Odbicie światła. Prawo odbicia

około 12 minut

W tej lekcji1/10

Świecisz latarką pod kątem w lustro. Nie musisz zgadywać, gdzie padnie plamka światła — da się to przewidzieć co do stopnia. Wystarczy jedno proste prawo.

Trzy pojęcia, bez których ani rusz

Zanim zmierzymy cokolwiek, musimy się umówić, od czego liczymy kąty:

Kąt padania to kąt między promieniem a przerywaną normalną, nie między promieniem a powierzchnią

Doświadczenie: laser i kątomierz

Skąd wiadomo, że te kąty są równe? Nikt tego nie ogłosił — to wynik pomiaru, który możesz powtórzyć.

Trzeci pomiar z tabeli: laser pod kątem 60° do normalnej, kątomierz po drugiej stronie wskazuje tyle samo

Kładziemy na stole zwierciadło, przy punkcie padania stawiamy kątomierz i świecimy laserem trzy razy, za każdym razem pod innym kątem. Odczytujemy oba kąty od normalnej:

Kąt padania $\alpha$	Kąt odbicia $\beta$
20°	20°
35°	35°
60°	60°

W każdym wierszu po obu stronach stoi ta sama liczba. Zmieniamy kąt lasera — i nadal ta sama.

Prawo odbicia

Wniosek z tabeli. Trzy pomiary dały ten sam wynik, więc zapisujemy go jednym wzorem: kąt odbicia jest równy kątowi padania.

$\alpha = \beta$

Oba kąty podstawiamy w stopniach i oba liczymy od normalnej. Do prawa dokładamy jeszcze jedno zdanie, którego z tabeli nie widać: promień padający, promień odbity i normalna leżą w jednej płaszczyźnie.

Zadanie: promień pada pod kątem 25° do powierzchni

1
Uwaga na sformułowanie! Podano kąt do POWIERZCHNI, a nam potrzebny jest kąt do normalnej.
$\text{kąt do powierzchni} = 25°$
2
Normalna jest prostopadła do powierzchni, więc oba kąty dopełniają się do 90°.
$\alpha = 90° - 25° = 65°$
3
Teraz stosujemy prawo odbicia.
$\beta = \alpha = 65°$
Wskazówka
Kąt odbicia to 65°. Zawsze sprawdzaj, od czego liczony jest kąt w zadaniu!

Wszystkie kroki za Tobą!

Twoja kolej

Promień pada na zwierciadło pod kątem 35° do normalnej. Ile stopni ma kąt odbicia?

Pułapka! Kąt liczymy od normalnej, nie od powierzchni

To najczęstszy błąd w całej optyce. Zadanie mówi „promień pada pod kątem 30° do powierzchni zwierciadła” — i uczeń od razu pisze, że kąt odbicia to 30°.

Odbicie a rozproszenie

Zapowiedź. Prawo odbicia działa tak samo na lustrze i na kartce, ale chropowata powierzchnia ma w każdym punkcie inaczej ustawioną normalną, więc rozprasza światło i nie daje obrazu — o tym jest cała następna lekcja.

Twoja kolej

Promień pada pod kątem 20° do powierzchni zwierciadła. Ile stopni ma kąt odbicia?

Ściąga do zapamiętania

Jak brzmi prawo odbicia i skąd mierzymy kąty?

Kąt odbicia = kąt padania. Oba mierzymy OD NORMALNEJ, czyli od prostej prostopadłej do powierzchni. Jeśli w zadaniu podano kąt do powierzchni, odejmij go od 90°. Powierzchnia gładka daje obraz, chropowata rozprasza światło.

Sprawdź się!

Od czego mierzymy kąt padania?

Promień pada pod kątem 50° do normalnej. Kąt odbicia wynosi:

Bieg promienia na zwierciadle płaskim

Promień pada pod kątem 30° do POWIERZCHNI zwierciadła. Kąt odbicia wynosi:

Zwierciadło płaskie, normalna i bieg promienia

Dlaczego nie widzimy swojego odbicia w kartce papieru?

Promień pada prostopadle na zwierciadło. Ile wynosi kąt odbicia?

Następny temat

Rozproszenie światła