鏡子反射原理知識

鏡子反射原理

光行進到兩種媒質的分界面時，有一部分返回原媒質的現象。如果入射點處分界面的不平整程度比波長小得多，就可看作平滑分界面。光在平滑分界面上的反射為鏡反射，或稱單向反射。否則，為漫反射。如果既有鏡反射，又有漫反射，則稱為混合反射。漫反射時各不同方向的光的亮度如果都相同，則稱為均勻漫反射。同一次反射過程中，有些波長的光反射得多些，則稱為選擇反射。可以利用涂膜技術，改變媒質分界面的光學性質，使反射光中減少或增多某一波長的光的成分，以適應不同光學元件的要求。

單位時間內從界面單位面積上反射光所帶走的能量與入射光入射的能量之比，稱為反射率。能量之比等于光強之比，故反射率即為反射光強與入射光強之比，也等于反射光與入射光的振幅平方之比。正反射時，反射率可用第二媒質對第一媒質的相對折射率n21（=n2/n1）表示，為R=(n21-1)2/(n21 2)2。反射光波振幅與入射光波振幅之比，稱為反射比或反射系數。 　　

研究某材料的反射情況，需要測定該材料樣品平面在各方向上對各種波長的反射率。對于一般性的研究工作，國際照明委員會（簡寫CIE）推薦取45°±5°方向上照明，90°±10°的法線方向觀測；也可以90°±10°照明而以45°±5°觀測。物質的反射率與厚度有關，因為一部分光要稍進入物體內部，然后再被反射出來。故嚴格的定義還應限定材料樣品的厚度。 　　

反射率有時也稱為反射比，反射系數，反射本領或反射因數。我國全國自然科學名詞審定委員會于1988公布的物理學名詞（基礎物理學部分）中，把這些術語統一規范為強度反射率和振幅反射率。 　　

光的反射是生活中常見的現象。例如人們常照鏡子，物體在湖面形成倒影等，都屬于光的反射現象。 　　

反射鏡（mirror）利用反射面反射光線的光學元件。通常有平面反射鏡、球面反射鏡和非球面反射鏡三種。根據反射的程度又可分為全反射和半透半反射兩種，后者常簡稱為分束鏡。 　　

平面鏡反射鏡 通常由鍍銀或鍍鋁的平面玻璃制成。平面反射鏡對實物成虛像，對虛物成實像。它是唯一不破壞光束單心性的光學元件，能形成完善的像。 　　

球面反射鏡 反射面為球面。若球心位于受光面一側，則稱為凹球面鏡，簡稱凹面鏡；球心位于受光面另一側，則稱為凸球面鏡，簡稱凸面鏡。凹面鏡是會聚鏡，平行光束經它反射后會聚于一點，此點為實焦點。把點光源放在實焦點位置上，光束經反射后成為平行光束。凸面鏡是發散鏡，平行光束經它反射后成發散光束，反射光線的反向延長線交于一點，此點為虛焦點。汽車駕駛室兩旁安置的觀察鏡為凸面鏡，遠處的物體在虛焦點前附近形成正立縮小的虛像。 　　

非球面反射鏡 有拋物面鏡、雙曲面鏡、橢球面鏡、錐面和柱面反射鏡等。平行光軸的光束經拋物面鏡反射后會聚于拋物面的焦點，在反射式天文望遠鏡中做物鏡，可以使遙遠的星體成像于焦點處。反之由焦點發出的光束經拋物面鏡反射后形成平行光束，用于做探照燈。雙曲面鏡和橢球面鏡常用于某些特殊的光學系統中，以簡化結構和改進成像質量。