光的反射是一種光學現象。指光傳播到不同物質時，在界面處改變傳播方向，回到原來物質的現象。光遇到水面、玻璃和許多其他物體的表面會反射。當光在兩種物質的界面上改變傳播方向，回到原來的物質時，稱為光反射。

反射光和入射光、法線在同一平面上；反射光和入射光在法線的兩側分離；反射角等于入射角。可歸納為：三條線共面，兩條線分開，兩個角相等”光具有可逆性。在光反射現象中，光路是可逆的。

光的反射

當光線照射到兩種不同介質的界面時，一部分光線會從界面反射回原介質，這種現象稱為光反射。

鏡面反射：當平行光線照射到光滑的表面時，反射的光線也是平行的，這叫做鏡面反射。

漫反射：平行光線照射到不平坦的表面，反射光線照射到各個方向這種反射叫做漫反射。

方向反射：介于漫反射和鏡面反射之間的反射稱為定向反射，也稱為非朗伯反射，其特點是各個方向都有反射，各個方向的反射強度不均勻。

表面光滑的物體容易形成光的鏡面反射和刺目的眩光，而看不清物體。

通常情況下，物體的形狀和存在是可以通過光的漫射來區分的。

由于空氣中的塵埃造成的光線擴散，日落后可以暫時看到物體。無論是鏡面反射還是漫反射，都要遵守反射定律。

鏡面反射和漫反射都遵循光反射定律。

入射點：入射光和鏡子的交點；

法線：通過入射點并垂直于鏡面的直線稱為法線；

入射角：入射光線與法線之間的角度稱為入射角；

反射角：反射光與法線之間的角度稱為反射角。

1.反射角等于入射角，入射光與平面的夾角等于反射光與平面的夾角。

2.反射光和入射光位于法線的兩側。

3.反射光入射光和法線都在同一平面上。

1．共面 的法線是反射光和入射光的角平分線所在的直線。

2．相對側 上的入射光和反射表面之間的夾角和入射角之和為90°

3．等角 反射角等于入射角。反射角隨入射角的增大而增大，隨入射角的減小而減小。

4．可逆 光路可逆

如圖1（甲）射線B0與原始反射射線3相反（圖乙）入射光的方向會打在界面上，反射光OA肯定會逆著原入射光AO射出來。

根據光的反射定律做光路圖

具體作法：首先找到入射點，垂直于界面的法線是反射光和入射光夾角的平分線。如果對應于入射光的反射光被確定，則反射光由入射光確定、法線確定入射角和反射光所在的平面，然后根據光的反射定律中反射光位于法線的另一側，反射角等于入射角的特性來確定反射光。

性質

反射是光的一個重要特性。中國在古代就有豐富的這方面的知識，這反映在許多實際問題中。

對人類來說，光的最大反射發生在月球上。我們知道，月亮本身并不發光，它只是反射太陽光。相傳為記載夏、商、此事在三朝史實《書經》中有所提及。可見當時人們已經有了光反射的概念。戰國時期《周髀》這本書里明確指出：月有陽光，月色有生命，化作一輪明月。在西漢，人們簡單地說“月如鏡體”可見我們對光的反射現象有了更深的理解。《墨經》致力于一個光的反射實驗：用鏡子把陽光反射到人體上，可以使人體的影子介于人體和太陽之間。這不僅論證了光的反射現象，也很可能解釋了月神的成因。

成像

平面鏡成像是光反射的結果。中國古代在這方面很有創造力。最早的時候，人們把靜止的水面作為光的反射面，當作鏡子使用（圖十二），這鏡子叫做“監”西周金文里的“監”筆跡看起來像一個人彎腰在裝滿水的盤子里給自己拍照。這說明利用水面反射成像的方法在三四千年前就已經流行了。到了明清時期，一些貧困家庭還在使用“水鏡”沒有 屠夫胡《儒林外史》叫他的女婿去撒尿，因為他的女婿太熱了，所以他給自己拍了一張照片？雖然這并不優雅，但仍是水鏡遺風，胡屠夫絕不是發明者。到了周代中期，隨著冶煉技術的進步，水鏡逐漸被金屬反光板所取代，這種反光板只在“監”字的邊旁加以“金”，成了“鑒”或“鑒”，就是現在大量出土的所謂銅鏡。至于玻璃（反射）鏡，那就更晚了。

墨經

對平面鏡反射成像規律的研究是在周后期進行的。《墨經》中指出：平面鏡形成的像只有一個；像的形狀、顏色、遠近、倒置的，都是一樣的物體。它還指出：物體越靠近鏡子，圖像越靠近鏡子物在遠方，象也在遠方有對稱關系。這個總結完全正確。

