Learning Objective 13.1.A: Describe light as a ray.
- 13.1.A.1 A light ray is a straight line that is perpendicular to the wavefront of a light wave and points in the direction of travel of the wave.
- 13.1.A.1.i Light rays can be used to determine the behavior of light in geometric optics, where the wave nature of light can be neglected.
- 13.1.A.1.ii Rays are not sufficient to understand the spreading of light. In interference and diffraction, the wave nature of the light is important.
- 13.1.A.1.iii A laser is a common source of a single coherent, monochromatic beam of light that can be modeled as a ray. The wave nature of lasers will be considered in Unit 14.
- 13.1.A.2 Ray diagrams depict the path of light before and after an interaction with matter.
Learning Objective 13.1.B: Describe the reflection of light from a surface.
- 13.1.B.1 Light that is incident on a surface can be reflected.
- 13.1.B.2 The law of reflection states that the angle between the incident ray and the normal (the line perpendicular to the surface) is equal to the angle between the reflected ray and the normal.
- Equation: $\theta_i = \theta_r$
- 13.1.B.3 Diffuse reflection is the reflection of light from a rough surface and results in light reflected in many different directions, because the line normal to the surface varies over the area over which the light is incident.
- 13.1.B.4 Specular reflection is the reflection of light from a smooth surface and results in light uniformly reflected from the surface, because the line normal to the surface has an approximately constant direction over the area the light strikes.
الهدف التعليمي 13.1.A: وصف الضوء كـ شعاع ضوئي.
- 13.1.A.1 الشعاع الضوئي هو خط مستقيم عمودي على جبهات الموجة للضوء ويشير إلى اتجاه انتشار الموجة.
- 13.1.A.1.i يمكن استخدام الأشعة الضوئية لتحديد سلوك الضوء في البصريات الهندسية، حيث يمكن إهمال الطبيعة الموجية للضوء.
- 13.1.A.1.ii لا تكفي الأشعة لفهم انتشار الضوء. في ظاهرتي التداخل والتشعب، تكون الطبيعة الموجية للضوء مهمة.
- 13.1.A.1.iii الليزر مصدر شائع لحزمة ضوئية واحدة متجانسة ومفردة اللون يمكن نمذجتها كشعاع ضوئي. سيتم النظر في الطبيعة الموجية للأزواج الليزرية في الوحدة 14.
- 13.1.A.2 توضح المخططات الشعاعية مسار الضوء قبل وبعد التفاعل مع المادة.
الهدف التعليمي 13.1.B: وصف انعكاس الضوء من سطح ما.
- 13.1.B.1 يمكن أن تنعكس أشعة الضوء الساقطة على سطح ما.
- 13.1.B.2 تنص قانون الانعكاس على أن الزاوية بين الشعاع الساقط والعمود (الخط العمودي على السطح) تساوي الزاوية بين الشعاع المنعكس والعمود.
- المعادلة: $\theta_i = \theta_r$
- 13.1.B.3 الانعكاس المشتت هو انعكاس الضوء من سطح خشن ويؤدي إلى انعاكس الضوء في اتجاهات مختلفة متعددة، لأن الخط العمودي على السطح يتغير عبر المنطقة التي يسقط عليها الضوء.
- 13.1.B.4 الانعكاس النعيمي (المرايا) هو انعكاس الضوء من سطح أملس ويؤدي إلى انعاكس الضوء بشكل منتظم من السطح، لأن الخط العمودي على السطح له اتجاه ثابت تقريباً عبر المنطقة التي يصطدم بها الضوء.


