Chování světla jako vlny

Chování světla jako vlny

Ve fyzice je světlo druh elektromagnetického záření, které je viditelné pro oko. Světlo má jedinečnou vlastnost, kterou lze ve fyzice popsat jako vlnu i jako proud částic zvaných fotony .

Na této stránce popíšeme některá chování světla jako vlny včetně odrazu, lomu a difrakce.

Odraz

Jedním z nejdůležitějších vlnových chování světla je odraz. Je to odražené světlo, které vidíme očima. To, jak se světlo odráží od objektů, ovlivňuje také barvy, které vidíme.

Když vlna zasáhne nové médium, část vlny se odrazí od povrchu. Jak reflexní je povrch, určí, kolik světla (a jaké vlnové délky světla) se odráží a kolik bude absorbováno nebo propuštěno.

Když se světlo odráží, řídí se zákonem odrazu, za nímž následují vlny. To znamená, že úhel odražené vlny světla se bude rovnat úhlu dopadu přicházející světelné vlny. Příklad najdete na obrázku níže:


Druhy odrazu

  • Zrcadlový odraz - Zrcadlový odraz je, když se paprsky světla odrážejí od povrchu v jednom odchozím směru. Příkladem tohoto typu odrazu je zrcadlo. K zrcadlovým odrazům dochází na plochách, které jsou na mikroskopické úrovni ploché, jako je leštěné stříbro nebo hladký vodní útvar.
  • Difúzní odraz - Difúzní odraz je, když povrch odráží paprsky světla v širokém rozsahu směrů. Difúzní odrazy nastávají, když je povrch na mikroskopické úrovni drsný. Povrch může vypadat nebo být hladký jako kus papíru, ale na mikroskopické úrovni je ve skutečnosti drsný. To způsobí, že paprsky světla se odrážejí v různých úhlech.


Lom světla

Když se světlo pohybuje z jednoho média (jako vzduch) do jiného média (jako voda), změní se směr. Toto je „vlnové“ chování a nazývá se to lom. Tímto způsobem se světlo chová jako jiné vlny, jako jsou zvukové vlny. Rychlost světelné vlny se také mění, když se pohybuje ze střední na střední.

Příklad lomu světla ve vodě můžete vidět, když do sklenice vody vložíte slámu. Uvidíte, jak se zdá, že se sláma pohybuje do strany. Toto je ohýbání světelných vln při vstupu do vody.

Index lomu

Aby vědci změřili, jak se bude světlo chovat v různých látkách, používají index lomu. To dává poměr rychlosti světla ve vakuu k rychlosti světla v látce. Rovnice pro index lomu je:

n = c / v

kde n je index lomu, c je rychlost světla ve vakuu a v je rychlost světla v látce.

Jako příklad si vezměte index lomu vody, který je 1,33. To znamená, že rychlost světla ve vakuu je 1,33krát rychlejší než rychlost světla ve vodě.

Difrakce

Další vlnovou vlastností světla je difrakce. Když světelné vlny narazí na překážku nebo projdou otvorem, ohnou se. Difrakci světla lze vidět na stříbrném obložení kolem mraků a také na vzorcích světla z povrchu kompaktního disku (viz obrázek).