反射与折射的区别

什么是反射？

光反射发生在光束撞击光滑、抛光的表面并反射回来时。撞击表面后，入射光线会从中反射。返回的光线称为反射光线。反射表面通常会有法线。当光线撞击光亮的、光滑的反射表面时，它们会弹回，这被称为反射或光的反射。我们可以从平面镜中看到自己，这是因为光发生了反射。来自我们与平面镜互动产生的光被反射，使我们能够在镜子上看到自己的虚像。所有波，包括水面产生的波、电磁波、声波和光波，都会引起反射。控制光波如何反射的规则称为反射定律。根据两条基本的反射原理，光波在光滑反射表面上形成的入射角和反射角相等。此外，入射光线、反射光线、入射角和反射角都位于同一平面上。

本文将教我们什么是光反射？平面镜反射光，控制反射的定律，它的不同类型，以及关于它的常见问题。

反射定律

• 当入射光撞击镜子、抛光金属或清澈的水时，入射光线会根据反射定律反射。根据反射定律，入射光线、反射光线和界面处的法线都位于同一平面上。
• 反射角 = 入射角

光的反射类型

下面讨论了几种光反射的类型

• 规律反射（也称为镜面反射）。
• 多次反射
• 漫反射

1. 规律/镜面反射

镜面反射是一种清晰、明确的反射，就像你在镜子里看到的那样。在镜子上，一层均匀的、高度反光的物质，例如粉末，被放置在玻璃上。几乎所有从该表面反射的光都是均匀的。不同位置的反射角差别不大。因此，几乎没有模糊或朦胧感。

2. 漫反射

非镜面的反射表面通常具有非常粗糙的表面。这可能是由表面污垢或磨损迹象（如划痕和凹痕）引起的。有时，即使构成表面的材料也很重要。所有这些都会降低反射的质量和亮度。在这些不规则的表面上，反射角在不同位置之间大多是随机的。当光线撞击粗糙表面时，即使它们接触表面的位置略有不同，它们也会被反射到完全不同的方向。漫反射是我们能够看到非闪亮物体的那种反射。

3. 多次反射

当一个物体放置在镜子前面时，只会产生一个图像。当我们使用两面镜子时会发生什么？由于镜子等反射表面保持反射中光强度的非凡能力，单个光源可以反射光线多次。所有这些反射都是可能的，直到光线变得太弱以至于我们看不见。因此，可能发生多次反射的次数实际上是无限的。我们可以在每面镜子中看到一个图像。因此，每个图像都是另一个图像的衍生物，或者是另一个图像的图像。

两面镜子形成的夹角会影响我们可以看到的图像数量。正如你所见，当镜子之间的夹角减小时，图像会增加。此外，当夹角为零，即镜子平行时，图像数量是无限的。你可能在理发师用另一面较小的镜子向你展示你的后脑勺时，立即看到这种效果。发生这种情况时，你会看到无数个自己的图像，以及你的后脑勺。可以使用一个简单的公式来说明两面镜子之间的夹角如何影响放置在它们之间的物体的图像数量。

我们知道光是一种能量形式，它可以经历各种过程，如偏振、衍射、反射和折射。当光线穿过一种介质然后进入另一种介质时发生弯曲，这个现象就称为折射。

什么是折射？

折射是波在穿过不同介质时发生的弯曲。由于两种材料的密度不同，弯曲是由此引起的。

折射的定义

折射被定义为“波在穿过介质时方向的变化”。虽然光折射是最常观察到的现象之一，但声音和水波也可以发生折射。我们可以利用折射来使用透镜、棱镜和放大镜等光学仪器。光折射还能帮助我们将光聚焦到视网膜上。

折射的原因

速度的变化导致方向的变化。当光束以一定角度进入折射率不同的介质时，它会发生折射。方向的变化源于这种加速。例如，考虑空气进入水中。光速减慢，同时以不同的角度继续传播。上图描绘了光线通过玻璃发生折射。当光线从空气进入玻璃时，其速度减慢，方向略有改变。当光线从密度较低的物质进入密度较高的物质时，折射光会更靠近法线弯曲。如果光波以垂直方向到达边界，即使速度不同，光线也不会发生折射。

光折射定律

根据折射方程，入射光线、折射光线和两种介质界面处的法线在入射点都位于同一平面上，并且入射角的正弦与折射角的正弦之比是一个常数。也称为斯涅尔折射定律。

生活中的光折射

• “海市蜃楼”和“蜃景”等术语是指由光折射引起的光学错觉。
• 由于光折射，游泳池总是看起来比实际深度浅，因为来自底部的光在水面处发生了弯曲。
• 彩虹的形成是由于阳光穿过雨滴时发生折射。
• 当白光穿过棱镜时，由于折射，会分解成红色、橙色、黄色、绿色、蓝色和紫色等组成颜色。

光折射的应用

折射在光学和技术中有许多应用。以下是几种流行应用列表

• 透镜利用折射来创建物体的图像，用于各种目的，包括放大。
• 视力不好的人佩戴的眼镜遵循折射原理。
• 家用门上的猫眼、相机、电影放映机和望远镜都使用折射。

反射与折射的区别

当光撞击平面介质时，反射是光反射的行为。折射是材料改变光线穿过它时的路径，导致光线弯曲的过程。所以，反射和折射的主要区别就在于此。镜子通常会发生这种现象。