YANSIMA

Gelen akustiği , yansıma neden yankıları ve kullanılan sonar. Jeolojide sismik dalgaların incelenmesinde önemlidir . Su kütlelerindeki yüzey dalgalarıyla yansıma görülür . Yansıma, görünür ışığın yanı sıra birçok elektromanyetik dalga türünde de görülür . VHF ve daha yüksek frekansların yansıması radyo iletimi ve radar için önemlidir. Hatta röntgen sert ve gama ışınları aynası “otlayan” özel ile sığ açılarda yansıtılabilir.

IŞIĞIN YANSIMASI 

Işığın yansıması, arayüzün doğasına bağlı olarak ya aynasal (ayna benzeri) ya da dağınıktır (enerjiyi korur, ancak görüntüyü kaybeder). Aynasal yansımada yansıyan dalgaların fazı, koordinatların kökeninin seçimine bağlıdır, ancak s ve p (TE ve TM) polarizasyonları arasındaki nispi faz, ortamın ve aralarındaki arayüzün özellikleri ile sabitlenir. ^[1]

Bir ayna, aynasal ışık yansıması için en yaygın modeli sağlar ve tipik olarak, önemli yansımanın meydana geldiği metalik kaplamalı bir cam levhadan oluşur. Cildin derinliklerinin ötesinde dalga yayılımının bastırılmasıyla metallerde yansıma artar. Yansıma, su veya cam gibi saydam ortamların yüzeyinde de meydana gelir .

Diyagramda, bir ışık ışını PO O noktasında dikey bir ayna vurur ve yansıyan ışın OQ’dur . Nokta boyunca hayali bir çizgi çıkıntı ile O olarak bilinen ayna, dik , normal , Ölçebileceğimiz geliş açısı , θ _ı ve yansıma açısı , θ _r . Yansıma yasası devletler İçeride ISTV melerin RWMAIWi’nin _i θ = _r veya başka bir deyişle, geliş açısı yansıma açısına eşittir.

Aslında, ışık belirli bir kırılma indisinin bir ortamından farklı bir kırılma indisine sahip bir ortama her gittiğinde ışığın yansıması meydana gelebilir . En genel durumda, ışığın belirli bir kısmı arayüzden yansıtılır ve geri kalanı kırılır . Maxwell denklemlerini bir sınıra vuran bir ışık ışını için çözmek , ışığın ne kadarının yansıtıldığını ve belirli bir durumda ne kadar kırıldığını tahmin etmek için kullanılabilen Fresnel denklemlerinin türetilmesine izin verir. Bu, bir elektrik devresindeki empedans uyumsuzluğunun sinyallerin yansımasına neden olma yoluna benzer. Toplam iç yansımainsidans açısı kritik açıdan daha büyükse, daha yoğun bir ortamdan gelen ışık oluşur .

Toplam iç yansıma, ortak yollarla etkili bir şekilde yansıtılamayan dalgaları odaklama aracı olarak kullanılır. X-ışını teleskopları , dalgalar için yakınsak bir “tünel” oluşturularak oluşturulur. Dalgalar bu tünelin yüzeyi ile düşük açıyla etkileşime girdikçe, odak noktasına doğru (ya da tünel yüzeyi ile başka bir etkileşime doğru yansıtılırlar, sonuç olarak odaktaki dedektöre yönlendirilirler). X-ışınları sadece istenen reflektörden geçeceği için geleneksel bir reflektör işe yaramaz.

Işık kırılma indisine sahip bir malzemeden geçtiği ortama göre yansıdığında, 180 ° faz kaymasına uğrar. Buna karşılık, ışık daha düşük kırılma indisine sahip bir malzemeden yansıdığında, yansıyan ışık gelen ışık ile faz halindedir. Bu ince film optik alanında önemli bir prensiptir .

Aynasal yansıma görüntüleri oluşturur . Düz bir yüzeyden yansıma ayna görüntüsü oluşturur , bu soldan sağa ters çevrilmiş gibi görünür çünkü gördüğümüz görüntüyü görüntünün konumuna döndürüldüğümüzde göreceğimiz görüntüyle karşılaştırırız. Kavisli bir yüzeydeki aynasal yansıma büyütülebilen veya demagnifiye edilebilen bir görüntü oluşturur; aynalardan sahip optik güce. Bu tür aynalar  küresel veya parabolik yüzeylere sahip olabilir .