球面鏡

春秋戰國時期也出現了球面鏡，即所謂的球面鏡。凹凸反射面不同，可分為凹球面鏡和凸球面鏡。放在鏡子前面的物體可以在鏡子中成像。凹面球面鏡可以使一束平行光反射并交叉在一點，這一點稱為焦點。凸球面鏡是發散鏡，焦點是虛焦點。因為太陽和太陽s射線含有熱能，它們聚集在一點，投向物體，不僅亮度大，而且產生的熱量多，能使物體溫度升高，著火。注：唐 不要把凹面鏡和凸面鏡與凹透鏡混淆。凸透鏡會聚平行光，有焦點；凹透鏡發散平行光并具有虛焦點。光路是可逆的）

在歐洲，據說在古希臘，羅馬人開了一艘大型的軍船去攻打錫拉丘茲。當時的物理學家阿基米德（從公元前287年到公元前212年）我曾經用一面巨大的凹面鏡對著太陽，把戰艦上的光聚集起來燒掉，從而贏得了戰爭。當然，這只是傳說。在中國古代，凹面鏡真的是人們取火的一大工具。

用來取火

早在周朝，中國就知道利用這種反射現象生火。當時這種取火用的凹面鏡叫“陽燧”據《莊子》記載：陽隧道見太陽，燒成一團火。西漢《淮南子》年進一步指出，凹面鏡用于對日取火，艾草等引火物放置位置不宜離鏡太遠，也不宜太近。其實這里指出了艾草一定要放在重點。到了東漢時期，人們對光的反射有了更多的了解，了解到除了特殊的正隧道，任何凹球面反射面只要擦得足夠亮，都可以聚焦到太陽上。當時有人用金屬杯底聚焦太陽生火，還有其他用途。這表明人們 的理解范圍擴大了。對于凹面鏡和宋人沈括對此作了分析。他在《夢溪筆談》中說：楊翔 s的臉是空心的，對著陽光，所有的光線都聚集在里面，離鏡子一兩寸，大如麻，碰到什么東西就會生氣這是腰鼓最細的地方。意思是陽穗的反射面是凹的，對著太陽，光在一點反射（即焦點）這個離鏡子一兩寸，芝麻豆那么大，落在物體上就會發火，好像是腰鼓最薄的地方。這里正確描述球面鏡反射的光，描述焦點和焦距。特別是能指出重點，就像腰鼓最細的地方，生動具體，容易讓人理解。據沈括說，當時對這類知識的研究叫做“格術”，這就構成了一門專門的學問，一定很深入，但是已經失傳了，很可惜。

技藝

古人用什么方法使銅鏡正面有類似鏡背的花紋痕跡？據沈括 s的記載，宋代以前的人認為是因為鏡背上有凸出的花紋，所以各個地方的厚度不一樣，鑄造時冷卻是有順序的，收縮的程度也不一樣，從而形成了鏡面“隱然有跡”這個解釋得到了沈括的認同，本世紀很多外國科學家也認同。1975年，被實驗證明是正確的。但是一位名叫吳的元代考古學家提出了另一種解釋。他說，在鏡子上嵌入另一種銅質材料，圖案和背面一模一樣，然后拋光，鏡子就可以了“隱然有跡”這樣鏡子各個部分反射光線的能力是不一樣的，所以你可以看到反射亮區的圖案。這個解釋也是真的，我的秋艷曾經親眼看到有人打破一面透明的鏡子來檢查并證明它是真的。后來明代科學家方以智支持這種解釋，并加以補充。這是毫無疑問的。除了這兩種方法之外，還有一種方法，就是在鑄造銅鏡后，用榻磨棒在鏡面上刮磨，薄的部分會在壓力下被磨薄，向一處微微凸起去掉壓力后，這些薄的部分還是會稍微突出來比如用水銀膏打磨鏡面，可以讓薄的部分稍微膨脹，凸出更多，所以鏡面也會“隱然有跡”了。這種方法傳到了日本，他們現在還在用這種方法制作透明的鏡子。在歐洲依法試生產也會成功。從上面可以看出，中國古代制造透明鏡子的方法多種多樣。無論采用哪種方法，制作一面成功的透明鏡面，工藝要求都非常高。It 在古代能做到這一點真是太神奇了。可惜這種絕招“終秘不宣”It 可惜透明鏡的制作技藝失傳了！

不同光反射

8、當光被反射時，一部分會被物體吸收。

各光是有紅、綠、藍色三色光以不同的比例混合。除了黑色，我們能看到的所有東西都應該反射光。白色物體反射所有光線，看起來是白色的，而灰色物體也反射所有顏色的光線，但只是一部分。其他物體反射的光只要是任何顏色都可以按一定比例混合。

