光的反射规律

  关于光的现象有一种叫反射,是相对来说比较常见的一种。比如:当太阳光照在窗户上,我们总是能感受到强烈的光线,觉得很刺眼;光照在墙壁上的时候,我们能看到墙壁,却丝毫没感受到强烈的光线。同样是光线反射的现象,差别却如此之大,光在某种情况下反射,光线很强;换一种情况,光线较弱。然而在切换环境的过程中,光的本质没有发生丝毫的变化,也就是说在某种条件下,才能达到强烈反射与不强烈反射,在反射现象中是存在一定“规律”的,那这种规律到底是什么呢?

  我从它们的本质思考:玻璃相对来说更光滑,光照射在上面的时候,玻璃就充当了平面镜的角色,每一条光线都能以平行的位置射下去,它们的反射方向也就是相同的。许多光线以同样的方向照射进我们的眼睛里,强度没有经过任何的削弱,所以我们会感到光线强烈,那这就是我们的猜想,接下来就要做实验了:


可以看到,在第一张图中,透明的窗户反映了强烈的光线,发散了显眼的亮光,这是强烈的光线;在第二张图中,墙壁没有窗户那么发亮,差距比较大。而利用玻璃制作的窗户比较平滑,光线照在上面就会强烈;墙壁比较粗糙,光线照在上面并不强烈。我们可以利用这种现象的原理去解释,我们日常生活中的现象。至于原理是什么,先把这个存疑放下,我们在后面解答。

我们还能看到一种光线:反射线(我们必须将其命名,当它有独特的科学术语的称呼,才更好辨认),顾名思义,就是光线反射之后我们看到的反射光线。然而,这种现象不是什么时候都能被发现,这是为什么?我的猜想是:这跟光的入射线与反射线的角度有关。如果入射线的方向与平面镜垂直,我们是看不到反射线的。但是看不到不代表没有,光滑的平面镜是可以做到光线反射的,所以这里我猜想入射角与反射角的度数相等,所以垂直的时候,两条线位置重合。 

    为了验证猜想,我们就要做实验。首先我们需要准备一副平面镜,一支激光笔,还有一个量角器,那么现在分两种情况:一种是入射线与平面镜垂直,另一种是入射线与平面镜不垂直。我们针对两种情况分别来做实验:




      如图,第一次入射角度为90度,入射线与平面镜垂直,所以我们只能看到一条线,镜面上有一个点。这个点就是入射线射在平面镜上的时候,出现的光点。至于为什么我们看不到反射线,是因为入射线和反射线的位置重合了,这就说明若射线与平面镜垂直的时候,入射线与反射线的角度相等,均为90度。  第二幅图,入射角度是45度,我们就能看到反射线了。通过量角器上面的刻度,我们可以看到:入射角和反射角形成了一个90度的角,这就说明反射角度也是45度。当然,仅仅通过这两个实验去验证,我们的猜想是不够的,还需要大量的实验。

      通过这些实验,我们可以验证:光的反射规律就是入射角与反射角相等。

      既然我们已经验证了光的反射规律,那我们就清楚了我们一开始提到的日常现象:光照在玻璃上很强烈,照在墙上不强烈。正是因为玻璃的光滑,让光线反射的更厉害,反射镜我们的眼睛里之后,我们就觉得刺眼;墙壁并不光滑,光线在反射之前已经被削弱了强度,这些光线反射进我们眼睛里的时候,我们是不会感觉刺眼的。

  这就是关于光反射力度的现象。   

还有就是光的反射角度问题,上面我用文字解释了之后,下面就用图来解释了:


  中间的一条法线中立不已,向法官一样对入射角和反射角公平,让它们保持相等的度数,如图我们可以看到:由入射线和法线组成的角叫入射角,由反射线和法线组成的角叫做反射角。由此构成了一副光路图。

  这就是关于光线反射的问题。

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