Номер 7, страница 261 - гдз по физике 9 класс учебник Грачев, Погожев

Глава 8. Оптика. Параграф 41. Закон отражения света. Вопросы - номер 7, страница 261.

Условие.

7. Почему часто пренебрегают диффузным отражением?

Решение.

Диффузным (или рассеянным) отражением называют отражение света от шероховатой поверхности, в результате которого параллельный пучок падающих лучей рассеивается по всем возможным направлениям. В физических моделях и при решении задач этим явлением часто пренебрегают по нескольким ключевым причинам:

1. Сложность математического описания. В отличие от зеркального отражения, которое описывается простым законом (угол падения равен углу отражения), диффузное отражение является гораздо более сложным процессом. Для его точного описания необходимо использовать сложные математические модели, такие как закон Ламберта для идеально рассеивающих поверхностей или более общие двунаправленные функции отражательной способности (BRDF), которые учитывают зависимость интенсивности отраженного света от направления падения и наблюдения. Включение таких моделей значительно усложняет расчеты.

2. Цели и допущения модели. Во многих задачах, особенно в геометрической оптике, основное внимание уделяется формированию изображений с помощью идеализированных оптических элементов, таких как зеркала и линзы. Поверхности этих элементов предполагаются идеально гладкими, обеспечивающими только зеркальное отражение или преломление. Диффузное отражение от таких поверхностей рассматривается как дефект (например, помутнение зеркала), который снижает качество изображения, и в рамках идеальной модели им пренебрегают, чтобы сосредоточиться на основных принципах работы оптической системы.

3. Распределение энергии. При диффузном отражении энергия падающего света перераспределяется по очень большому телесному углу (в идеале, по всей полусфере). Из-за этого интенсивность света, отраженного в каком-либо одном конкретном направлении, оказывается очень малой по сравнению с интенсивностью направленного пучка при зеркальном отражении (при той же энергии падающего света). Поэтому в задачах, где важна интенсивность света в определённом направлении, вкладом от диффузного компонента часто можно пренебречь.

Таким образом, пренебрежение диффузным отражением является оправданным упрощением, которое позволяет сделать модели более простыми и наглядными, не внося при этом существенной погрешности в результат, когда основной изучаемый процесс связан с направленным (зеркальным) отражением.

Ответ: Диффузным отражением часто пренебрегают для упрощения физических моделей и математических расчетов. Его описание значительно сложнее, чем у зеркального отражения. В задачах, где рассматривается формирование четких изображений с помощью зеркал и линз, доминирует зеркальное отражение, а диффузное рассматривается как мешающий фактор, который в идеализированных моделях не учитывается.