Почему вода отражает как зеркало

Почему вода отражает как зеркало

Пособие по физике «Геометрическая оптика».

Предмет и его отражение

То, что отраженный в стоячей воде пейзаж не отличается от реального, а только перевернут “вверх ногами” далеко не так.

Если человек посмотрит поздним вечером, как отражаются в воде светильники или как отражается берег, спускающийся к воде, то отражение покажется ему укороченным и совсем “исчезнет”, если наблюдатель находится высоко над поверхностью воды. Также никогда нельзя увидеть отражение верхушки камня, часть которого погружена в воду.

Пейзаж видится наблюдателю таким, как если бы на него смотрели из точки, находящейся на столько глубже поверхности воды, насколько глаз наблюдателя находится выше поверхности. Разница между пейзажем и его изображением уменьшается по мере приближения глаза к поверхности воды, а так же по мере удаления объекта.

Часто людям кажется, что отражение в пруду кустов и деревьев отличается большей яркостью красок и насыщенностью тонов. Эту особенность также можно заметить, наблюдая отражение предметов в зеркале. Здесь большую роль играет психологическое восприятие, чем физическая сторона явления. Рама зеркала, берега пруда ограничивают небольшой участок пейзажа, ограждая боковое зрение человека от избыточного рассеянного света, поступающего со всего небосвода и ослепляющего наблюдателя, то есть он смотрит на небольшой участок пейзажа как бы через темную узкую трубу. Уменьшение яркости отраженного света по сравнению с прямым облегчает людям наблюдение неба, облаков и других яркоосвещенных предметов, которые при прямом наблюдении оказывается слишком ярким для глаза.

Зеркальное отражение.

Явление отражения света наблюдается на границе раздела двух сред, например воздуха и воды. Если отражающая поверхность гладкая (полированный металл, стекло), то отраженные лучи будут идти параллельным пучком, если при падении на поверхность они были параллельны (рисунок слева). Такое отражение называют зеркальным. Зеркала могут отражать до 90% света,падающего на них.

Глядя в зеркало прямо перед собой, вы видите как бы своего двойника и различные предметы, которые находятся вокруг и позади вас. При этом вам кажется, что и ваш двойник, и эти предметы находятся перед вами, за зеркалом, хотя их там, разумеется, нет. То, что вы видите в зеркале, — это изображения предметов.

Диффузное отражение.

Отражают свет любые поверхности, не только гладкие. Именно благодаря этому мы видим все тела. Поверхности, которые отражают большую часть светового потока, выглядят светлыми или белыми. Поверхности, которые поглощают большую часть света, выглядят тёмными или черными. Если пучок параллельных световых лучей падает на шершавую поверхность (даже если шероховатости микроскопически малы, как на поверхности листка бумаги) (рисунок справа) свет отражается в различных направлениях, то есть отраженные лучи не будут параллельными, поскольку углы падения лучей на неровности поверхности разные. Такое отражение света называют рассеяным, или диффузным. Закон отражения выполняется и в этом случае, но на каждом маленьком участке поверхности. Из-за диффузного отражения во всех направлениях обычный предмет можно наблюдать под разными углами. Стоит сдвинуть голову в сторону, как из каждой точки предмета в глаз будет попадать другой пучок отраженных лучей. Но если узкий пучок света падает на зеркало, то вы увидите его только в том случае, если глаз занимаетположение, для которого выполняется закон отражения.Этим иобьясняются необычные свойства зеркал. (Используя аналогичные аргументы, Галилей показал, что поверхность Луны должна быть шероховатой, а не зеркально гладкой, как полагали некоторые.)

В се несветящиеся тела, освещаемые каким-нибудь источником, становятся видимыми только благодаря рассеиваемому ими свету. Хорошо отшлифованную поверхность стекла, поверхность спокойной воды трудно увидеть потому, что такие поверхности рассеивают очень мало света. Мы видим в них чёткие изображения окружающих освещенных предметов. Однако стоит только поверхности зеркала покрыться пылью, а поверхности воды зарябить, как они становятся хорошо видимыми.

Юрий Лепский: Живое зеркало воды удваивает красоту

Когда говорят «как в воду глядел» — что имеют в виду? Ну, это в общем понятно: означает, что человек что-то там предугадал, предвидел, знал, предсказывал. Наши язычники-пращуры, оказывается, глядя на воду, пытались предугадать будущее, просто гадали. Как их средневековые, да и нынешние потомки гадают на кофейной гуще.

Гадание на кофейной гуще — значительно выше моего понимания. А вот что касается воды, то, глядя в нее, предвидели, в ней можно видеть что-то и увиденное когда-то запомнить. Предвидел — вижу — помню. Это все — вода. Формально эти слова фиксируют ее течение, а по существу — время: будущее, настоящее, прошедшее. Все правильно, вода — самый верный и надежный аналог времени, она хранит его загадку и, возможно, скрывает разгадку.

У воды — еще одно замечательное качество: она отражает. Небо, облака, звезды, луну (помните у Есенина: «Золотою лягушкой луна распласталась на тихой воде»), здания, людей, деревья, солнце. Это живое зеркало удваивает красоту, причудливо играет с ней и возвращает нетронутой внимательному и терпеливому взгляду.

Фото: Юрий Лепский/ РГ.

Лично я в воду глядел так. Однажды вышел на берег реки Великой и даже вздрогнул от неожиданности, увидав в воде отражение псковского храма. Ну, конечно же, мгновенная ассоциация с градом Китежем. С тех пор я постоянно заглядываю в реки: что там видно? Имею в виду не рыбу и не водоросли, а отражения. Иногда они бывают поразительными.

