Refleksija

Ukoliko ste tražili pojam u računarstvu, pogledajte članak refleksija (programiranje).

Refleksija Maunt Hud u jezeru Miror.

Refleksija: zraka svetlosti koja pada na neku ravan reflektuje se tako da je upadni ugao α jednak uglu refleksije β, a upadni i reflektovani (odbijeni) zrak leže u istoj ravni.

Refrakcija ili lom svetlosti je skretanje svetlosnih zraka pri prelazu iz jednoga sredstva u drugo zbog razlike u brzini širenja talasa u različitim sredstvima.

Refleksija (kasnolat. reflexio: odbijanje) ili odsjaj je promena pravca fronta talasa na dodirnoj površini između dva različita medija, tako da se front talasa vraća u medij iz kojeg je potekao. Uobičajeni primeri su odraz svetlosti, zvuka i vodenih talasa. Zakon refleksije kaže da je upadni ugao jednak uglu pod kojim se talas reflektuje. U akustici, refleksija izaziva eho i koristi se u sonarima. U geologiji, važna je u studiji seizmičkih talasa. Refleksija se vidi na površinskim talasima u vodi. Refleksija se pojavljuje kod mnogih vrsta elektromagnetnih talasa, pored vidljive svetlosti. Refleksija viših frekvencija je važna za radio prenos i radare. Čak i X-zraci i gama zraci mogu biti reflektovani pod plitkim uglom sa specijalnim ogledalima.

Kad je granična površina glatka, to jest neravnine su prema talasnoj dužini λ zanemarive, nastaje takozvana regularna refleksija, kod koje je upadni ugao talasa jednak uglu refleksije; u suprotnom slučaju nastaje difuzna refleksija: talasi se reflektiraju u svim smerovima. Odnos reflektovane i upadne energije naziva se koeficijentom refleksije. Ako je taj koeficijent zavisan od talasne dužine upadnih talasa, nastaje selektivna refleksija. Kada ravni talas prelazi iz gušćega sredstva u ređe, reflektovani je talas u fazi s upadnim talasom. U obrnutom slučaju reflektovani je talas za π/2 (λ/4) pomaknut u fazi prema upadnomu talasu. Upadni i reflektirani talas daju interferencijom stojeći talas. Refleksijom elastičnog transverzalnoga talasa dobija se transverzalni i longitudinalni reflektirani talas. Longitudinalnog reflektiranog talasa nema ako je oscilovanje upadnog transverzalno talasa normalno na ravan talasa.

Refleksija svetlosti

Zrak svetlosti koja pada na neku ravan reflektuje se tako da je upadni ugao α jednak uglu refleksije β, a upadni i reflektovani (odbijeni) zrak leže u istoj ravni. Reflektovana je svetlost uvek manje jačine (intenziteta) nego upadna, jer deo energije upadne svetlosti prelazi u drugo sredstvo (apsorpcija). To nije tako jedino kod totalne refleksije, koja nastaje kada zrak svetlosti koji se širi iz optički gušćeg u optički ređe sredstvo pada na granicu tih sredstava pod uglom većim od nekog graničnoga ugla γ. Prema zakonu loma (refrakcija), u tom je slučaju ugao loma veći od ugla upada. Ako je upadni ugao takav da bi ugao loma bio veći od 90°, dolazi do totalne refleksije. Granični ugao γ dat je tada izrazom:

$\sin \gamma ={\frac {n_{1}}{n_{2}}}$

gde je: n₁ - indeks je loma ređeg, a n₂ - gušćeg sredstva.

Jačina (intenzitet) reflektovane svetlosti zavisi od ugla upada i polarizacije upadne svetlosti (Fresnelove jednačine). Ako se zrak reflektuje na granici dielektričnoga sredstva, jačina (intenzitet) je reflektovane svetlosti to veći što je veća razlika, a manji zbrir ugla upada i ugla loma. Ako je ugao upada takav da reflektovani i lomljeni zrak čine ugao od 90°, reflektovani je zrak polarizovan (Brusterov zakon), a ravan polarizacije je identičan s upadnom ravni. Pojave analogne refleksiji svetlosti javljaju se kod svih vrsta talasa; tako na primer refleksijom zvučnih talasa nastaje eho.

