光的反射


反射定律 

光線在真空或介質中 會沿著直線前進,當光行進 在兩不同介質的介面上會有部份光線反射回同一介質。當光線發生反射時,反射的光線滿足「入射角」等於「反射角」的關係,且入射光與反射光均在介面的同一邊,此定律稱為反射定律
如右圖所示:
A路徑代表入射光的行進方向,B路徑代表反射光的行進方向。與介面垂直的線稱為法線,入射光和法線的夾角稱為入射角即∠a,反射光和法線的夾角稱為反射角即∠b 。則∠a=∠b 

面鏡成像        

反射定律是人類光學上最早發現的定量定律,早在西元前三百年歐幾里得在其著作中就提出反射定律,並描述平面鏡,凹面鏡及凸面鏡反射光線的特性。我們能從平面鏡中看到鏡前物體的像是因為物體所反射的光經平面鏡反射後進入我們的眼睛,你可以操作動畫(鏡子的反射與成像)找出平面鏡成像的特徵,從這個動畫中會發現物體在平面鏡中所成的像與物體大小相同,且兩者與鏡面的距離相等,但左右相反

  • 平面鏡成像性質:物距=像距        像的大小=物的大小

日 常生活中除了平面鏡外,尚有其它形式的面鏡提供我們不同的用途外,如在迴旋的山路邊或便利超商內所架設的凸面鏡,能產生正立縮小的像增加物體的成像範圍, 手電筒燈頭的凹面鏡,可將光線反射後平行射出以增加光線的強度,相傳當年阿基米德便利用凹面鏡反射光線的性質擊退羅馬軍隊的入侵。廚房裡光亮的湯匙是很有趣的面鏡,把凹面對準物體,可發現裡面的成像為倒立縮小,但隨著物體和湯匙間距離的縮短會發現凹面內的成像跟著變大甚至比原來物體還大,而物體和湯匙間距離縮短到某一程度時成像竟會變成正立放大;若將凸面對準物體,可發現裡面的成像為正立縮小。雖然看起來有點複雜,但是所有麼面鏡都是遵守光的反射定律。

  • 凹面鏡成像性質:像的大小與正倒立會隨著物體與面鏡間的距離而改變

  • 凸面鏡成像性質:必定產生正立縮小虛象

漫射

我 們能看見眼前的物體是因為光線從物體反射出來,物體的表面越光滑越能反射光線,如前人所使用的銅鏡或現在的平面鏡光線經過它們的表面反射後行進方向都很規 則,因此我們可以清楚看到鏡前物體在鏡中所成的像,可是若是表面凹凸不平,則反射的光線在各個方向都有,稱為漫射。例如擦得很光亮的皮鞋,事實上是讓鞋油 使得凹凸的皮鞋表面成為很好的反射面,於是光線向四方漫射而發亮。皮鞋穿久了,反而由於表面沾了很多灰塵,恰填滿皮鞋凹凸的表面,只能在特定方向才會有反 射光,反而覺得不夠光亮。

 

平面鏡成像

迴旋的山路邊的凸面鏡

 


參考資料

  1. 台灣師大物理教學示範實驗教室網站
  2. 國中理化課本第一冊P.95至P.99

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