IV. VALGUSE PEEGELDUMINE


Valguse peegeldumine 


Kui valgus levib ühtlases keskkonnas, siis on valguskiired sirgjooned – see tähendab kehtib valguse sirgjoonelise levimise seadus. Kui valgus jõuab aga erinevate keskkondade eralduspinnale, siis muudab ta seal oma levimise suunda. Kui valgus pöördub tagasi samasse keskkonda, kust ta tuli, siis öeldakse, valgus peegeldub.
02_peegeldumise_skeem
Valgust peegeldavale pinnale langeva valguse levimist kirjeldavad langevad valguskiired, peeglilt eemalduva valguse levimist aga peegeldunud valguskiired.

Kohta, kuhu valgus pinnale langeb, nimetatakse valguse langemispunktiks ning sinna joonestatakse peegeldumise kirjeldamiseks sirge, mis on risti valgust peegeldava pinnaga. Nurka, mis jääb langeva kiire ja ristsirge vahele, nimetatakse valguse langemisnurgaks. Peegeldunud kiire ja ristsirge vahele jäävat nurka nimetatakse aga valguse peegeldumisnurgaks.

Valguse peegeldumisel kehtib valguse peegeldumisseadus, mis ütleb, et valguse langemisnurk on alati võrdne valguse peegeldumisnurgaga.

Me võime muuta peeglile langeva valguse suuna esialgsega vastupidiseks, valguskiire teekond sellest ei muutu. Seepärast võime öelda, et valguse levimine on pööratav protsess.


Peeglid 


02_peegeldumine_tasapeeglil_fotoSellist valgust peegeldavat keha, kus peegeldav pind, on tasapind, nimetatakse tasapeegliks.

Kui tasapeeglile langeb paralleelne valgusvihk, siis peale peegeldumist on see valgusvihk paralleelne, kui aga hajuv või koonduv valgusvihk, siis jääb ta hajuvaks või koondavaks ka peale peegeldumist tasapeeglilt.02_kumer-noguspeegel_selgitus

Kui valgust peegeldav pind on asub kerapinna siseküljel, on tegu nõguspeegliga, kui aga välisküljel, siis kumerpeegliga.

Nii nõgus- kui kumerpeeglile on lihtne joonestada peegelpinna ristsirget – selleks tuleb valguse langemispunkt ühendada pikki raadiust peegelpinna langemispunktiga. Taoliselt tekkiv joon – radiaalne sirge – ongi otsitavaks ristsirgeks.


Kiirte käik tasapeeglis 


Tasapeeglile langev valgusvihk sellelt peegeldudes oma kuju ei muuda – paralleelne valgusvihk jääb paralleelseks – hajuv hajuvaks ning koondav koondavaks.

Tasapeeglis valguskiire käiku joonestades: 

(1) märgi joonisele valguse langemispunkt, 
(2) joonesta sellele malli või nurkjoonlauga ristsirge 
(3) mõõda langeva kiire ja ristsirge vahele jääv langemisnurk, 
(4) kanna täpselt sama suur nurk teisele poole ristsirget 

(5) joonesta peegeldunud kiir.

Kui valgus langeb peeglile peegelpinnaga risti (langemisnurk on 0°), siis on sama suur ka peegeldumisnurk ning valgus pöördub tuldud teed pidi tagasi – langev kiir ja peegeldunud kiir kattuvad.

02_kiirte_k2ik_tasapeeglis1


Kiirte käik kumerpeeglis 


Peegli raadiuse sihilist joont, mis ühendab peegelpinna keskpunkti peegli kumeruse kesk­punktiga nimetatakse peegli peateljeks.

02_paralleelsed_kiired_kumerpeeglis

Kõik peegli peateljega paralleelselt peeglile langevad kiired peegelduvad hajuvaks valgusvihuks selliselt, nagu oleks neil kõigil üks ühine alguspunkt – peegli fookus.

02_suva_kiired_kumerpeeglis

Kui valgus langeb peeglile suvalise nurga all, tuleb toimida samuti nagu tasapeegli puhul. Pea meeles, et kumerpeeglile on ristsirgeks langemispunkti ja peegli kumeruskeskpunkti ühendav sirge.

02_ristuvad_kiired_kumerpeeglis

Kui valgus langeb peeglile peegelpinna raadiuse sihis (langemisnurk on 0°), siis on sama suur ka peegeldumisnurk ning valgus pöördub tuldud teed pidi tagasi – langev kiir ja peegeldunud kiir kattuvad.


Kiirte käik nõguspeeglis 


Ka nõguspeegli korral nimetatakse raadiuse sihilist joont, mis ühendab peegelpinna keskpunkti peegli kumeruse kesk­punktiga peegli peateljeks. 

02_paralleelsed_kiired_noguspeeglis

Kõik peegli peateljega paralleelselt peeglile langevad kiired peegelduvad koonduvaks valgusvihuks selliselt, et peale peegeldumist läbivad nad kõik ühte punkti – peegli fookust.

02_suva_kiired_noguspeeglis

Kui valgus langeb peeglile suvalise nurga all, tuleb toimida samuti nagu tasapeegli puhul. Pea meeles, et ka nõguspeeglile on ristsirgeks langemispunkti ja peegli nõgususe keskpunkti ühendav sirge.

02_ristuvad_kiired_noguspeeglis

Kui valgus langeb peeglile peegelpinna raadiuse sihis (langemisnurk on 0°), siis on sama suur ka peegeldumisnurk ning valgus pöördub tuldud teed pidi tagasi – langev kiir ja peegeldunud kiir kattuvad.


Valguse hajus peegeldumine 


02_hajus_peegeldumineKui valgust peegeldav pind on ebatasane, siis muutub paralleelne valgusvihk peale peegeldumist hajusaks mistõttu taolist peegeldumist nimetataksegi hajusaks peegeldumiseks. Hajusalt peegelduvaid pindu nimetatakse ka mattpindadeks.

Kui valgus peegeldub matt­pin­nal korduvalt, siis temas sisalduv valgus-energia vähe­neb – öeldakse valgus(energia) neeldub.

Sõl­tu­valt pinna võimest peegeldada või neelata temale langevat valgust, näeme me vastavaid pindu kas heledamate või tumedamatena. Mida rohkem keha pind valgust neelab, seda tumedamana me teda näeme ning mida rohkem keha pind valgust peegeldab, seda heledamana me teda näeme.

02_must-valge-hall

Pindu, mis neelavad 95% (ja enam) temale langevast valgusest näeme me mustana, pindu mis peegeldavad 95% (ja enam) temale langevast valgusest aga valgena. Pindu, mis peegeldavad neile langevat valgust sõltumata nende värvist vahemikus 5% … 95% (neelavad vahemikus 95% … 5%) näeme aga hallina.

Valguse neeldumisel muutub valgusenergia keha siseenergiaks – see tähendab keha soojeneb. Kuna tumedamad keha neelavad valgust paremini, siis soojenevad nad valguse kätte jäetuna kiiremini kui heledamad kehad.

Advertisements