Рефлексија

Уколико сте тражили појам у рачунарству, погледајте чланак рефлексија (програмирање).

Рефлексија Маунт Худ у језеру Мирор.

Рефлексија: зрака светлости која пада на неку раван рефлектује се тако да је упадни угао α једнак углу рефлексије β, а упадни и рефлектовани (одбијени) зрак леже у истој равни.

Рефракција или лом светлости је скретање светлосних зрака при прелазу из једнога средства у друго због разлике у брзини ширења таласа у различитим средствима.

Рефлексија (kasnolat. reflexio: odbijanje) или одсјај је промена правца фронта таласа на додирној површини између два различита медија, тако да се фронт таласа враћа у медиј из којег је потекао. Уобичајени примери су одраз светлости, звука и водених таласа. Закон рефлексије каже да је упадни угао једнак углу под којим се талас рефлектује. У акустици, рефлексија изазива ехо и користи се у сонарима. У геологији, важна је у студији сеизмичких таласа. Рефлексија се види на површинским таласима у води. Рефлексија се појављује код многих врста електромагнетних таласа, поред видљиве светлости. Рефлексија виших фреквенција је важна за радио пренос и радаре. Чак и X-зраци и гама зраци могу бити рефлектовани под плитким углом са специјалним огледалима.

Кад је гранична површина глатка, то јест неравнине су према таласној дужини λ занемариве, настаје такозвана регуларна рефлексија, код које је упадни угао таласа једнак углу рефлексије; у супротном случају настаје дифузна рефлексија: таласи се рефлектирају у свим смеровима. Однос рефлектоване и упадне енергије назива се коефицијентом рефлексије. Ако је тај коефицијент зависан од таласне дужине упадних таласа, настаје селективна рефлексија. Када равни талас прелази из гушћега средства у ређе, рефлектовани је талас у фази с упадним таласом. У обрнутом случају рефлектовани је талас за π/2 (λ/4) помакнут у фази према упадному таласу. Упадни и рефлектирани талас дају интерференцијом стојећи талас. Рефлексијом еластичног трансверзалнога таласа добија се трансверзални и лонгитудинални рефлектирани талас. Лонгитудиналног рефлектираног таласа нема ако је осциловање упадног трансверзално таласа нормално на раван таласа.

Рефлексија светлости

Зрак светлости која пада на неку раван рефлектује се тако да је упадни угао α једнак углу рефлексије β, а упадни и рефлектовани (одбијени) зрак леже у истој равни. Рефлектована је светлост увек мање јачине (интензитета) него упадна, јер део енергије упадне светлости прелази у друго средство (апсорпција). То није тако једино код тоталне рефлексије, која настаје када зрак светлости који се шири из оптички гушћег у оптички ређе средство пада на границу тих средстава под углом већим од неког граничнога угла γ. Према закону лома (рефракција), у том је случају угао лома већи од угла упада. Ако је упадни угао такав да би угао лома био већи од 90°, долази до тоталне рефлексије. Гранични угао γ дат је тада изразом:

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

где је: n₁ - индекс је лома ређег, а n₂ - гушћег средства.

Јачина (интензитет) рефлектоване светлости зависи од угла упада и поларизације упадне светлости (Фреснелове једначине). Ако се зрак рефлектује на граници диелектричнога средства, јачина (интензитет) је рефлектоване светлости то већи што је већа разлика, а мањи збрир угла упада и угла лома. Ако је угао упада такав да рефлектовани и ломљени зрак чине угао од 90°, рефлектовани је зрак поларизован (Брустеров закон), а раван поларизације је идентичан с упадном равни. Појаве аналогне рефлексији светлости јављају се код свих врста таласа; тако на пример рефлексијом звучних таласа настаје ехо.

Распршење светлости

Главни чланак: Распршење светлости

Светлост која пада на равно огледало одбија се тако да је угао упада једнак углу одбијања.

Распршење светлости, дифузна рефлексија или дифузија светлости је распршивање светлости на разне стране.

Пада ли светлост на храпаву површину, настаће неправилна рефлексија. Светлост ту удара на сваки део површине под другим углом, те се одбија у различитим правцима. Таква је храпава површина једнако осветљена и не бљешти у очима. Светлост која долази кроз прозор у собу распршује се на зидовима, те је цела соба расветљена, а не само део насупрот прозору. Сунчева се светлост распршава на капљицама облака и магле, те током облачних и магловитих дана светлост долази са свих страна, и предмети не бацају оштре сене. Генерално, предмети на које пада дифузна светлост немају оштрих сена. Светлост коју у наше очи шаље већина предмета које видимо настаје услед дифузног одбијања од њихове површине, тако да је ово наш примарни механизам физичког посматрања.

Закон рефлексије

Главни чланак: Равно огледало

Равно огледало је равна глатка површина која одбија светлост, притом је добијена слика предмета привидна (виртуална), усправна и једнаке величине као предмет који се огледа.

Ако се пусти узак прамен Сунчевих зрака на равно огледало, прамен зрака ће се одбити као и лопта која удари у зид. Физичко тело с глатком површином, које одбија зраке светлости зове се огледало. Светлост која пада на такво огледало одбија се тако да је угао упадања једнак углу одбијања. Угао упадања је угао који чини зрак с нормалом у тачки упадања, а угао одбијања је угао што га чини одбијени зрак с истом нормалом. Ти зраци леже у равни која је нормална на раван огледала. То је закон рефлексије или закон одбијања светлости.

