光的反射

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黑科技1718
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  我们在这个世界上是如何看到一个东西的呢?如果你在一个漆黑的地方,就算有东西你也看不见,但一旦有光就可以看见,说明和光有关系。物体如果本身会发光,它就会直接照到你的眼睛里。如果物体本身没有光,光照到了物体上,再射到你的眼睛里,直着过去直着回来,我们称作为光的反射。因此我们才看见了这个物体。

  在生活中,经常会看到光反射的一些现象,就比如这幅图:

一棵树倒映在了水里,倒影和现实的树正好相反,相对。但是为什么正好是倒过来的呢?并且是相反的。我认为和光的传播方向有关,那么这个光的反射又有什么规律呢?我们可以通过一个实验,来仔细的观察。看看到底光的反射有什么规律。

  我们可以模拟这种场景。首先我们需要一个量角器,然后需要一个平面镜,还需要一个激光笔。先把量角器放在平面镜上,这个时候在镜子中呈现出来了量角器的倒影,此时,我们就需要激光笔来当照射的光,用这个激光笔照射在平面镜上,照在这个量角器的中间点上。看看有没有反射,如果有就将此激光笔相对量角器的角度进行调整。此时来观察,看看光线是如何反射的,以及在量角器上呈现出来的反射角度的特点。看看有什么规律。但是要多做几组,这样才更加可靠。如图:

现在做了这么几组之后,我发现了一些规律。     

  光发生了反射,有一条光射进的线,还有一条光出去的线,其实就是入射线和反射线。

  并且还有一条中线,虽然看不见,但是也有,它中立不倚,很公正,可以鉴定两边是否一样。其实就是法线。

  入射线和反射线以及法线不是随意分布,而是在一个面上,不会偏移。

  并且我发现入射线与法线形成了一个角度,反射线也一样。而且入射线与法线所形成的角度,等于反射线与法线形成的的角度。也就是入射角和反射角。这两个角度始终相当,无论激光的位置在哪里,都会是这样。光的反射,入射角和出射角的角度始终一样。

  入射角和出射角始终在中线的两侧,而不是合为一体。但是我发现了,还有一种特殊的情况,就是当激光笔垂直入射时,入射角出射角,还有法线是合一的。并且这个时候,入射角和出射角都是零度。如图:

因此,可以总结一下光的反射规律,就是光的入射角和出射角始终是一样的,并且一直在中线的两侧,并且法线和入射角出射角是三线一面。但有一种特殊情况就是法线,入射角和出射角完全重合,出射角和入射角都是零度。但是这个时候我有一个问题,光照在所有的物体上都会反射吗?

  我觉得不是的,因为不同的物体,它的反光率,以及吸光率是不一样的,如果它的吸光率很大,反光率很小,光就无法反射。如果吸光率很小,反光率很大,就可以反射,或者还有一些是吸收一部分,剩下的被反射掉。这个时候还有一个问题,光在所有介质中都被反射吗?如果会反射,那么会不会遵守什么其他规律呢?

  首先我们可以来看一下液体,需要一个盛水的容器。需要水,量角器,还有激光笔。首先先把水倒到容器里,再把量角器放到里面。此时再拿激光笔射入,这个时候来观察,看看会不会有激光反射出来,同时观察入射,反射的角度是否符合规律。如图:

最后发现也是有光反射出来的,并且也符合光的反射定律。

  接下来我们来看一下固体,需要一个不透光的,或者透光的一个固体,量角器,还需要一个激光笔。这个时候拿激光笔照这个固体。并且照射的点要在量角器的中间,此时观察。首先让我们来看一下不透光的。如图:

最终发现光还是发生了反射。并且也符合光的反射定律。接下来我们再看一下透光的。如图:

发现也有明显的反射,还穿透过去了一部分,符合光的反射定律。

最终发现,只要光照着这个物体,并不是完全穿透,都会反射,只要有一点点的反射率,就都会反射,除非完全没有反射率。只要这个物体有反射率就可以,无论他是什么介质,什么材质。这种情况应该就只有真空了。

  在生活中,有一个光的反射现象是这样,如图:

在一个阳光很充足的一天,光照在车的玻璃上,反射回来的光非常的刺眼,但是同样是光照在轮胎上,却没有反射回来非常刺眼的光,但这是为什么呢?首先我可以猜想,不同的材质他的反光率不一样,因此最终所呈现光的刺眼程度不一样。但我们看看可不可以通过反射的方面来说、光的反射是在物体的表面发生的。这个时候反射的光程度不一样,说明了是表面的不一样。光的玻璃非常的光滑,而轮胎却非常的粗糙,光滑的物体反射回来的光就很集中,很多,因此非常刺眼。如图:

粗糙的物体反射回来的光都被分散掉了,因为每一个平面的角度都不一样,光照到上面都要遵循入射角反射角一样,所以都会去到不同的方向,光线就不集中了,因此并不刺眼。如图:

这也是光反射的一种定律。一种是集中反射,一种是分散反射。

  在生活中有很多反射的现象,现在我们已经知道了光反射的规律,就可以来应用了。物理的最终价值就是解释生活中的现象,并且应用到生活中。举个例子,如图:那么这个现象如何解释呢?这也是光的反射,我可以画一个光路图来解释,光是如何传播的。如图:

这个就是光传播的路线,真实的物体,我们直接就可以看见,而水中的倒影经过了光的反射,因此才呈现在了我的眼睛中。就解释了这个现象。

  我们可以利用光的反射来发明很多东西,如图:

  这个就是潜水艇上的潜望镜,可以探出海面来看海平面上的东西。首先光从入光口进入,射到45度平面镜上,然后反射光,这个时候所看到的像是倒着的。接着再通过一个45度平面镜再次反射,把倒着的像再倒一次,因此就变成了正着的像,然后光再射入观察口,我们就可以看到海平面上的景象了。光的反射还可以应用到望远镜上如图:

这是一个变道望远镜。光从入光口射入,射像一个45度平面镜,然后再射向观察口,看到的像是倒着的。

这个望远镜是基于上一个望远镜,再加一个平面镜,这个时候看到的像就是正着的,我还通过光的反射设计了一个聚光器。如图:

现在有四个放大镜,他们自大到小排列,这四个放大镜都是凸透镜,这样更容易聚光。这个是够光射入就会被聚集,变得非常集中,这样能量就会更大,然后再经过一个平面镜反射再次摄入出光口,这样的能量,将会比平常大很多,可以烧毁一些东西。在生活中,还有一些反射的应用,就比如说镜子,我们可以在静中看到自己也是光的反射,还有一个就是反光板。可以在拍照的时候,把太阳光反射到自己脸上,这样自己的脸就会更亮,一般在拍婚纱照的时候都会用。当然在选择的时候要选择反光率更高的颜色,比如银色或者白色,并且是一个很光滑的平面。如图:

这也就是光的应用,可以给我们的生活带来很多的便利。

  但是光的反射在生活中,也是有非常多的害处的,比如,我们看见一个高楼大厦上面的玻璃特别的反光,一看就会非常的刺眼,可能一下就会盲视,这些也就被称为光污染。这些对人们也是非常不好的。我们为了避免,他可以从他的根本上解决,也可以从我们自身进行改变,从根本上改变就是尽量少生产这些反射率很高的材质,从我们自身做起就是带上墨镜,如果那个地方有很多反射率高的材质,这样就会保护我们的眼睛。

 
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