnīgās iekšējās atstarošanās robežleņķa sīnuss, ja gaismas laušanas koeficients gaisā ir 1, bet ūdenī 1,33. (atbildi noapaļot līdz 3 cipariem aiz komata)

8.Kas redzams attēlā? 

Atbildes:

1.b

2.b

3.b

4.b

5.a

6.sinα=0,242

7.sinαo=0,752

8.Gaismas pilnīga iekšējā atstarošanās

Pēc materiāla izlasīšanas un video noskatīšanās būtu jābūt skaidram, kas ir gaismas laušana un atstarošana, kā arī jāprot atbildēt uz jautājumiem un izrēķināt uzdevumus.

Papildus informāciju par šo tēmu var atrast fizikas mācību grāmatā, kā arī uzdevumi.lv u.c.

Materiāls ņemts no fizmix.lv, uzdevumi.lv, kā arī Rīgas 1.vidusskolas youtube video.