Raspršenje svetlosti

Glavni članak: Raspršenje svetlosti

Svetlost koja pada na ravno ogledalo odbija se tako da je ugao upada jednak uglu odbijanja.

Raspršenje svetlosti, difuzna refleksija ili difuzija svetlosti je raspršivanje svetlosti na razne strane.

Pada li svetlost na hrapavu površinu, nastaće nepravilna refleksija. Svetlost tu udara na svaki deo površine pod drugim uglom, te se odbija u različitim pravcima. Takva je hrapava površina jednako osvetljena i ne blješti u očima. Svetlost koja dolazi kroz prozor u sobu raspršuje se na zidovima, te je cela soba rasvetljena, a ne samo deo nasuprot prozoru. Sunčeva se svetlost raspršava na kapljicama oblaka i magle, te tokom oblačnih i maglovitih dana svetlost dolazi sa svih strana, i predmeti ne bacaju oštre sene. Generalno, predmeti na koje pada difuzna svetlost nemaju oštrih sena. Svetlost koju u naše oči šalje većina predmeta koje vidimo nastaje usled difuznog odbijanja od njihove površine, tako da je ovo naš primarni mehanizam fizičkog posmatranja.

Zakon refleksije

Glavni članak: Ravno ogledalo

Ravno ogledalo je ravna glatka površina koja odbija svetlost, pritom je dobijena slika predmeta prividna (virtualna), uspravna i jednake veličine kao predmet koji se ogleda.

Ako se pusti uzak pramen Sunčevih zraka na ravno ogledalo, pramen zraka će se odbiti kao i lopta koja udari u zid. Fizičko telo s glatkom površinom, koje odbija zrake svetlosti zove se ogledalo. Svetlost koja pada na takvo ogledalo odbija se tako da je ugao upadanja jednak uglu odbijanja. Ugao upadanja je ugao koji čini zrak s normalom u tački upadanja, a ugao odbijanja je ugao što ga čini odbijeni zrak s istom normalom. Ti zraci leže u ravni koja je normalna na ravan ogledala. To je zakon refleksije ili zakon odbijanja svetlosti.

U ravnom ogledalu se može zbog refleksije videti slika predmeta od kojeg dolaze zraci svetlosti. Čini se kao da se slika u ravnom ogledalu nalazi iza ogledala. Ta se slika ne može uhvatiti na zastoru, te se zove prividna ili virtualna slika. Pramen zraka koji izlazi iz tačke A dolazi nakon refleksije u naše oko. Ako se produže ti zraci iza zrcala, oni će se seći u tački A’ koja je slika tačke A. Iz slike se vidi da homocentričan (sa zajedničkim središtem) snop zraka svetlosti ostaje homocentričan i posle refleksije, to jest zraci koji dolaze iz izvora A odbijaju se tako kao da izlaze iz slike A’.

Ugaono ogledalo

Ugaono ogledalo čine dva ravna ogledala koja međusobno zatvaraju neki ugao, na primer δ = 45°. Zrak svetlosti koji dolazi na prvo ogledalo pod uglom α odbija se pod istim uglom i pada na drugo ogledalo. Na tom ogledalu je takođe ugao refleksije jednak uglu upadanja β. Iz trougla izlazi da je:

$\alpha +\beta =45^{\circ }$

jer normale na ogledalo čine međusobno isti ugao koliki je ugao između ogledala:

$U=2\cdot \alpha +2\cdot \beta =2\cdot (\alpha +\beta )=2\cdot 45^{\circ }=90^{\circ }$

Odatle se vidi da zrak svetlosti nakon refleksije na dvja ogledala čini sa svojim prvobitnim smerom dvostruki ugao od ugal između ogledala. To vredi za bilo koji ugao za koji se na primer zakrene paralelno ogledalo jedno prema drugome.

