Естественные науки
Почему мы видим отражение в зеркале?
Человек способен видеть благодаря свету. Кванты света — фотоны обладают свойствами и волны, и частицы. Источники света разделяют на первичные и вторичные. В первичных — таких как Солнце, лампы, огонь, электрический разряд — фотоны рождаются в результате химических, ядерных или термоядерных реакций. Вторичным источником света служит любой атом: поглотив фотон, он переходит в возбужденное состояние и рано или поздно возвращается в основное, излучив новый фотон. Когда луч света падает на непрозрачный предмет, все составляющие луч фотоны поглощаются атомами на поверхности предмета. Возбужденные атомы практически немедленно возвращают поглощенную энергию в виде вторичных фотонов, которые равномерно излучаются во все стороны. Если поверхность шероховатая, то атомы на ней расположены беспорядочно, волновые свойства света не проявляются и суммарная интенсивность излучения равна алгебраической сумме интенсивности излучения каждого переизлучающего атома. При этом независимо от угла наблюдения мы видим одинаковый световой поток, отраженный от поверхности, — такое отражение называется диффузным. Иначе происходит отражение света от гладкой поверхности, например, зеркала, полированного металла, стекла. В этом случае переизлучающие свет атомы упорядочены относительно друг друга, свет проявляет волновые свойства, а интенсивности вторичных волн зависят от разностей фаз соседних вторичных источников света. В результате вторичные волны компенсируют друг друга во всех направлениях, за исключением одного-единственного, которое определяется по хорошо известному закону — угол падения равен углу отражения. Фотоны словно упруго отскакивают от зеркала, поэтому их траектории идут от предметов, как бы находящихся позади него, — их-то и видит человек, глядя в зеркало. Правда, мир зазеркалья отличается от нашего: тексты читаются справа налево, стрелки часов крутятся в обратную сторону, а если поднять левую руку, наш двойник в зеркале поднимет правую, и кольца у него не на той руке.. . В отличие от киноэкрана, где все зрители видят одно и то же изображение, в зеркале отражения для всех разные. Например, девушка на снимке видит в зеркале вовсе не себя, а фотографа (раз уж он видит ее отражение) . Чтобы увидеть себя, надо расположиться напротив зеркала. Тогда фотоны, идущие от лица в направлении взгляда, падают на зеркало почти под прямым углом и возвращаются обратно. Когда они достигают глаз, вы видите свой образ по ту сторону стекла. Ближе к краю зеркала глаза ловят фотоны, отраженные им под некоторым углом. Значит, и пришли они тоже под углом, то есть от предметов, находящихся по сторонам от вас. Это позволяет видеть себя в зеркале вместе с окружающей обстановкой. Но от зеркала отражается всегда меньше света, чем падает, по двум причинам: не бывает идеально гладких поверхностей, и свет всегда немного нагревает зеркало. Из широко распространенных материалов лучше всего отражает свет полированное серебро (более 95%). Из него делали зеркала в древности. Но на открытом воздухе серебро тускнеет из-за окисления, а полировка повреждается. К тому же металлическое зеркало получается дорогим и тяжелым. Теперь тонкий слой металла наносят на обратную сторону стекла, защищая от повреждений несколькими слоями краски, а вместо серебра ради экономии часто используют алюминий. Его коэффициент отражения — около 90%, и для глаз разница незаметна.
Сергей Гуляев
А почему мы видим белый цвет поверхности?
Если вопрос сводится к тому, "почему зеркало отражает свет" (точнее - почему отражает именно так, как отражает, то есть почему угол падения равен углу отражения) , то это следствие двух вещей. Во-первых - уравнений Макксвелла, во-вторых - тому, что фактически зеркало - это поверхность металла. А стекло там нужно лишь для того, чтоб этот металл на что-то нанести (первые зеркала, ещё из бронзы, были цельнометаллическими) .
Металлы - это огромное количество свободных электронов. И если для такого случая решить уравнения Максвелла, то из такого решения и следует закон отражения. Причём чем лучше металл проводит электричество, тем лучше их него получается зеркало. Поэтому и делают их в основном из серебра и алюминия.
Металлы - это огромное количество свободных электронов. И если для такого случая решить уравнения Максвелла, то из такого решения и следует закон отражения. Причём чем лучше металл проводит электричество, тем лучше их него получается зеркало. Поэтому и делают их в основном из серебра и алюминия.
Сергей Гуляев
А почему мы видим белый цвет поверхности?
