我们为什么能看到我们周遭的世界的样子?就如同汽车、柜子、人,那是因为光的一个现象,就是光的反射。据我们所知,任何物体都会有反射,为什么呢?原理很简单,因为每个物体本身他是没有光的,但是自然光源还有人造光源会射到这个物体上,而又反射到我们人的眼睛,我们才会看到身边的物体,或者是折射。
在我们生活中时时刻刻都有光的反射,就比如你去外面,然后街上全是车,而且车的玻璃上有强烈的反射,那一束刺眼的光,这就是一个反射现象啊!而且无处不刻都会有。但是现在就有了一个问题,光的反射会不会遵循着某种规律呢?光的反射会不会有规律?
猜想:我认为是有规律的,我的第一感觉就是光的反射是对称的。
我来做一些实验,来证明我的猜想,我们可以模拟一个反射场景,先创造出一个反射现象,然后再验证我的猜想。需要用到的东西就是量角器,激光笔,还有就是平面镜。我们首先第一步就是拿出激光笔,然后用激光笔的光线射向平面镜,这时候就会有另条线,从平面镜里跟着射出来,这就是一个反射现象,现在把量角器放到平面镜上面,把量角器立起来,最好是垂直于平面镜那个面,最重要的就是量角器中间开始测量的那个点,要对住激光线接触到平面镜上那个点,然后再进行略微的调整,使激光笔的线完全在量角器的那个面上,然后我们把射进去的线称之为a线,把社出去的线称之为b线这时候进行观察看看会不会有某些规律。(实验结果如下图)
我们先来看第一种情况,射进去的线A线离平面镜的角度是45度,射出去的B线离平面镜的角度也是45度,好像他们真的有一些规律。
这时候我们可以把射进去的线、射出去的线命一个名,其实他们的名字是入射线,还有出射线,而且正90度,好像我们也可以感觉到有隐隐约约的一条线,他好像就是在控制注射线,还有出射线的,跟一个法官一样,所以我们可以把它叫成法线,这就是我们对这些线命的名。
现在入射线还有法线好像形成了一个角度,出射线还有法线也形成了一个角度,我们也可以把他们命一个名,那也就是入射角,还有反射角。而且入射角还有反射角是相等的,我还发现入射线.反射线还有法线他们永远是在同一个平面上,并不会到处乱窜。
那我们现在来看第二个例子,入射角是20度,反射角是20度,我们就很容易来解释这个现象了。
在第三个例子非常的独特,而且很有趣,当入射线是正90度往下射,那么入射线、反射线还有法线重合在了一起,这时候入射角是0度,反射角也是0度,这时候他们完全重合了。
所以我们通过上面的实验过程,我们发现光的反射遵循一定规律,入射角和反射角相等,入射线、反射线还有法线这三条线都是在同一个平面上的,而且反射线是随着入射线的变化而改变的。
但这时候问题就来了,如果拿激光笔射一本书的话,我们好像就看不到那条反射线了,并不是非常的明显,但是如果我们拿激光笔照射镜子,我们就可以很清楚地看到反射线,还有入射线。
为什么会这样呢?我现在有两个猜想,第一:可能跟物体的材质结构有关,因为可能一张纸,你摸起来非常光滑,但是在显微镜下,是非常的粗糙的,有非常多的纹路,而且凹凸不平,但是镜子呢?相比于纸就更加的光滑,而且表面摸起来也是非常光滑的,所以我们猜想是可能跟物体的表面是否粗糙或者光滑有关,也就是跟物体的材质结构有关。第二就是:我们看见了一束光,其实是由数百个细小的光线组成的,所以如果一束光射到凹凸不平的地方,就不会一下子反射到一个地方,我用两幅图来解释一下。
第一副图下面的那条直线就好,比如我们刚才做的实验中的平面镜,他非常的光滑,所以当一束光射到这个平面镜以后,那些细小的光线就非常的集中,所以他们就会集中地反射,所以我们才会很明显的看到反射线,有可能还会非常的刺眼,住校我刚才放的那幅图片,当你出去,车玻璃会有一束非常强烈的光线。但是反观凹凸不平的地方呢?入摄线是非常集中的,但是那些细小的光线不集中的反射了,他们会反射到不同的方向,因为如果在同一个平面每一条光线才会严格遵守入射角等于反射角,但是凹凸不平,粗糙的地方,就等于说反射面不同,如果是这样的话,自然反射光线的路径就不同了,正因为这样,所以才没有我们前面看到的那么刺眼还有明显。
而你就可以用这些我们讨论出来的东西来解释生活中的任何现象,现在我们就来看下生活中的其他应用吧,再解释一下那些现象。
我们平常所见的潜望镜,利用的就是反射原理,下图是潜望镜的原理图,在这个管道中,有两个平面镜,但是不能随便放,要特殊位置,我已经标出来了,然后就可以利用反射,让我们看到海面上的东西,不得不说,人类真会发明东西。
生活中还有很多可以利用反射做的事情,人们可以利用光的反射来提升自己的生活。
当然也有负面的影响,就比如车的玻璃,很容易在光天化日之下有刺眼的反射,而我们人类为了减少这些反射,也发明了很多的东西,就比如墨镜,可以减少反射刺激的光,让我们人类的视觉可以接受光的亮度。
这就是光的反射。