Odraz vlnenia

Odraz oblohy a stromov na hladine jazera

Odraz vlnenia alebo reflexia vzniká, ak sa prichádzajúce vlnenie dostane k rozhraniu dvoch prostredí. Na tomto rozhraní môže dôjsť k jeho odrazu späť do prostredia, z ktorého vlnenie prichádza. Tento jav nazývame odrazom. Odraz sa riadi zákonom odrazu.

Zákon odrazu je platný pre všetky druhy vlnenia (mechanické vlnenie, elektromagnetické vlnenie).

Zákon odrazu

Zákon odrazu vlnenia znie:

Uhol odrazu je rovný uhlu dopadu, pričom odrazené vlnenie ostáva v rovine dopadu.

Odrazený lúč ostáva v rovine dopadu (v rovine danej dopadajúcim lúčom a kolmicou dopadu) a zviera s kolmicou dopadu uhol odrazu, ktorý je rovnako veľký ako uhol dopadu.

Odvodenie

Odraz rovinného vlnenia na rovinnom rozhraní

Ak uvažujeme dve rôzne prostredia, ktorých rozhranie je rovinné, a na toto rozhranie dopadá rovinná vlna vlnenia, táto sa odráža späť do pôvodného prostredia. V mieste dopadajúceho lúča vlnenia vztýčime kolmicu, tzv. kolmicu dopadu (všeobecne ide o normálu k ploche rozhrania). Uhol medzi kolmicou dopadu a dopadajúcim lúčom sa nazýva uhol dopadu. Rovina, ktorá je určená kolmicou dopadu a lúčom dopadajúceho vlnenia, sa nazýva rovina dopadu.

Vlnenie, ktoré dopadá na rozhranie pod uhlom dopadu $\alpha$, dôjde najprv do bodu $A$ a postupne do ďalších bodov až po bod $D$. Tieto body sa podľa Huygensovho princípu stávajú zdrojmi elementárnych vlnení, ktoré sa šíria späť do prostredia 1. Dochádza tak k odrazu vlnenia. Čelo dopadajúcej vlny predstavuje úsečka $AB$, čelo odrazenej vlny predstavuje úsečka $CD$. Zo zhodnosti trojuholníkov $ABD$ a $CAD$ vyplýva

$\alpha =\alpha ^{\prime }$

Uhol $\alpha ^{\prime }$ sa nazýva uhol odrazu. Lúč odrazeného vlnenia leží v rovine dopadu vlnenia.

Uvedený vzťah predstavuje matematickú formuláciu zákona odrazu.

Zákon odrazu platí nie len pre rovinné vlnenie, ale vo všeobecne pre ľubovoľné vlnenie dopadajúce na rozhranie ľubovoľného tvaru.

Dôsledky

Princíp kútového odrážača

V prírode sa môžeme stretnúť s odrazom svetla na hladkých povrchoch (napr. na vodnej hladine).

Existencia odrazu umožňuje v optike konštrukciu zrkadiel a rôznych optických prístrojov.

Pozri aj

• Lom vlnenia
• Totálny odraz
• Brewsterov uhol
• Huygensov princíp