Question

光的反射规律

Answer 1

        光在我们的生活中无处不在，只有光才会让我们看到五颜六色的精彩世界。在这个过程中，我们的眼睛起到了接收器的作用，因为当光照射到物体上时，再反射到我们的眼睛里，就会出现很多不同的视觉感受。

那么，光的反射规律又是什么呢？接下来，让我们一起讨论吧！

        在我们的日常生活中，当下过雨的时候，或者在水边时，会出现这种现象（如下图）：这时，我们会发现这些树都倒映在了水中，并且实际的树和倒映在水中的树长得一模一样！这简直就是一件不可思议的现象。

我猜想，这样的现象应该和光的反射有关吧。

        为了得出结论，我们可以做一个实验：准备一个激光笔、一个非常光滑的平面镜和一个量角器。把量角器放在平面镜上，用激光笔从量角器的左端照到量角器的右端，分别观察。

        这个时候，我们可以发现当激光笔照向平面镜的时候，竟然无缘无故的多出来了一条光线，这也太神奇了吧！

        现在，我们暂时把它称为反射回来的光线吧！但是这样给它们命名很显然是不合适的，我们就可以重新给它们命名：可以把照射出的光线命名为入射光线，把反射回来的光线命名为反射光线。但是，这个时候我又突然发现当我用激光笔垂直照向平面镜的时候，入射光线和反射光线重合，这个时候叫什么名字呢？有的人会叫它为虚线，显然这样叫是不合适的，但是可以就把它叫为法线。这条法线也是特殊的入射光线和反射光线的组合体。

        通过这一张图，我们可以发现，入射光线和反射光线一直都在法线的两旁，也就是说不可能都在法线的同一边，当然除了这种现象外，还有一种特殊情况，比如说：当我用激光笔垂直九十度方向照向平面镜的时候，三条线（入射光线、反射光线和法线）就重合在一起了。

        这个时候我们还可以发现：目测入射光线与法线的角度和反射光线与法线的角度居然完全一样。但是科学是要严谨的态度和实验过程来证明它的真实性，不能只有目测。我们可以用量角器量一下（仍旧结合上图），量完之后我发现入射光线和法线夹角的角度是三十五度，而反射光线和法线的角度夹角也是三十五度。

        但是，只有一组数据是证明不了一切的，我们可以接着探究。

        这时，我们再次证明了这个规律，就可以有理有据地得出结论：入射光线与法线夹角的角度和反射光线与法线的夹角角度完全一样！

        这个时候，有的人就会产生质疑：如果把激光笔照向书本的时候，还会有反射现象吗？我们可以再次通过实验来说明问题，并得出结论。

        从这张图片上可以看到并没有任何的反射现象，只是单单的有一个入射光线，这是为什么呢？因为书本看着平滑其实它是很粗糙的，它缺少了平面镜的光滑性和反射极强的能力。

但是我们能不能就说它真的不能反射呢？显示是错误的，因为尽管它的表面有点儿粗糙，但是它同样可以发生漫反射，这种反射光线用我们的肉眼一般很难发现。我们之所以能看到很多生活中的物体，正是因为光在它们上面发生的这种漫反射的作用。

        什么是漫反射呢？其实漫反射就是投射在粗糙表面上的光向各个方向反射的现象。当一束平行的入射光线射到粗糙的表面时，表面会把光线向着四面八方反射，所以入射线虽然互相平行，由于各点的法线方向不一致，就造成了反射光线向不同的方向无规则的反射，而这种反射称之为“漫反射”。很多物体（植物、墙壁、衣服等），它们的表面粗看起来似乎是平滑的，但是，如果用放大镜仔细观察，就会看到它们的表面是凹凸不平的，所以本来是平行的太阳光被这些物体的表面反射后，就会弥漫的射向不同方向了。

        其实我们一起研究光的反射规律还是挺有意思、挺好玩的，只要你有一双善于发现的眼睛，就会发现许多有趣的现象了！