Valguse kui laine käitumine

Valguse kui laine käitumine

Füüsikas on valgus elektromagnetilise kiirguse liik, mis on silmale nähtav. Valgusel on ainulaadne omadus, et seda saab füüsikas kirjeldada nii lainena kui ka osakeste vooks footonid .

Sellel lehel kirjeldame mõnda valguse käitumist lainena, kaasa arvatud peegeldus, murdumine ja difraktsioon.

Peegeldus

Valguse üks olulisemaid lainelaadseid käitumisi on peegeldus. See on peegeldunud valgus, mida näeme oma silmaga. See, kuidas valgus objektidelt peegeldub, mõjutab värve, mida me ka näeme.

Kui laine tabab uut keskkonda, põrkub osa lainest pinnalt välja. Kui palju pinda peegeldab, sõltub sellest, kui palju valgust (ja mis valguse lainepikkusi) peegeldub ning kui palju neeldub või edasi kandub.

Kui valgus peegeldub, täidab see peegeldumisseadust, millele järgnevad lained. See tähendab, et peegeldunud valguslaine nurk võrdub sissetuleva valguslaine langemisnurgaga. Näite saamiseks vaadake allolevat pilti:


Peegelduse tüübid

• Spekulatiivne peegeldus - spekulatiivne peegeldus on siis, kui valguskiired peegelduvad pinnalt ühes väljuvas suunas. Seda tüüpi peegelduse näiteks on peegel. Spekulaarsed peegeldused toimuvad pindadel, mis on mikroskoopilisel tasandil tasased, näiteks poleeritud hõbe või sile veekogu.
• Difuusne peegeldus - hajuv peegeldus on see, kui pind peegeldab valguskiiri laias suunas. Difuussed peegeldused tekivad siis, kui pind on mikroskoopilisel tasemel kare. Pind võib tunduda või tunduda sile nagu paberitükk, kuid tegelikult on see mikroskoopilisel tasandil kare. See põhjustab valguskiirte peegeldumist eri nurkade all.

Murdumine

Kui valgus liigub ühest keskkonnast (nagu õhk) teise keskkonda (nagu vesi), muudab see suunda. See on 'lainelaadne' käitumine ja seda nimetatakse murdumiseks. Sel viisil käitub valgus nagu teised lained, näiteks helilained. Valguslaine kiirus muutub ka siis, kui see liigub keskmiselt keskmisele.

Näete valguse murdumist vees, kui asetate õleklaasi veeklaasi. Näete, kuidas põhk näib küljele liikuvat. See on kergete lainete paindumine vette sisenemisel.

Murdumisnäitaja

Selleks, et mõõta, kuidas valgus erinevates ainetes käitub, kasutavad teadlased murdumisnäitajat. See annab vaakumis valguse kiiruse ja aine valguse kiiruse suhte. Murdumisnäitaja võrrand on:

n = c / v

kus n on murdumisnäitaja, c on valguse kiirus vaakumis ja v on aine valguse kiirus.

Näiteks võta vee murdumisnäitaja 1,33. See tähendab, et valguse kiirus vaakumis on 1,33 korda suurem kui valguse kiirus vees.

Difraktsioon Teine valguse lainetaoline omadus on difraktsioon. Kui valguslained satuvad takistusse või läbivad ava, siis nad painduvad. Valguse difraktsioon on näha nii hõbedases vooderdis pilvede ümber kui ka valgusmustrid kompaktplaadi pinnalt (vt pilti).