Pomozite razvoju web mjesta, dijelite članak s prijateljima!
Laserska zraka, ili monokromatska svjetlost, širi se pravocrtno u skladu s Fermatovim principom. Ali je li uvijek ovako? Kako bi izgledala svjetlost koja prolazi kroz koloidnu otopinu ili prašnjavu prostoriju? Ovo je tema ovog članka.
Lasersko zračenje širi se u homogenom mediju pravocrtno. Kada naiđe na granicu s drugim medijem, može se apsorbirati, reflektirati, prelomiti ili raspršiti. Pogledajmo pobliže o čemu ovisi i kako izgleda.
Odraz svjetla
Pri padu na glatku metalnu površinu lasersko zračenje se reflektira prema zakonu refleksije (kut refleksije jednak je upadnom kutu). Na sl. Slika 1 pokazuje da paralelne zrake laserskog zračenja padaju na ravno zrcalo i odbijaju se od njega ostaju paralelne.
Riža. 1. Kada padaju na ravnu površinu, paralelne zrake svjetlosti zadržavaju svoju paralelnost
Kada je reflektirajuća površina hrapava, svjetlost se raspršuje. Ovo se jasno vidi na Sl. 2 kada zrake laserskog svjetla padaju na grubi zid. Tada ne vidimo, kao u prethodnom primjeru, paralelne reflektirane zrake. Raspršene zrake čine ploču stola na kojoj se nalazi sustav crvenom.
Riža. 2. Lasersko zračenje koje pada na hrapavu površinu se raspršuje
Lom svjetlosti
Kada lasersko zračenje padne na granicu između dva prozirna medija, može se i reflektirati i lomiti. Njegov put ovisi o upadnom kutu i indeksima loma dvaju medija.
Svjetlost koja upada iz medija s višim indeksom loma u medij s nižim indeksom loma pod kutom većim od tzv. graničnog kuta (αpr) prolazi samo fenomen refleksije. Ovo je prikazano na sl. 3.
Riža. 3. Lasersko svjetlo pada na sučelje između dva prozirna medija
Ako je upadni kut manji od graničnog kuta, svjetlost će se istovremeno reflektirati i lomiti prema zakonu loma (slika 4):
sin α / sin β=n2/ n1 .
Riža. 4
Ako je upadni kut jednak graničnom kutu, tada lomljena zraka "klizi" po granici dvaju medija (slika 5).
Riža. 5. Lasersko zračenje klizi duž granice dva medija
Drugim riječima, lasersko zračenje koje pada na granicu dva prozirna medija, tako da je indeks loma prvog medija veći od indeksa loma drugog medija pod kutom jednakim kutu granice, ne prodire u drugi medij, već "klizi" po granici dva medija.
Ako je upadni kut 0°, svjetlost prelazi u drugi medij bez promjene smjera širenja (slika 6).
Riža. 6. Ako je upadni kut 0, smjer prostiranja svjetlosti se ne mijenja
Rasipanje svjetlosti u nehomogenom mediju
Također vrijedi razmotriti kako izgleda situacija kada imamo posla s nehomogenim medijem, poput koloida ili suspenzije. Svjetlost se raspršuje na tim nehomogenostima. Najpoznatiji učinak raspršenja svjetlosti u zraku je promatrana boja neba.
U zraku, kao iu tekućinama, možemo uočiti takozvani Tyndallov efekt, također temeljen na raspršenju svjetlosti na molekulama medija. U tom slučaju nastaje karakterističan svjetlosni stožac (slika 7), vidljiv na tamnoj pozadini. Ovaj fenomen se može uočiti na česticama vodene pare, dima ili zagađivača u zraku.
Tyndallov efekt, Tyndallovo raspršenje (engleski Tyndall effect) - optički efekt, raspršenje svjetlosti kada svjetlosna zraka prolazi kroz optički nehomogen medij. Obično se vidi kao svjetleći stožac (Tyndallov stožac) vidljiv na tamnoj pozadini.
Wikipedia
Riža. 7. Svjetlost koja prolazi kroz koloidnu otopinu se raspršuje na česticama, što dovodi do širenja snopa i stvaranja tzv. Tyndallovog stošca