بازتاب نور: برگشت نور از سطح اجسام

بازتاب نور: سفری به دنیای آینه‌ها و تصاویر

بازتاب نور چیست و چگونه می‌بینیم؟

برای دیدن بیشتر اجسام اطرافمان، به نور نیاز داریم. اجسامی مثل خورشید یا یک لامپ روشن که از خود نور دارند، منیر^[1] نامیده می‌شوند. اما ما بیشتر اجسام را که نور نمی‌تابانند، چگونه می‌بینیم؟ پاسخ در پدیده بازتاب^[2] است. وقتی نور یک منبع نوری (مثل لامپ اتاق) به سطح یک کتاب، صندلی یا خود شما می‌تابد، بخشی از این نور از سطح جسم برمی‌گردد و به چشم‌های ما می‌رسد. در واقع، مغز ما اطلاعات این نور بازتاب‌شده را تفسیر می‌کند و ما جسم را می‌بینیم . به این فرآیند، بازتاب نور می‌گویند . اگر در یک اتاق تاریک هیچ نوری وجود نداشته باشد، بازتابی هم در کار نیست و ما چیزی نمی‌بینیم.

دو نوع کلی بازتاب: منظم در مقابل نامنظم

همه سطوح، نور را یکسان بازتاب نمی‌دهند. نوع بازتاب کاملاً به صافی و همواری سطح بستگی دارد . به همین دلیل است که تصویر ما در آینه کاملاً مشخص است، اما در سطح یک در چوبی فقط یک لکه نور می‌بینیم.

قانون طلایی بازتاب نور: زاویه تابش برابر زاویه بازتاب

برای توصیف دقیق‌تر نحوه بازتاب نور از سطوح صاف (بازتاب منظم)، دانشمندان از مفهومی به نام قانون بازتاب نور استفاده می‌کنند. برای درک این قانون، ابتدا باید با چند اصطلاح آشنا شویم :

• پرتو تابش^[3]: پرتو نوری که به سطح می‌تابد.
• پرتو بازتاب^[4]: پرتو نوری که از سطح بازمی‌گردد.
• خط عمود یا نُرمال: خطی فرضی که در نقطه برخورد نور به سطح، بر آن سطح عمود (90°) است.
• زاویه تابش (i): زاویه بین پرتو تابش و خط عمود.
• زاویه بازتاب (r): زاویه بین پرتو بازتاب و خط عمود.

این قانون توضیح می‌دهد که چرا وقتی مستقیماً به آینه نگاه می‌کنید، تصویر خود را می‌بینید. نور از صورت شما با زاویه خاصی به آینه می‌تابد و طبق قانون فوق، با همان زاویه اما در طرف دیگر خط عمود، به چشم شما بازمی‌گردد .

کاربردهای شگفت‌انگیز بازتاب نور در فناوری و زندگی

بازتاب نور فقط برای دیدن آینه‌ای خودمان نیست. این پدیده ساده، پایه بسیاری از اختراعات و فناوری‌های مفید است :

• بازتاب‌دهنده‌های دوچرخه و لباس: این قطعات قرمز رنگ، نور چراغ ماشین‌ها را مستقیماً به سمت راننده بازمی‌تابانند و باعث دیده شدن دوچرخه‌سوار در شب می‌شوند .
• آینه‌های وسیله نقلیه: آینه‌های صاف و محدب(Convex) در خودروها با بازتاب نور، به راننده کمک می‌کنند تا پشت سر خود را ببینند .
• دوربین‌های دوچشمی و تلسکوپ‌های ساده (پریسکوپ): با استفاده از دو آینه که در زوایای خاصی قرار گرفته‌اند، می‌توان مسیر نور را خم کرد و از پشت موانع یا از فاصله دور، اجسام را دید .
• رابطه نور و رنگ: رنگ هر جسم به این بستگی دارد که کدام بخش از نور سفید را بازتاب می‌دهد و کدام بخش را جذب می‌کند. یک سیب قرمز، نور قرمز را بازتاب و بقیه رنگ‌ها را جذب می‌کند . یک شیء سفید تقریباً همه نورها را بازتاب و یک شیء سیاه تقریباً همه آنها را جذب می‌کند.
• ساختمان‌های خنک: رنگ کردن سقف ساختمان‌ها با رنگ سفید باعث می‌شود بخش زیادی از نور و گرمای خورشید بازتاب یابد و ساختمان خنک‌تر بماند .

اشتباهات رایج و پرسش‌های مهم

پاورقی

1. جسم منیر (Luminous Body): جسمی که از خود نور تولید و تابش می‌کند؛ مانند خورشید، لامپ روشن، شعله شمع.
2. بازتاب (Reflection): پدیده برگشت نور از سطح یک جسم هنگامی که به آن می‌تابد.
3. پرتو تابش (Incident Ray): پرتو نوری که به سطح یک جسم می‌تابد.
4. پرتو بازتاب (Reflected Ray): پرتو نوری که پس از برخورد به سطح جسم، از آن بازمی‌گردد.
5. بازتاب داخلی کلی (Total Internal Reflection): پدیده‌ای خاص که وقتی نور از محیط غلیظ (مثل آب یا شیشه) به محیط رقیق (مثل هوا) می‌تابد و زاویه تابش از یک حد معین (زاویه بحرانی) بزرگ‌تر باشد، تمام نور به داخل محیط غلیظ بازمی‌گردد. این اصل اساس کار فیبر نوری است .