YANSIMA YASALARI 

Yansıtıcı yüzey çok pürüzsüzse, oluşan ışığın yansımasına aynasal veya düzenli yansıma denir. Düşünme yasaları aşağıdaki gibidir:

1. Olay ışını, yansıyan ışın ve insidans noktasında yansıma yüzeyine normal olan aynı düzlemdedir.
2. Gelen ışının normal ile yaptığı açı, yansıyan ışının aynı normale yaptığı açıya eşittir.
3. Yansıyan ışın ve gelen ışın normalin karşı taraflarındadır.

Bu üç kanunun tümü Fresnel denklemlerinden türetilebilir .

MEKANİZMA 

Cam gibi dielektriklerde, ışığın elektrik alanı malzemedeki elektronlara etki eder ve hareketli elektronlar alanlar oluşturur ve yeni radyatörler haline gelir. Camdaki kırılan ışık, elektronların ileri radyasyonunun ve gelen ışığın birleşimidir. Yansıyan ışık, tüm elektronların geriye doğru radyasyonunun birleşimidir.

Metallerde, bağlayıcı enerjisi olmayan elektronlara serbest elektronlar denir. Bu elektronlar gelen ışıkla salındığında, radyasyon alanları ve olay alanları arasındaki faz farkı π (180 °) olur, bu nedenle ileri radyasyon gelen ışığı iptal eder ve geriye doğru radyasyon sadece yansıyan ışıktır.

Fotonlar açısından ışık-madde etkileşimi kuantum elektrodinamiğinin bir konusudur ve Richard Feynman tarafından popüler kitabı QED: Tuhaf Işık ve Madde Teorisi’nde ayrıntılı olarak açıklanmaktadır .

DAĞINIK YANSIMA 

Gördüğümüz nesnelerin çoğu tarafından gözlerimize gönderilen ışık, yüzeylerinden dağınık yansımadan kaynaklanır, böylece bu bizim birincil fiziksel gözlem mekanizmamızdır. ^[2]

GERİ YANSITMA 

Bazı yüzeyler retrorefleksiyon gösterir . Bu yüzeylerin yapısı, ışığın geldiği yöne döneceği şekildedir.

Güneş ışığıyla aydınlatılan bulutların üzerinde uçarken, uçağın gölgesinin çevresinde görülen bölge daha parlak görünecek ve benzer bir etki çimlerin üzerindeki çiğden de görülebilir. Bu kısmi geri yansıma, kavisli damlacık yüzeyinin kırılma özellikleri ve damlacığın arka tarafındaki yansıtıcı özellikler tarafından oluşturulur.

Bazı hayvanların retinaları retroreflektörler olarak hareket eder ( daha fazla ayrıntı için tapetum lucidum’a bakın ), çünkü bu hayvanların gece görüşünü etkili bir şekilde geliştirir. Gözlerinin mercekleri, gelen ve giden ışığın yollarını karşılıklı olarak değiştirdiğinden, etki, gözlerin vahşi doğada bazen bir el feneri ile yürürken görülen güçlü bir retroreflektör gibi davranmasıdır.

Basit bir retroreflektör, karşılıklı olarak birbirine dik üç sıradan ayna ( köşe reflektörü ) yerleştirilerek yapılabilir. Üretilen görüntü, tek bir ayna tarafından üretilenin tersidir. Bir yüzey, üzerine küçük refraktif küreler tabakası yerleştirerek veya küçük piramit benzeri yapılar oluşturarak kısmen retroreflektif hale getirilebilir. Her iki durumda da içsel yansıma ışığın ortaya çıktığı yere geri yansıtılmasına neden olur. Bu trafik işaretleri yapmak için kullanılır ve otomobil plakaları ışığı çoğunlukla geldiği yöne geri yansıtır. Bu uygulamada, mükemmel retrorefleksiyon arzu edilmez, çünkü ışık daha sonra sürücünün gözlerinden ziyade yaklaşmakta olan bir arabanın farlarına geri yönlendirilir.

