25.2: Sheria ya kutafakari

Last updated
Save as PDF

Page ID: 183803

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

Malengo ya kujifunza

Mwishoni mwa sehemu hii, utaweza:

Eleza kutafakari kwa mwanga kutoka kwenye nyuso zilizopigwa na mbaya.

Kila tunapoangalia kioo, au tukicheza jua likiangaza kutoka ziwa, tunaona kutafakari. Unapoangalia ukurasa huu, pia, unaona mwanga unaonekana kutoka kwao. Darubini kubwa hutumia tafakari ili kuunda picha ya nyota na vitu vingine vya astronomia.

Ray mwanga ni tukio juu ya uso laini na ni kuanguka obliquely, na kufanya angle theta i jamaa na mstari perpendicular inayotolewa kwa uso katika hatua ambapo tukio ray mgomo. mwanga ray anapata yalijitokeza kufanya angle theta r na perpendicular sawa inayotolewa kwa uso. — Kielelezo\(\PageIndex{1}\): Sheria ya kutafakari inasema kwamba angle ya kutafakari ni sawa na angle ya matukio —\(\theta_{r} = \theta_{i}\). Pembe hupimwa jamaa na perpendicular kwa uso wakati ambapo ray hupiga uso.

Sheria ya kutafakari inaonyeshwa kwenye Kielelezo\(\PageIndex{1}\), ambayo pia inaonyesha jinsi pembe zinapimwa jamaa na perpendicular kwa uso wakati ambapo ray mwanga hupiga. Tunatarajia kuona tafakari kutoka nyuso laini, lakini Kielelezo\(\PageIndex{2}\) unaeleza jinsi uso mbaya huonyesha mwanga. Kwa kuwa mwanga unapiga sehemu tofauti za uso kwa pembe tofauti, inaonekana kwa njia nyingi tofauti, au hutenganishwa.

Mionzi ya mwanga inayoanguka juu ya uso mkali hutawanyika kwa pembe tofauti. — Kielelezo\(\PageIndex{2}\): Mwanga hutenganishwa wakati unaonyesha kutoka kwenye uso mkali. Hapa rays nyingi sambamba ni tukio, lakini wao ni yalijitokeza katika pembe nyingi tofauti tangu uso ni mbaya.

Diffused mwanga ni nini inaruhusu sisi kuona karatasi kutoka pembe yoyote, kama inavyoonekana katika Kielelezo\(\PageIndex{3a}\). Vitu vingi, kama vile watu, nguo, majani, na kuta, vina nyuso mbaya na vinaweza kuonekana kutoka pande zote. Kioo, kwa upande mwingine, kina uso laini (ikilinganishwa na wavelength ya mwanga) na huonyesha mwanga kwenye pembe maalum, kama ilivyoonyeshwa kwenye Mchoro\(\PageIndex{3b}\). Wakati mwezi unaonyesha kutoka ziwa, kama inavyoonekana kwenye Kielelezo\(\PageIndex{4}\), mchanganyiko wa madhara haya hufanyika.

Mwanga kutoka tochi huanguka kwenye karatasi na mwanga unaonekana kwa pembe tofauti kama uso ni mbaya. — Kielelezo\(\PageIndex{3}\): (kushoto) Wakati karatasi inaangazwa na mionzi mingi ya matukio ya sambamba, inaweza kuonekana kwa pembe nyingi tofauti, kwa sababu uso wake ni mbaya na hueneza mwanga. (kulia) Kioo kilichoangazwa na mionzi mingi inayofanana huwaonyesha kwa mwelekeo mmoja tu, kwani uso wake ni laini sana. Mwangalizi pekee katika pembe fulani ataona mwanga ulioonekana.

Tochi ikitoa mwanga kwenye kioo, ambacho ni laini; kioo kinaonyesha mwanga tu katika mwelekeo mmoja kwa pembe fulani. — Kielelezo\(\PageIndex{3}\): (kushoto) Wakati karatasi inaangazwa na mionzi mingi ya matukio ya sambamba, inaweza kuonekana kwa pembe nyingi tofauti, kwa sababu uso wake ni mbaya na hueneza mwanga. (kulia) Kioo kilichoangazwa na mionzi mingi inayofanana huwaonyesha kwa mwelekeo mmoja tu, kwani uso wake ni laini sana. Mwangalizi pekee katika pembe fulani ataona mwanga ulioonekana.