У равном огледалу се може због рефлексије видети слика предмета од којег долазе зраци светлости. Чини се као да се слика у равном огледалу налази иза огледала. Та се слика не може ухватити на застору, те се зове привидна или виртуална слика. Прамен зрака који излази из тачке А долази након рефлексије у наше око. Ако се продуже ти зраци иза зрцала, они ће се сећи у тачки А’ која је слика тачке А. Из слике се види да хомоцентричан (са заједничким средиштем) сноп зрака светлости остаје хомоцентричан и после рефлексије, то јест зраци који долазе из извора А одбијају се тако као да излазе из слике А’.

Угаоно огледало

Угаоно огледало чине два равна огледала која међусобно затварају неки угао, на пример δ = 45°. Зрак светлости који долази на прво огледало под углом α одбија се под истим углом и пада на друго огледало. На том огледалу је такође угао рефлексије једнак углу упадања β. Из троугла излази да је:

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

јер нормале на огледало чине међусобно исти угао колики је угао између огледала:

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

Одатле се види да зрак светлости након рефлексије на двја огледала чини са својим првобитним смером двоструки угао од угал између огледала. То вреди за било који угао за који се на пример закрене паралелно огледало једно према другоме.

Начин рада секстанта

Главни чланак: Секстант

Секстант се заснива на својству угаоног огледала, а служи за мерење углова у астрономској навигацији. На оквиру мерног инструмента налазе се два мала равна огледала, једно непокретно, друго покретно, али оба нормална на раван оквира. Паралелно с оквиром секстанта налази се двоглед. Непокретно огледало обложено је само на доњој половини са сребром како би зрак светлости могао да од тела директно прође кроз необложени део и дође у двоглед, односно у око. Зрак светлости с тела пада на покретно огледало, где се одрази и након поновне рефлексије на непокретном огледалу долази кроз дурбин у око.

Као и код сваког угаоног огледала, угао који чини зрак светлости након рефлексије са својим првобитним смеру једнак је двоструком углу између огледала:

$\beta =2\cdot \alpha$

Секстант има на доњем делу кружни сектор, величине 1/6 круга, ради чега се зове секстант. На том кружном сектору налази се скала од 0° до 150° и тако умањена да се може директно читати угао, а да се не множи са два. Покретно огледало покреће се око осе помоћу вођице, која се зове алхидада, а на доњем је крају нониус за читање углова.

При мерењу се од једног тела добије директна слика у двогледу, а од другога рефлектована слика, која се помицањем покретног огледала помоћу алхидаде мора наместити тачно изнад прве слике. Након тога се помоћу нониуса очита угао.

Вишеструке рефлексије

Вишеструки рефлексије у два равна огледала под углом од 60°.

Када се светлост одбије од огледала, појављује се једна слика. Два огледала постављена тачно лицем у лице дају изглед бесконачног броја слика дуж праве линије. Вишеструке слике које се виде између два огледала која седе под углом једно према другом леже изнад круга. Средиште тог круга налази се на замишљеном пресеку огледала. Квадрат од четири огледала постављена лицем у лице дају изглед бесконачног броја слика поређаних у равни. Вишеструке слике које се виде између четири огледала која састављају пирамиду, у којима сваки пар огледала лежи под углом једно према другом, леже изнад сфере. Ако је основа пирамиде правоугаоног облика, слике се шире преко дела торуса.

Види још

• Дифракција
• Преламање светлости
• Водени талас

Литература

• 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 (јануар 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 одржавање: Формат датума (веза)
• Bury, Grzegorz; Sośnica, Krzysztof; Zajdel, Radosław (децембар 2019). „Multi-GNSS orbit determination using satellite laser ranging”. Journal of Geodesy. 93 (12): 2447—2463. doi:10.1007/s00190-018-1143-1 . CS1 одржавање: Формат датума (веза)
• Sośnica, Krzysztof; Prange, Lars; Kaźmierski, Kamil; Bury, Grzegorz; Drożdżewski, Mateusz; Zajdel, Radosław; Hadas, Tomasz (фебруар 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 одржавање: Формат датума (веза)
• 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 одржавање: Формат датума (веза)
• „IRNSS: Reflector Information”. ilrs.cddis.eosdis.nasa.gov. Архивирано из оригинала 2019-03-25. г. Приступљено 2019-03-25. 
• Sośnica, Krzysztof; Zajdel, Radosław; Bury, Grzegorz; Bosy, Jarosław; Moore, Michael; Masoumi, Salim (април 2020). „Quality assessment of experimental IGS multi-GNSS combined orbits”. GPS Solutions. 24 (2): 54. doi:10.1007/s10291-020-0965-5 . CS1 одржавање: Формат датума (веза)
• Sośnica, K.; Bury, G.; Zajdel, R.; Strugarek, D.; Drożdżewski, M.; Kazmierski, K. (децембар 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 одржавање: Формат датума (веза)
• Sośnica, Krzysztof; Thaller, Daniela; Dach, Rolf; Steigenberger, Peter; Beutler, Gerhard; Arnold, Daniel; Jäggi, Adrian (јул 2015). „Satellite laser ranging to GPS and GLONASS”. Journal of Geodesy. 89 (7): 725—743. doi:10.1007/s00190-015-0810-8 . CS1 одржавање: Формат датума (веза)
• Strugarek, Dariusz; Sośnica, Krzysztof; Jäggi, Adrian (јануар 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 одржавање: Формат датума (веза)
• 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 одржавање: Формат датума (веза)
• Schwarz, Oliver. „GRACE FO Laser Ranging Interferometer - SpaceTech GmbH”. spacetech-i.com. Архивирано из оригинала 06. 12. 2019. г. Приступљено 6. 4. 2018. CS1 одржавање: Формат датума (веза)

Спољашње везе

• Acoustic reflection Архивирано на сајту Wayback Machine (4. јануар 2019)
• Animations demonstrating optical reflection by QED
• Simulation on Laws of Reflection of Sound By Amrita University