附：紅光加綠光就是黃光，綠光加藍光就是藍光，紅光加藍光就是紫光，紅綠藍加起來就是白光。

白光通過棱鏡時，不同顏色的單色光偏轉程度不同，紅光最小，所以在光屏上成像時一個板在上面，藍色最大。

透明體的顏色由透射光的顏色決定。光穿過透明體，透明體是什么顏色，就能穿過什么顏色的光）

不是，透明體的顏色是由反射光的顏色決定的。當光遇到透明體時，不管透明體是什么顏色，都能反射任何顏色的光）

目的和要求

總結光線在物體表面反射的規律：

1．反射光與入射光和法線在同一平面，反射光和入射光在法線兩側分離。

2．反射角等于入射角。

儀器和器材

光反射演示器的結構如圖2所示．3－1，m是設置在木板上的平面鏡，白屏E垂直固定在木板上，白屏F可以繞垂直于鏡子的ON軸旋轉，E、f屏畫以O為圓心的弧線，標有刻度。

平行光源（J2501光盤的光源），低壓電源（J1201型）

實驗方法

1．調整光源的位置，使光束沿著平面e中的任意直線AO照射到平面鏡上的O點。繞ON軸旋轉平面F，尋找O點反射的光只有當平面F和平面E在同一平面時，才能在平面F上看到反射光，當平面F在其他位置時，平面F上沒有反射光。得出反射光與入射光和法線在同一平面，反射光和入射光在法線兩側分離的結論。

2．當平面F和E在同一平面時，觀察到光的反射，從E、讀取f屏幕上的入射角、反射角等于入射角。

3．改變平面E中入射光的角度，重復步驟2。總結反射定律。

4．首先，使平面F和E成任意夾角。轉動光源的位置，看到E面的反射光。轉動平面E，找到入射光和法線所在的平面，加深對反射定律的理解。

1．初中生缺乏空間想象力，很難理解反映法中線和面的空間關系。在實驗過程中，要注意幫助學生建立空間的概念，直觀地建立光的反射像。

2．入射光是具有一定寬度的光帶為了在光屏上顯示光的傳播路徑，入射光帶的軸線需要與光屏形成一個小角度。同樣，反射光也是有一定寬度的光帶因此，當平面E和F有一個小角度時，光屏F上仍然可以有短的亮線。實驗時要注意盡可能減小光帶的寬度，避開這個小角度位置，以免混淆。

1．平行光源除了J2507光盤的光源外，還可以使用激光、手電筒（才能有更好的對焦效果）或日光。這個實驗對光源有兩個要求：

1）寬光束光源需要配備狹縫，通過狹縫取一束細的平行光作為入射光；

2）投射在鏡面上的光的角度可以改變。比如以太陽光為光源，一束太陽光可以借助一對平面鏡Q1和Q2投射到平面鏡M上，稍微移動和旋轉平面鏡Q2就可以改變投射到O點上的光線的角度（圖2．3－2）

2．光的反射實驗也可以用密勒儀（圖2．3－3）或圓形光盤（包括在J2501光盤中）來做。由于這些儀器中的反射鏡可以繞入射點O旋轉，所以驗證反射角等于入射角是很方便的，但對反射鏡的解釋比較困難、法線、入射光和反射光之間的空間關系。

提示：本小實驗可輔以“光現象”物理實驗教學的一部分，以培養和提高學生 實驗能力和素養。

讓光線逆著反射光到鏡子的方向，你可以看到反射光逆著原來入射光的方向出射。

這說明光路在反射時是可逆的。

光也是一種波，光波的反射原因可以用著名的現象學理論惠更斯原理來解釋。

如右圖所示，一系列平行光波射向障礙物（或平面鏡），這個光波的三條波線（光線）因為波線與障礙物有一個角度，所以到達障礙物的時間是不一樣的波浪線A現在到達障礙物的A點，穿過A就是波浪線B和C的垂直線，虛線AC。那么當波線A到達A點時，波線B剛好到達B點，波線C剛好到達C點。當波線A到達障礙物上的A點時，就會形成新的波源（即子波源A）并以循環的方式向各個方向傳播新的波浪線。假設c從點c到障礙物的c’當一個點所需的時間與每條波線的速度完全相同時，那么波源A在t 時間內繞行一周（即圓A的半徑）而波線B在t 時間內經過障礙物上的B點到B點’一個點以小波源的形式傳播的距離的總和（B’的半徑）相等，都為長度（因為三個波的速度和時間相等，所以傳播距離相等）此時過C’P點）做圓A和圓B’的切線，切點是因為c’還會形成小波源，向四周發射波，但此時波面還沒有形成，所以c’點可以視為圓C’根據惠更斯原理，圖中藍線是三個子波源形成的三個波前的包絡面（反射后形成的新波前），形成的新波線始終垂直于包絡面，連線長度等于各自的半徑。