Потому, что поверхност зеркала достаточно ровная для того, чтобы лучи, падающие на него от окружающих предметов, в том числе от нас, отражались строго в одном направлении и не рассеивались. Важное значение имеет то, что зекало не пропускает лучи сквозь себя и не поглощает их (благодаря нанесенной на обратную поверхность амальгаме) , поэтому мы видим все отражение так же ярко и котрастно, как и оригинал. А видим мы его потому, что у нас есть зрительный анализатор, состоящий из органов, принимающих свет (глаза) , проводящих световые сигналы (зрительные нервы) , и анализирующие зрительную информацию (зрительный отдел больших полушарий головного мозга)
Мы видим отажённый свет от поверхностей способных отражать, идеальное зеркало отражает 100%...
Сергей Гуляев
А почему мы видим белый цвет поверхности?
Андрей Боровский
...потому, что она отражает весь спектр цветов - да так, что смешиваясь они и дают белый цвет! Например, серый цвет поверхности поглощает все диапазоны видимого света - отражает красный и зелёный - итоговая смесь - серый!
Одними школьными знаниями тут не отделаешься, конечно:
"В классической электродинамике, свет рассматривается как электромагнитная волна, которая описывается уравнениями Максвелла.
При попадании электромагнитной волны (свет) на поверхность диэлектрика: возникают малые колебания диэлектрической поляризации в отдельных атомах, в результате чего каждая частица излучает вторичные волны во всех направлениях (как антенна-диполь). Все эти волны складываются и — в соответствии с принципом Гюйгенса — Френеля — дают зеркальное отражение и преломление."
"При попадании электромагнитной волны (свет) на поверхность проводника: возникают колебания электронов (электрический ток), электромагнитное поле которого стремится компенсировать это воздействие, что приводит к практически полному отражению света.
В зависимости от резонансной частоты колебательных контуров в молекулярной структуре вещества при отражении излучается волна определённой частоты (определённого цвета). Так предметы приобретают цвет."
Источник - ru.wikipedia.org/wiki/Отражение_(физика)
"Особенности отражения света от металлич. поверхности обусловлены наличием в металлах большого числа электронов, слабо связанных с атомами металла (свободных электронов). Вторичные волны, вызванные колебаниями свободных электронов, порождают сильную отражённую волну, интенсивность которой может достигать более 95% интенсивности падающей волны, и сравнительно слабую волну, идущую внутрь металла." (Константинова А. Ф. - МЕТАЛЛООПТИКА)
"В классической электродинамике, свет рассматривается как электромагнитная волна, которая описывается уравнениями Максвелла.
При попадании электромагнитной волны (свет) на поверхность диэлектрика: возникают малые колебания диэлектрической поляризации в отдельных атомах, в результате чего каждая частица излучает вторичные волны во всех направлениях (как антенна-диполь). Все эти волны складываются и — в соответствии с принципом Гюйгенса — Френеля — дают зеркальное отражение и преломление."
"При попадании электромагнитной волны (свет) на поверхность проводника: возникают колебания электронов (электрический ток), электромагнитное поле которого стремится компенсировать это воздействие, что приводит к практически полному отражению света.
В зависимости от резонансной частоты колебательных контуров в молекулярной структуре вещества при отражении излучается волна определённой частоты (определённого цвета). Так предметы приобретают цвет."
Источник - ru.wikipedia.org/wiki/Отражение_(физика)
"Особенности отражения света от металлич. поверхности обусловлены наличием в металлах большого числа электронов, слабо связанных с атомами металла (свободных электронов). Вторичные волны, вызванные колебаниями свободных электронов, порождают сильную отражённую волну, интенсивность которой может достигать более 95% интенсивности падающей волны, и сравнительно слабую волну, идущую внутрь металла." (Константинова А. Ф. - МЕТАЛЛООПТИКА)
Потому, что мы не вампиры
Похожие вопросы
- Почему мы видим отражение в зеркале?
- какое зеркало нужно взять, чтобы ты видел отражение в полный рост
- Почему отражение в зеркале изменяется только слева направо, а не сверху вниз?
- Как получается отражение в зеркале?
- Скажите, пожалуйста, что Вы говорите себе, глядя на свое отражение в зеркале, каждое утро?
- Почему считается, что у кошек нет самосознания? Хотя когда они видят себя в зеркале, то большинство не реагируют
- Каким образом мы видим себя в зеркало? На уровне фотонов хотелось бы ответ получить
- Почему мы видим цвета именно такими какими видим? Почему мы видим синее - синим, а красное - красным?
- Почему существует видимая вселенная?
- Почему мы видим?