BİRDEN ÇOK YANSIMA 

Işık aynadan yansıdığında , bir görüntü belirir. Yüz yüze tam olarak yerleştirilmiş iki ayna, düz bir çizgi boyunca sonsuz sayıda görüntü verir. Birbirine belirli bir açıyla oturan iki ayna arasında görülen çoklu görüntüler bir dairenin üzerindedir. ^[3] Bu dairenin merkezi, aynaların hayali kesişiminde bulunur. Yüz yüze yerleştirilmiş dört aynanın karesi, bir düzlemde düzenlenmiş sonsuz sayıda görüntünün görünümünü verir. Bir piramidi birleştiren dört ayna arasında görülen çoklu görüntüler, burada her bir ayna çifti birbirine bir açı oturur, bir küre üzerinde uzanır. Piramidin tabanı dikdörtgen şeklindeyse, görüntüler bir torusun bir bölümüne yayılır . ^[4]

Bunların, ışığın hiçbirini emmeyen mükemmel pürüzsüz, mükemmel düz mükemmel reflektörlerin mükemmel hizalanmasını gerektiren teorik idealler olduğuna dikkat edin. Uygulamada, bu durumlara sadece yaklaşılabilir ancak ulaşılamaz, çünkü reflektörlerdeki herhangi bir yüzey kusurunun etkileri çoğalır ve büyür, absorpsiyon görüntüyü yavaş yavaş söndürür ve herhangi bir gözlem ekipmanı (biyolojik veya teknolojik) karışacaktır.

KARMAŞIK EŞLENİK YANSIMA 

Bu süreçte (faz konjugasyonu olarak da bilinir), ışık doğrusal olmayan bir optik işlem nedeniyle geldiği yönde tam olarak geri döner. Sadece ışığın yönü tersine çevrilmez, aynı zamanda gerçek dalga önleri de tersine çevrilir. Bir konjugat reflektör kaldırmak için kullanılabilir sapmaları sonra ikinci bir kez yansıtan ve aberrating optik üzerinden yansıma geçirerek bir kirişten. Eğer biri karmaşık bir eşlenik aynaya bakacak olsaydı, siyah olurdu çünkü sadece öğrenciyi terk eden fotonlar öğrenciye ulaşacaktı.

DİĞER YANSIMA TÜRLERİ 

NÖTRON YANSIMASI

Nötronları yansıtan malzemeler, örneğin berilyum , nükleer reaktörlerde ve nükleer silahlarda kullanılır . Fiziksel ve biyolojik bilimlerde, nötronların bir madde içindeki atomlardan yansıması , malzemenin iç yapısını belirlemek için yaygın olarak kullanılır.

SES YANSIMASI 

Uzunlamasına bir ses dalgası düz bir yüzeye çarptığında, yansıtıcı yüzeyin boyutunun sesin dalga boyuna kıyasla büyük olması koşuluyla ses tutarlı bir şekilde yansıtılır. Duyulabilir sesin çok geniş bir frekans aralığına (20 ila yaklaşık 17000 Hz) ve dolayısıyla çok geniş bir dalga boyu aralığına (yaklaşık 20 mm ila 17 m) sahip olduğuna dikkat edin. Sonuç olarak, yansımanın genel doğası yüzeyin dokusuna ve yapısına göre değişir. Örneğin, gözenekli malzemeler bir miktar enerji emer ve kaba malzemeler (pürüzlülerin dalga boyuna göreli olduğu yerlerde) birçok yönden yansıtma eğilimi gösterir – enerjiyi tutarlı bir şekilde yansıtmak yerine dağıtmak. Bu mimari akustik alanına yol açar, çünkü bu yansımaların doğası bir mekanın işitsel hissi için kritiktir. Dış gürültü azaltma teorisinde , yansıtıcı yüzey boyutu , sesin bir kısmını zıt yöne yansıtarak bir gürültü bariyeri kavramından hafifçe uzaklaşır . Ses yansıması akustik alanı etkileyebilir .

SİSMİK YANSIMA 

Depremler veya diğer kaynaklar (patlamalar gibi) tarafından üretilen sismik dalgalar Dünya’daki katmanlar tarafından yansıtılabilir. Depremler tarafından üretilen dalgaların derin yansımalarının incelenmesi,  sismologların Dünya’nın katmanlı yapısını belirlemelerine izin verdi . Sığ yansımalar yansıma sismolojisinde Dünya’nın kabuğunu incelemek için ve özellikle petrol ve doğal gaz yatakları için kullanılır. 

KAYNAKÇA