基本介紹
- 中文名：反射定律
- 外文名：Reflection law
- 領域：光學
- 證明：費馬定理
- 提出者：菲涅爾
- 表達式：∠r=∠i
簡介,發展簡史,定律定義,理解,鏡面反射與漫反射,鏡面反射,漫反射,定律深度理解,實驗驗證,適用範圍,推論,特殊情況,套用領域,
簡介
反射線跟入射線和法線在同一平面內。反射線和入射線分居法線兩側，並且與界面法線的夾角（分別叫做入射角和反射角）相等。反射角等於入射角。
光從一種均勻物質射向另一種均勻物質時，會在它們的分界面上改變傳播方向。此時，入射光線，反射光線，法線在同一平面內。
發展簡史
如果你站在湖邊，低頭看腳下的水，你會發現水是透明的，反射不是特彆強烈；如果你看遠處的湖面，你會發現水並不是透明的，但反射非常強烈。這就是“菲涅爾效應”。
在真實世界中，除了金屬之外，其它物質均有不同程度的“菲涅爾效應”。
定律定義
（1）光反射時，反射光線、入射光線、法線都在同一平面內。（同一平面內）
（3）光反射時，反射角等於入射角。（角相等）（∠r=∠i）
總結：當光射到物體表面時，有一部分被物體表面反射回去，這種現象叫做光的反射。
特殊情況：
垂直入射時，入射角反射角都是零度， 法線、入射光線、反射光線合為一線。
理解
由入射光線決定反射光線，敘述時要先敘述入射光線如何變化，再敘述反射光線如何變化。
發生反射的條件：兩種介質的交界處；發生處：入射點；結果：返回原介質中 。
反射角隨入射角的增大而增大，減小而減小，當入射角為零時，反射角也變為零度。
發生反射的條件：兩種介質的交界處；發生處：入射點；結果：返回原介質中 。
反射角隨入射角的增大而增大，減小而減小，當入射角為零時，反射角也變為零度。
上述反射定律只適用於各向同性介質的界面，且只解決光線的傳播方向問題而不涉及反射時的能量分配問題。光的反射與力學中彈性小球在光滑桌面上的反彈十分相似，I.牛頓曾經根據光的微粒說（見光的二象性）證明過反射定律。
鏡面反射與漫反射
鏡面反射
平行光線經界面反射後沿某一方向平行射出，只能在某一方向接收到反射光線（反射面是光滑平面） 。
漫反射
平行光經界面反射後向各個不同的方向反射出去，即在各個不同的方向都能接收到反射光線（反射面是粗糙平面或曲面）。
但無論是鏡面反射，還是漫反射都遵循光的反射定律；漫反射只由於反射表面不平 行成不規則的反射 就是在不平的表面有些弧狀或尖銳的行狀 假設有一條光線射到上面 做其切線做為平面作反射線 這樣就有許多的細小的“鏡子”夠成漫反射。
注意：在光的反射中光路可逆。
定律深度理解
可歸納為：“三線共面，兩線分居，兩角相等”。光具有可逆性。光的反射現象中，光路上是相等的。
實驗驗證
光的反射規律實驗
實驗目的：找出光反射時的規律。
實驗中研究光的反射，其中選擇對光反射能力強的平面鏡做反射面，用白色硬紙板和白紙顯示光束傳播的路徑。
（1）三幅圖分別為甲、乙、丙，按圖甲所示，先使E、F成為同一平面，使入射光線沿紙板射向鏡面上的O點，觀察從鏡面反射的光線的方向。
（2）改變入射光線的方向，觀察反射光線的方向怎樣改變。
（3）按圖乙那樣，把紙片F向前折或向後折。
反射角和入射角的關係做實驗研究，可採取如丙圖所示的實驗裝置。
①一張16 K的白紙用圖釘或透明膠條固定在水平桌面上，在白紙中間畫出直線ON作為法線；在ON的一側畫幾條角度不同的直線OA、OA1、OA2。
②讓從手電筒前面紙縫中射出的光分別沿OA、OA1、OA2射向鏡面，觀察反射光線。
③分別在每條反射光線的位置上用大頭針扎一個孔B、B1、B2。用刻度尺畫出直線分別將OB、OB1、OB2連線起來。
④再用量角器量出反射角（r）和入射角（i）的大小，並記錄大小進行比較。
⑤使光線分別沿OB、OB1、OB2射向鏡面，觀察每條反射光線的方向。
分析和論證：
(1)上述步驟1和2可看到E和F在一個平面內時有反射光線，且反射光線隨著入射光線的改變而改變。
(2)按步驟3把紙片F向前折或向後折，將觀察不到反射光線。
(3)從步驟4的①-④可看出反射角等於入射角。
(4)從步驟4的⑤可看出反射時光路是可逆的。
說明：
（1）光的反射定律可概括為十二個字三線共面，兩線分居，兩角相等。
（2）反射定律的第三條反射角等於入射角，不能說入射角等於反射角，因為先有入射，後有反射；入射在前，反射在後；入射是因，反射是果。
（3）在反射時，光路是可逆的。
適用範圍
推論
包括入射線、反射線、法線在內的平面，其在另一平面上的投影，也遵循反射定律。
光的反射定律可以由電磁場的邊界條件導出，也可以從費馬原理導出。
特殊情況
垂直入射時，入射角反射角都是零度， 法線、入射光線、反射光線合為一線。 可理解為：“兩角零度，三線合一”。
套用領域
（1）水中的倒影 。( 屬於反射)
