نور شکلی از انرژی است که در محیط شفاف به خط راست منتشر می‌شود. برای بررسی رفتار نور به هنگام انتشار ابتدا باید با پرتو نور آشنا شویم. یک پرتو نور را به صورت خط راستی که پیکانی بر روی آن است نشان می‌دهند که جهت پیکان جهت انتشار نور را نشان می‌دهد.
دیده شدن اشیای درون اتاق هنگامی که چراغ روشن می‌شود به سبب انتشار نور در اتاق و بازگشت نور از سطح اشیا و رسیدن آن به چشم است.
هنگامی که نور به یک سطح برخورد می‌کند، می‌تواند سه اتفاق بیفتد:
- بازتاب: نور از سطح منعکس می‌شود و به محیط برمی‌گردد.
- جذب: نور توسط سطح جذب می‌شود و به گرما تبدیل می‌شود.
- عبور: نور از سطح عبور می‌کند.
در این شبیه‌ساز به بازتاب نور می‌پردازیم.
بازتاب نور:
بازتاب نور پدیده‌ای است که در آن نور هنگام برخورد با سطحی صاف یا ناصاف جهت خود را تغییر می‌دهد و از سطح اجسام برمی‌گردد. دو نوع اصلی بازتاب وجود دارد:
۱.بازتاب منظم: سطح‌های صیقلی مانند سطح آینه یا سطح آرام آب پدیده بازتاب را به خوبی نشان می‌دهند. در این موارد بازتاب نور را بازتاب آینه‌ای یا منظم می‌گویند. که در آن نور پس از برخورد به سطح صاف به طور منظم و در یک زاویه‌ی خاص بازتاب می‌شود.
۲.بازتاب نامنظم: نوع دیگری از بازتاب بازتاب پخشنده یا نامنظم است که در سطوح ناصاف اتفاق می‌افتد. منظور از سطح ناصاف آن است که سطح در ابعاد میکروسکوپی ناصاف است. مثلاً یک کاغذ در ظاهر صاف است اما در دید میکروسکوپی ناهموار و ناصاف است.
تعاریف مهم
پرتو تابش: پرتو نوری که به سطح جسم می‌تابد.
پرتو بازتاب: پرتوی که از سطح بازتاب می‌شود.
نقطه تابش: نقطه ای را که نور به آن می‌تابد.
خط عمود: خط فرضی که در نقطه تابش به سطح عمود است.
زاویه تابش: زاویه بین پرتو تابش و خط عمود بر سطح در نقطه برخورد.
زاویه بازتاب: زاویه بین خط عمود و پرتو بازتاب.
قوانین بازتاب:
برای هر نوع بازتابی (چه بازتاب منظم و چه بازتاب نامنظم [در هر بازتاب]) قوانین بازتاب به شرح زیر برقرار است:
- پرتو تابش، پرتو بازتاب و خط عمود بر سطح در نقطه تابش هر سه در یک صفحه‌اند.
- زاویه تابش و زاویه بازتاب باهم برابرند.
نحوه کار با شبیه‌ساز
در این شبیه‌ساز می‌توانید قوانین بازتاب و بازتاب منظم از سطوح هموار را تحقیق کنید. در سمت راست دو منبع نور وجود دارد. اگر پرتو اشعه را انتخاب کنید و تعداد پرتوها را زیاد کنید، پرتوهای نور موازی خواهید داشت. با انتخاب منبع نقطه‌ای چشمه نور شما نقطه‌ای خواهد بود.
بهتر است ابتدا تعداد پرتو ها را در حداقل قرار دهید و یکی از منبع‌های نور را انتخاب کنید. با انتخاب خط عمود و زاویه‌سنج پرتو نور را به یکی از سطوح بتابانید. اکنون می‌توانید پرتو تابش و پرتو بازتاب و خط عمود را ببینید و زاویه تابش و زاویه بازتاب را اندازه بگیرید.
در ادامه می‌توانید تعداد پرتوها را زیاد کنید و با تاباندن نور به یکی از سطوح، بازتاب منظم از آن را تحقیق کنید.
فعالیت1: چگونه با این سطوح آینه‌ای می‌توانید یک پنج ضلعی بسازید به‌طوریکه با تاباندن نور به یکی از سطوح و بازتاب از وجه‌های دیگر پرتو نور از این پنج ضلعی خارج شود؟ نور خروجی نسبت به پرتو تابیده چند درجه انحراف دارد؟ می‌توانید با نقاله زاویه مناسب بین آینه ها را اندازه بگیرید.
فعالیت2: نقش آینه‌ها در دوربین عکاسی و تلسکوپ چیست؟
فعالیت3: برای دیدن اشیا از پشت موانع چه وسیله‌ای استفاده می‌شود؟
پرسش‌ها:
بعد از کار با شبیه ساز می‌توانید به سوالات زیر پاسخ دهید.
۱. بازتاب نور چیست؟
۲. چه تفاوتی بین بازتاب منظم و نامنظم وجود دارد؟
۳. قوانین بازتاب را بیان کنید.
۴. چرا ما می‌توانیم اجسام را ببینیم؟
۵. چند کاربرد از بازتاب نور را بگویید.
- آشنایی با پرتو تابش و بازتاب
- آشنایی با زاویه تابش و بازتاب
- بررسی قوانین بازتاب
- بررسی بازتاب منظم از سطوح هموار
- آشنایی با پرتوهای موازی و واگرا