Usiku wa giza unatajwa na mwezi. Mwezi wa mwezi unaanguka juu ya ziwa na unapopiga, uso wa ziwa huonyesha. Mchoro mkali wa mwezi unaonekana kutafakari kutoka ziwa kwenye background ya giza inayoonyesha anga ya usiku. — Kielelezo\(\PageIndex{4}\): Moonlight imeenea wakati inaonekana na ziwa, kwani uso ni shiny lakini kutofautiana. (mikopo: Diego Torres Silvestre, Flickr)

Sheria ya kutafakari ni rahisi sana: Angle ya kutafakari ni sawa na angle ya matukio.

Ufafanuzi: SHERIA YA KUTAFAKARI

Pembe ya kutafakari ni sawa na angle ya matukio.

Tunapojiona katika kioo, inaonekana kwamba picha yetu ni kweli nyuma ya kioo. Hii ni mfano katika Kielelezo\(\PageIndex{5}\). Tunaona mwanga unaotokana na mwelekeo uliowekwa na sheria ya kutafakari. Pembe ni kama picha yetu ni umbali sawa nyuma ya kioo kama sisi kusimama mbali na kioo. Ikiwa kioo iko kwenye ukuta wa chumba, picha ndani yake zote ni nyuma ya kioo, ambacho kinaweza kufanya chumba kuonekana kikubwa zaidi. Ingawa picha hizi za kioo hufanya vitu vinaonekana kuwa mahali ambapo haviwezi kuwa (kama nyuma ya ukuta imara), picha si figments ya mawazo yetu. Picha za kioo zinaweza kupigwa picha na kupigwa video na vyombo na kuangalia kama wanavyofanya kwa macho yetu (vyombo vya macho wenyewe). Njia sahihi ambayo picha zinaundwa na vioo na lenses zitatendewa katika sehemu za baadaye za sura hii.

Msichana anasimama mbele ya kioo na anaangalia kioo kwa picha yake. Mionzi ya mwanga kutoka miguu yake na kichwa huanguka kwenye kioo na kuonekana kufuatia sheria ya kutafakari: angle ya matukio theta ni sawa na angle ya kutafakari theta. — Kielelezo\(\PageIndex{5}\): Picha yetu katika kioo ni nyuma ya kioo. Mionzi miwili iliyoonyeshwa ni yale ambayo hupiga kioo kwenye pembe tu sahihi zinazoonekana ndani ya macho ya mtu. Picha inaonekana kuwa katika mwelekeo mionzi inatoka wakati wanapoingia macho.

JARIBIO LA NYUMBANI: SHERIA YA KUTAFAKARI

Chukua kipande cha karatasi na uangaze tochi kwa pembe kwenye karatasi, kama inavyoonekana kwenye Kielelezo\(\PageIndex{5a}\). Sasa uangaze tochi kwenye kioo kwa pembe. Je! Uchunguzi wako unathibitisha utabiri katika Kielelezo\(\PageIndex{3}\)? Kuangaza tochi juu ya nyuso mbalimbali na kuamua kama mwanga uliojitokeza unaenea au la. Unaweza kuchagua kifuniko cha chuma cha sufuria au ngozi yako. Kutumia kioo na tochi, unaweza kuthibitisha sheria ya kutafakari? Utahitaji kuteka mistari kwenye kipande cha karatasi kinachoonyesha tukio hilo na mionzi iliyojitokeza. (Sehemu hii inafanya kazi bora zaidi ikiwa unatumia penseli ya laser.)

Muhtasari

Pembe ya kutafakari ni sawa na angle ya matukio.
Kioo kina uso laini na huonyesha mwanga kwenye pembe maalum.
Mwanga hutenganishwa wakati unaonyesha kutoka kwenye uso mkali.
Picha za kioo zinaweza kupigwa picha na kupigwa video na vyombo.

faharasa

kioo: uso laini unaoonyesha mwanga kwenye pembe maalum, kutengeneza picha ya mtu au kitu mbele yake

sheria ya kutafakari: angle ya kutafakari sawa na angle ya matukio