所以入射角等于反射角，證明了波線AM確實是波線A的反射波線，同樣證明了波線BN和c’P）也是反射波線。

以上過程解釋了光作為波的反射原理。全反射光由光密（即光以低速傳播的那種）媒質射到光疏（也就是說，光以高速傳播）當到達介質的界面時，它們全部被反射回原始介質的現象。

當光照射到兩種介質的界面上時，它只會反射而不會折射．當光從致密介質發射到疏水介質時，折射角將大于入射角．當入射角增大到一定值時，折射角會達到90°此時，光稀疏的介質中不會有折射光只要入射角大于上述值，就不會發生折射，這就是全反射．所以全反射的條件是：1光線必須從光密介質到光疏介質．②入射角必須大于臨界角。

例1

舉槍瞄準時閉上一只眼睛為什么？

解析：我們知道在槍管的前端有一個瞄準具當我們閉上一只眼睛，觀察到瞄準器擋住了目標，就意味著瞄準器、目標和眼睛在一條直線上，也就是說，是對準目標的其實這就是光在同一均勻介質中直線傳播的原因。

例2

當光垂直入射到平面鏡上時，反射光和入射光之間的夾角為_如果入射光方向不變，平面鏡旋轉角度A時，反射光與入射光的夾角為_

解析：當光垂直入射時，反射光將相對于入射光反射，并且入射光將、法線、反射光的三條線重合，反射角為0，入射角為0，所以反射光與入射光的夾角也為0。平面鏡旋轉時，法線與入射光形成一個夾角，這個夾角就是平面鏡旋轉的角度，所以入射角為a，反射角也為a，所以反射光與入射光的夾角為2a。

例3

為了使反射光和入射光之間的夾角為直角，入射光和平面鏡之間的夾角應該為_

解析：根據反射定律，：反射角等于入射角如果反射光與入射光的夾角為直角，那么反射角等于45°  ，入射角也等于45° 3356，入射光與鏡面的夾角應為45度。

例4

入射光與平面鏡的夾角為，則反射角應為_

解析：首先要明確入射角。入射光與平面鏡的夾角為，所以入射角為，因為入射角是入射光與法線的夾角，法線垂直于鏡面，反射角等于入射角，所以反射角也等于。

例5

如圖2所示，光線 打在平面鏡上，反射光線向 方向出射請畫出平面鏡的位置。

解析：將反射光與入射光 和 連接，在 處交叉點就是入射點，因為反射角等于入射角，法線就是 的平分線，法線垂直于平面鏡，這樣就可以畫出平面鏡的位置。

具體作法是：在點 連接 和 ，然后畫 的平分線，就是法線（注意畫虛線）然后 垂直于法線 來表示平面鏡。如圖3。

例6

無法用光的直線傳播來解釋的現象是（

A、日食和月食B、影子的形成

C、小孔成像D、有閃電時，先看到閃電，再聽到雷聲

解析：當月球運行到太陽和地球之間，且位于同一直線上時，由于光沿直線傳播，月球阻擋了太陽射向地球的光，發生了日食。當地球運行到太陽和月球之間，處于同一條直線上時，地球擋住了太陽射向月球的光，月食就發生了。陰影的形成是光線沿直線傳播時，不透明物體留下的陰影面積。針孔成像也是由于光線沿直線傳播，蠟燭光穿過針孔在屏幕上形成倒置的蠟燭火焰像。因此，選項a、B、c可以用光的線性傳播來解釋。雷擊時，你先看到閃電，然后聽到雷聲，因為光在空氣中的傳播速度比聲音快得多，所以選項D不能用光的線性傳播來解釋。

例7

晚上在桌子上鋪一塊白布，在白布上放一面小平面鏡面朝上，讓手電筒的光線照在平面鏡上從側面看，白布是亮的，但平面鏡是暗的為什么？

解析：因為鏡面非常光滑，垂直入射到鏡面上的光被垂直反射回來，其他方向的光很少從側面看，基本沒有光線進入眼睛，所以平面鏡看起來比較暗。白布表面粗糙，入射到白布上的光是漫反射而不是鏡面反射，反射光可以向各個方向發射，所以從側面看白布更亮。

漫反射

不平整的表面會向各個方向反射光線，這種反射就是漫反射

例如，當陽光照射到鏡子上時，你可以在反射光的方向看到耀眼的光。如果太陽照在白紙上，無論是哪個方向，都不會刺眼。

原來鏡子很光滑，但是看起來很平整的白紙其實細節不平整。這是使用 漫反射。