החזרת אור
 |
יש לשכתב ערך זה. ייתכן שהערך מכיל טעויות, או שהניסוח וצורת הכתיבה שלו אינם מתאימים. | ||
| אתם מוזמנים לסייע ולתקן את הבעיות, אך אנא אל תורידו את ההודעה כל עוד לא תוקן הדף. אם אתם סבורים כי אין בדף בעיה, ניתן לציין זאת בדף השיחה. | |||
החזרת אור היא תופעה באופטיקה פיזיקלית, המתרחשת כאשר קרן אור פוגעת במשטח. כמות האור המוחזרת ממשטח כלשהו תלויה בחומר המשטח, אשר משתנה מאחד למשנהו.
זווית הפגיעה היא הזווית שבין קרן האור הפוגעת במשטח, לבין אנך היוצא מהמשטח בנקודת הפגיעה. זווית ההחזרה היא הזווית שבין קרן האור המוחזרת מהמשטח, לבין האנך למשטח.
חוקי ההחזרה:
- הקרן המוחזרת נמצאת במישור שנקבע על ידי הקרן הפוגעת והאנך.
- זווית ההחזרה שווה לזווית הפגיעה (בשרטוט:
).
).במקרה של אלומת אור, יחול חוק ההחזרה על כל אחת מהקרניים באלומה, ותיווצר החזרה של כל אחת מהקרניים בזווית השווה לזווית הפגיעה. כתוצאה מכך, מקבלים אלומת אור החוזרת בזווית שווה לזווית הפגיעה במשטח.
תוכן עניינים |
[עריכה] הרחבה של תופעת ההחזרה על פי סוג המשטח
למאפייני המשטח עליו נקרין יש השפעה רבה על אופן החזרת קרן האור. מאפייני המשטח יכולים לקבוע היווצרות של תופעות פיזיקליות נוספות כגון: שבירת אור, בליעת אור וכדומה.
[עריכה] חספוס המשטח
רמת החספוס של המשטח המוקרן משפיעה על ההחזרה. משטח מחוספס מחזיר פחות אור ממשטח חלק. לדוגמה, שיש מחוספס יחזיר פחות אור משיש חלק, שעבר ליטוש. הסיבה לכך היא שחלק מהקרניים החוזרות במשטח מחוספס נתקלות בחלקי המשטח ואז נבלעות, או לחלופין כיוון החזרה שלהן משתנה (ולכן אינן חוזרות במרוכז אלא נפוצות לכל עבר).
[עריכה] אטימות המשטח
אטימות המשטח המוקרן תקבע האם תיווצר "שבירה". כאשר המשטח אטום לחלוטין, לדוגמה במראה, תיווצר החזרה מלאה של הקרניים הפוגעות. לעומת זאת, כאשר המשטח שקוף או שקוף למחצה, חלק מהקרניים יעברו אותו ותיווצר שבירה.
[עריכה] משטח דק בתוך תווך אחיד
עבור משטח דק הנמצא בתוך תווך אחיד (לדוגמה, דף נייר המואר באמצעות פנס בחלל החדר) התווך שבו נעה הקרן הפוגעת הוא אוויר. דף הנייר משמש כתווך אליו עוברת הקרן, בעל מקדם שבירה שונה. אך התווך שאליו יוצאת קרן האור מתוך הדף הוא שוב אוויר. משום שעובי הדף (0.02 מילימטר לערך) ביחס למרחב הוא זניח, ה"הזזה" של הקרן שנוצרת כתוצאה מתופעת שבירת האור היא זניחה ביחס למרחב, וניתן בקירוב טוב לומר כי הקרן הפוגעת ממשיכה "דרך" הדף באותה נקודה אל עבר האוויר שמאחוריו. ההזזה תלויה בעובי התווך, ככל שהמרחק שהקרן עוברת בתוך התווך גדול יותר, כך משפיעה זווית השבירה על המרחק האופקי בו תצא הקרן מהתווך ביחס לנקודת הפגיעה.
לסיכום ניתן לומר כי בפגיעת קרן אור במשטח אטום או אטום למחצה, חלק מהקרניים יחזרו בתופעת "החזרת האור" ואילו חלק יעברו דרכו בקו ישר בקירוב טוב (כאשר המשטח דק מאוד) ויצאו מצידו השני. כמות הקרניים העוברות והחוזרות תלויה באופן ישיר באטימות המשטח.
[עריכה] סוג החומר
סוג החומר שממנו עשוי המשטח יקבע כמה מהקרניים יבלעו במשטח, וכמה מהן יוחזרו ממנו. בליעת אור היא תופעה בה אנרגיית הפוטונים, הם החלקיקים מהם עשויה קרן אור, נבלעים בחומר, ובכך מעלים את כמות האנרגיה בו. מומלץ לקרוא על תופעה זו בהרחבה בערך בליעת אור.
[עריכה] תחומים נוספים
חוקי ההחזרה החלים על קרני אור מאפיינים גם מצבים נוספים בפיזיקה כדוגמת פגיעה של גוף אלסטי במשטח קשיח. מסיבה זו חוק ההחזרה תומך בתפישת האור כחלקיק, שקידם אייזק ניוטון.
ניתן להסיק מחוק ההחזרה, באמצעות שיקולים גאומטריים, שעבור מראה ישרה, מרחק הדמות המשוקפת מהמראה שווה למרחק העצם המשתקף בה. (אם כי השניים בצדדים מנוגדים של המראה. לעומת זאת, ניתן לראות כי מראות פרבוליות יכולות למקד אור, ולכן נעשה בהן שימוש בזרקורים, טלסקופים ועוד.
