Question

光的反射规律

Answer 1

  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。