光的反射
搞懂反射定律为何必然成立，看清镜面与漫反射的物理根源
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光的反射
搞懂反射定律为何必然成立，看清镜面与漫反射的物理根源
光的反射
你能在镜中看到自己，是因为镜子把身上的光反弹回了眼睛；夜晚看见月亮，是太阳光被月球反射后抵达地球。绝大多数「看见」，都始于反射。
地面就是反射面，入射方向决定反弹方向，角对角的关系同样成立
法线
上一节我们画出了入射光、反射光和反射面——但要描述反射规律，还得先定一条'基准线'。它就是法线。
半径穿出球面时必垂直于球面，且都过球心——正对应法线的定义与曲率中心
入射角
上一页我们画出了法线作为测量的基准线。现在问：光斜着打过来时，斜到什么程度？这就要用量化的语言描述了。
球下落方向与地面垂线的夹角，就是物理上的入射角
反射角
上一页我们讲了入射角——入射光线和法线的夹角。光打到镜面后不会消失，会反弹出去。反弹出去的光往哪个方向走？这个「反弹方向」就是反射角要解决的问题，也是光学仪器设计的起点。
球撞库边弹出的角度等于撞入的角度;库边相当于镜面,库边的垂直线就是法线
光的反射定律
上一页我们认识了法线、入射角和反射角——它们只是几个'零件'。现在该把它们拼成一条完整的定律，看看反射究竟服从什么规则。
入射角多大弹起角就多大；球与光都贴着同一平面'弹回'
光路可逆性
你已经知道：入射角等于反射角。那么反过来想——如果光沿着「反射光」方向射回镜面,它会不会沿原入射路径返回?这正是反射定律自带的一个推论。
A球碰库打到B;B球碰同点库,必沿原路打回A
镜面反射
同一束平行光打到木桌和镜子上，效果天差地别——前者看不出像，后者能当镜子用。差别不在反射定律，而在表面。这页看理想情况：表面光滑时，平行光来、平行光走。
无波的湖面像完美镜子，能完整倒映景物；起波纹后就模糊——对应表面是否光滑平整
漫反射
镜子里你只能在某个角度看清自己的脸，但白纸无论从哪个方向看都同样亮——两种截然不同的反射，都遵守同一条定律。
微观每个小面朝向不一，光按反射定律各自弹向不同方向
本节要点
- ✓三线共面，入射角等于反射角
- ✓法线是垂直参考，不是真实光线
- ✓镜面与漫反射都遵循同一反射定律
- ✓看见不发光的物体，依赖漫反射
- ✓光路可逆：方向反转，定律仍成立
课后思考
先自己思考再看参考答案，三个问题层层递进。
参考答案反射可视为光线关于法线的'镜像翻转'。只有共面时，翻转才有明确方向——法线本身就在这个平面里。
参考答案都是反射，区别在表面平整度。镜面反射保持方向一致形成镜像；漫反射把光打散到各方向，所以白纸各处都亮。
参考答案多普勒效应会使反射光频率变化，但路径仍可逆——只是观察者收到的光与原路不同。