15-1 Odraz svetla

15-1 Odraz svetla

Náuka o svetle, optika, je jednou z najdôležitejších častí fyziky, lebo valnú väčšinu skúseností so svetom, ktorý nás obklopuje, získavame našim zrakom. Čo vieme o vzdialených galaxiách, vieme len vďaka svetlu: tento posol bežal v nezmerateľnom vesmíru milióny a miliardy rokov, než k nám dorazil. Aj to, čo vieme o atómoch nám prezradilo svetlo vychádzajúce z ich vnútrajšku. Svetlo z atómu nesie tajnú zakódovanú správu o vnútornej štruktúre látky. Svetlo sprostredkuje väčšinu informácií, s ktorými sa stretávame v každodennom živote.

Pokiaľ sa nepozeráme priamo do zdroja svetla – do Slnka, žiarovky, svetlušky apod. – tak to čo vidíme, je väčšinou odrazené svetlo.

Plochy, ktoré odrážajú svetlo, sa líšia jeden od druhej v mnohých ohľadoch. Dobre vyleštená karoséria čierneho auta odráža sotva 5% svetla, ktoré na neho dopadá. Toto málo svetla však postačuje k tomu, aby sme videli jasne svoj vlastný odraz na aute. Ani dobré zrkadlo nie je toho schopné viac, len obraz bude svetlejší, lebo jeho povrch odráža 85-95% svetla. Kus čiernej liatiny železa odráža rovnaké množstvo svetla ako vyleštená čierna karoséria auta, a stena izby vymalovaná na peknú svetlú farbu odráža zrovna toľko svetla ako zrkadlo, predsa nevidíme svoj odraz ani v liatine, ani vo vymalovanej stene izby.

Vysvetlenie tohto rozdielneho správania sa plôch nájdeme v hladkosti odrazových plôch. Vyleštená plocha zrkadla, lakovaný, leštený povrch kovu je nesmierne hladký, rovnomerne hladký ešte aj pre svetlo. Na druhú stranu, povrch papiera a steny je posiaty drobnými nerovnosťami, z ktorých sa svetlo odráža na všetky možné strany rovnako tak, ako pingpongová loptička z hrboľatého povrchu.

Odraz svetla z rovnej plochy nazývame aj zrkadlením. Odraz z nerovnej, nepravidelnej plochy nazývame rozptýlený odraz, cudzým slovom difúzny odraz, difúzna reflexia. Našu pozornosť sústredíme na zrkadlenie: takýto odraz má jednoduché zákonitosti.

Ak na zrkadlo necháme dopadnúť úzky zväzok svetla (obrázok 15.1) a budeme sledovať smer odrazeného lúča, zistíme zákonitosť, ktorú poznali aj starovekí Gréci. Spustime na plochu zrkadla kolmicu v mieste, kde sa ho dopadajúci zväzok dotkne; uhol, ktorý uzatvára dopadajúci lúč a spustená kolmica nazývame uhlom dopadu. Uhol medzi kolmicou a odrazeným lúčom zase nazývame uhlom odrazu. Zákon odrazu znie: uhol odrazu sa rovná uhlu dopadu. Pomocou tohto zákona môžeme skúmať vznik obrazu, jeho vytváranie zrkadlami rôzneho tvaru.