Način rada sekstanta

Glavni članak: Sekstant

Sekstant se zasniva na svojstvu ugaonog ogledala, a služi za merenje uglova u astronomskoj navigaciji. Na okviru mernog instrumenta nalaze se dva mala ravna ogledala, jedno nepokretno, drugo pokretno, ali oba normalna na ravan okvira. Paralelno s okvirom sekstanta nalazi se dvogled. Nepokretno ogledalo obloženo je samo na donjoj polovini sa srebrom kako bi zrak svetlosti mogao da od tela direktno prođe kroz neobloženi deo i dođe u dvogled, odnosno u oko. Zrak svetlosti s tela pada na pokretno ogledalo, gde se odrazi i nakon ponovne refleksije na nepokretnom ogledalu dolazi kroz durbin u oko.

Kao i kod svakog ugaonog ogledala, ugao koji čini zrak svetlosti nakon refleksije sa svojim prvobitnim smeru jednak je dvostrukom uglu između ogledala:

$\beta =2\cdot \alpha$

Sekstant ima na donjem delu kružni sektor, veličine 1/6 kruga, radi čega se zove sekstant. Na tom kružnom sektoru nalazi se skala od 0° do 150° i tako umanjena da se može direktno čitati ugao, a da se ne množi sa dva. Pokretno ogledalo pokreće se oko ose pomoću vođice, koja se zove alhidada, a na donjem je kraju nonius za čitanje uglova.

Pri merenju se od jednog tela dobije direktna slika u dvogledu, a od drugoga reflektovana slika, koja se pomicanjem pokretnog ogledala pomoću alhidade mora namestiti tačno iznad prve slike. Nakon toga se pomoću noniusa očita ugao.

Višestruke refleksije

Višestruki refleksije u dva ravna ogledala pod uglom od 60°.

Kada se svetlost odbije od ogledala, pojavljuje se jedna slika. Dva ogledala postavljena tačno licem u lice daju izgled beskonačnog broja slika duž prave linije. Višestruke slike koje se vide između dva ogledala koja sede pod uglom jedno prema drugom leže iznad kruga. Središte tog kruga nalazi se na zamišljenom preseku ogledala. Kvadrat od četiri ogledala postavljena licem u lice daju izgled beskonačnog broja slika poređanih u ravni. Višestruke slike koje se vide između četiri ogledala koja sastavljaju piramidu, u kojima svaki par ogledala leži pod uglom jedno prema drugom, leže iznad sfere. Ako je osnova piramide pravougaonog oblika, slike se šire preko dela torusa.