Лет пять назад, поздней осенью, в Венеции случилась высокая вода, знаменитая aqua alta. Вся площадь Сан-Марко в такие дни покрывается водичкой, что, впрочем, не мешает многочисленным туристам сидеть за столиками знаменитых кафе «Флориан» и «Квадри». И я присел за столик неподалеку от «Флориана». Привычно посмотрел на поверхность пришедшей сюда воды и увидел прямо перед собой стаю голубых фламинго: ножки легких пластиковых стульев, отражаясь в воде, удлинялись и обретали суставы, спинки «обрастали» крыльями.

Несколько лет спустя я вновь оказался в этом городе. В местной галерее Академии в рамках бьеннале экспонировались несколько известных работ французских импрессионистов. После посещения галереи Академии я в задумчивости побрел по набережной канала на фондаменто Заттере. И вдруг остановился: что-то в зеркале канала показалось мне знакомым, только что увиденным. Я посмотрел в воду. Там экспонировалось полотно импрессиониста. Его звали Венеция.

Так я и гляжу в воду. Будущего угадывать не научился, зато про настоящее кое-что знаю.

Фото: Юрий Лепский/ РГ.

Почему вода отражает?

Только постарайтесь объяснить без применения научных терминов.

Лучший ответ

Это свет имеет такое свойство — отражаться от резкой границы, разделяющей две среды. У поверхности каждой среды также есть свой коефициент отражения. Ещё степень отражения зависит от угла, под которым лучи падают на поверхность — чем по более пологой линии падает луч, тем лучше он отражается.
А вода так хорошо отражает свет потому, что её молекулы образуют весьма гладкую (не обязательно ровную) поверхность. Гладкая — значит без шероховатостей на микроскопическом уровне.

Остальные ответы

Потому, что её структура позволяет преломить свет таким образом, что ты видишь что-то=)) Извини, проще никак

Похожие вопросы

Как отражает зеркало

Зеркало — необходимый предмет интерьера. В типичной квартире его можно встретить в каждой комнате: коридоре, ванной, спальне. Ежедневно, вглядываясь в его гладкую поверхность, люди оценивают свой внешний вид, не задумываясь о том, почему зеркало отражает.

Как устроено зеркало

Функциональное предназначение зеркальных изделий — отражать. Первые зеркала были сделаны еще в эпоху ранних металлов (бронзовом веке), V век до нашей эры. Изготавливались они из тщательно отшлифованных металлов: олова, платины, бронзы.

В современном понимании зеркало появилось в XIII веке. Состоит оно из трех слоев:

1. Шлифованное стекло.
2. Отражающая поверхность.
3. Защитное покрытие из лака или эмали.

Отражающий слой наносится с внутренней стороны стекла толщиной в десятые доли микрометра. Чаще других используется напыление из серебра и олова с добавлением различных химических компонентов. Нанесение амальгамы обеспечивает отражающую способность зеркальной поверхности.

Почему зеркало отражает

Все что люди видят вокруг себя, в том числе и собственное отражение, объясняется способностью лучей света отражаться от любых поверхностей.

Когда человек видит тот или иной предмет, это значит, что в сетчатку его глаза попал свет, отраженный этой вещью. Если свет попадает на непрозрачную поверхность, он поглощается.

Зеркало представляет собой идеально гладкую и ровную поверхность. Поэтому оно не поглощает, а отражает свет. Отражение происходит не от стекла, а от слоя амальгамы, который не пропускает лучи через себя, а преломляет их.

Преломленный луч выходит через стекло обратно и попадает в сетчатку глаза. Далее в работу включается уже мозг человека, который обрабатывает визуальную информацию и интерпретирует ее в изображение.

Человек видит свое изображение не только в зеркале. Такой эффект дает любая гладкая поверхность: идеально начищенные столовые приборы или гладь воды. Но можно получить искаженную картинку.

Почему в зеркале меняется лево и право

Чтобы понять, как отражает зеркало, можно поэкспериментировать с углом обзора. Когда человек стоит напротив зеркальной поверхности, он видит себя, предметы рядом. Стоит человеку только сместиться влево или вправо, он перестает видеть свое отражение, но наблюдает предметы, расположенные напротив.

Причина тому — закон физики, в соответствии с которым угол падения равен углу отражения света.

Именно по этой причине зеркало меняет лево и право. Если стать перед зеркальной поверхностью и помахать своему отражению правой рукой, создается ощущение, что «двойник» машет левой. По факту никакой подмены не происходит.

Причина — бинокулярное зрение человека. То есть люди видят одновременно двумя глазами, воспринимают трехмерное изображение.

Мозг использует информацию с каждого глаза, но не переворачивает ее, то есть зеркалит картинку. Ведь свет, попадающий на сетчатку, отражается под тем же углом, он не способен уйти направо или налево, если поверхность идеально ровная.

Вот с кривым зеркалом можно поэкспериментировать. Вогнутая или выпуклая зеркальная поверхность будет иначе рассеивать и преломлять лучи. Поэтому можно получить изображение, не соответствующее действительности, поменять верх с низом, левую сторону с правой.

Заключение

В отношении зеркала действует изречение: «все гениальное просто». Тонкий слой металла наносится на стекло, покрывается защитным слоем. В результате получается предмет, который в точности отражает окружающее пространство.