Vidi još

• Difrakcija
• Prelamanje svetlosti
• Vodeni talas

Literatura

• Optics Letters, Vol. 4, pp. 190–192 (1979), "Retroreflective Arrays as Approximate Phase Conjugators," by H.H. Barrett and S.F. Jacobs.
• Optical Engineering, Vol. 21, pp. 281–283 (March/April 1982), "Experiments with Retrodirective Arrays," by Stephen F. Jacobs.
• Scientific American, December 1985, "Phase Conjugation," by Vladimir Shkunov and Boris Zel'dovich.
• Scientific American, January 1986, "Applications of Optical Phase Conjugation," by David M. Pepper.
• Scientific American, April 1986, "The Amateur Scientist" ('Wonders with the Retroreflector'), by Jearl Walker.
• Scientific American, October 1990, "The Photorefractive Effect," by David M. Pepper, Jack Feinberg, and Nicolai V. Kukhtarev.
• Kazmierski, Kamil; Sośnica, Krzysztof; Hadas, Tomasz (januar 2018). „Quality assessment of multi-GNSS orbits and clocks for real-time precise point positioning”. GPS Solutions. 22 (1): 11. doi:10.1007/s10291-017-0678-6 . CS1 održavanje: Format datuma (veza)
• Bury, Grzegorz; Sośnica, Krzysztof; Zajdel, Radosław (decembar 2019). „Multi-GNSS orbit determination using satellite laser ranging”. Journal of Geodesy. 93 (12): 2447—2463. doi:10.1007/s00190-018-1143-1 . CS1 održavanje: Format datuma (veza)
• Sośnica, Krzysztof; Prange, Lars; Kaźmierski, Kamil; Bury, Grzegorz; Drożdżewski, Mateusz; Zajdel, Radosław; Hadas, Tomasz (februar 2018). „Validation of Galileo orbits using SLR with a focus on satellites launched into incorrect orbital planes”. Journal of Geodesy. 92 (2): 131—148. doi:10.1007/s00190-017-1050-x . CS1 održavanje: Format datuma (veza)
• Zajdel, Radosław (14. 10. 2017). „A New Online Service for the Validation of Multi-GNSS Orbits Using SLR”. Remote Sensing. 9 (10): 1049. doi:10.3390/rs9101049 . CS1 održavanje: Format datuma (veza)
• „IRNSS: Reflector Information”. ilrs.cddis.eosdis.nasa.gov. Arhivirano iz originala 2019-03-25. g. Pristupljeno 2019-03-25. 
• Sośnica, Krzysztof; Zajdel, Radosław; Bury, Grzegorz; Bosy, Jarosław; Moore, Michael; Masoumi, Salim (april 2020). „Quality assessment of experimental IGS multi-GNSS combined orbits”. GPS Solutions. 24 (2): 54. doi:10.1007/s10291-020-0965-5 . CS1 održavanje: Format datuma (veza)
• Sośnica, K.; Bury, G.; Zajdel, R.; Strugarek, D.; Drożdżewski, M.; Kazmierski, K. (decembar 2019). „Estimating global geodetic parameters using SLR observations to Galileo, GLONASS, BeiDou, GPS, and QZSS”. Earth, Planets and Space. 71 (1): 20. doi:10.1186/s40623-019-1000-3 . CS1 održavanje: Format datuma (veza)
• Sośnica, Krzysztof; Thaller, Daniela; Dach, Rolf; Steigenberger, Peter; Beutler, Gerhard; Arnold, Daniel; Jäggi, Adrian (jul 2015). „Satellite laser ranging to GPS and GLONASS”. Journal of Geodesy. 89 (7): 725—743. doi:10.1007/s00190-015-0810-8 . CS1 održavanje: Format datuma (veza)
• Strugarek, Dariusz; Sośnica, Krzysztof; Jäggi, Adrian (januar 2019). „Characteristics of GOCE orbits based on Satellite Laser Ranging”. Advances in Space Research. 63 (1): 417—431. doi:10.1016/j.asr.2018.08.033. CS1 održavanje: Format datuma (veza)
• Strugarek, Dariusz; Sośnica, Krzysztof; Arnold, Daniel; Jäggi, Adrian; Zajdel, Radosław; Bury, Grzegorz; Drożdżewski, Mateusz (30. 9. 2019). „Determination of Global Geodetic Parameters Using Satellite Laser Ranging Measurements to Sentinel-3 Satellites”. Remote Sensing. 11 (19): 2282. doi:10.3390/rs11192282 . CS1 održavanje: Format datuma (veza)
• Schwarz, Oliver. „GRACE FO Laser Ranging Interferometer - SpaceTech GmbH”. spacetech-i.com. Arhivirano iz originala 06. 12. 2019. g. Pristupljeno 6. 4. 2018. CS1 održavanje: Format datuma (veza)

Spoljašnje veze

• Acoustic reflection Arhivirano na sajtu Wayback Machine (4. januar 2019)
• Animations demonstrating optical reflection by QED
• Simulation on Laws of Reflection of Sound By Amrita University