光的反射的现象

光的反射的现象当一束平行的入射光线射到粗糙的表面时,因面上凹凸不平,所以入射线虽然互相平行,由于各点的法线方向不一致,造成反射光线向不同的方向无规则地反射,这种反射称之为“漫反射”或“漫射”.这种反射的光称为漫射光.很多物体,如植物、墙壁、衣服等,其表面粗看起来似乎是平滑,但用放大镜仔细观察,就会看到其表面是凹凸不平的,所以本来是平行的太阳光被这些表面反射后,弥漫地射向不同方向.漫反射光是指从光源发出的光进入样品内部,经过多次反射、折射、散射及吸收后返回样品表面的光．漫反射光是分析与样品内部分子发生作用以后的光,携带有丰富的样品结构和组织信息．与漫透射光相比,虽然透射光中也负载有样品的结构和组织信息,但是透射光的强度受样品的厚度及透射过程光路的不规则性影响,因此,漫反射(diffusere—flectance)测量在提取样品组成和结构信息方面更为直接可靠．积分球是漫反射测量中的常用附件之一．入射光进入样品后,其中部分漫反射光回到积分球内部,在积分球内经过多次漫反射后到达检测器．由于信号光从散射层面发出后,经过积分球的空间积分,因此可以克服漫反射测量中随机因素的影响,提高数据稳定性和重复性镜面反射即物体的反射面是光滑的,光线平行反射,如镜子,水面等一束平行光射到平面镜上,反射光是平行的,这种反射叫做镜面反射；当一束光射到凸凹不平的物体是时,他的反射光线也是射向不同的方向的,不是平行的,所以我们才能从不同的地方看到同一个物体,否则,如果都是镜面反射的话,我们只有站在特定的地方才能看的到物体.镜面反射是指反射波（电磁波、或声波,水波）有确定方向的反射；其反射波的方向与反射平面的法线夹角（反射角）,与入射波方向与该反射平面法线的夹角（入射角）相等,且入射波、反射波,及平面法线同处于一个平面内.摄影时应避免镜面反射光线进入摄影机镜头,由于镜面反射光线极强,在像片上将形成一片白色亮点,影响地物本身在像片上的显现.够详细吗?一种光学现象。指光在传播到不同物质时，在分界面上改变传播方向又返回原来物质中的现象。光遇到水面、玻璃以及其他许多物体的表面都会发生反射。当光在两种物质分界面上改变传播方向又返回原来物质中的现象，叫做光的反射。反射光线与入射光线、法线在同一平面上；反射光线和入射光线分居在法线的两侧；反射角等于入射角。可归纳为：“三线共面，两线分居，两角相等”。光具有可逆性。光的反射现象中，光路上是可逆的。形成光射到两种不同介质的分界面上时，便有部分光自界面射回原介质中的现象，称为光的反射。分类镜面反射：平行光线射到光滑表面上时反射光线也是平行的，这种反射叫做镜面反射。漫反射：平行光线射到凹凸不平的表面上，反射光线射向各个方向，这种反射叫做漫反射。方向反射：介于漫反射和镜面反射之间反射称为方向反射，也称非朗伯反射，其表现为各向都有反射，且各向反射强度不均一。表面平滑的物体，易形成光的镜面反射，形成刺目的强光，反而看不清楚物体。通常情况下可以辨别物体之形状和存在，是由于光的漫射之故。日落后暂时能看见物体，乃是因为空气中尘埃引起光的漫射之故。无论是镜面反射或漫反射，都需遵守反射定律。镜面反射和漫反射都是遵循光的反射定律。分布入射点：入射光线与镜面的交点；法线：过入射点且垂直于镜面的直线叫做法线；入射角：入射光线与法线的夹角叫做入射角；反射角：反射光线与法线的夹角叫做反射角。反射定律1.反射角等于入射角，且入射光线与平面的夹角等于反射光线与平面的夹角。2.反射光线与入射光线居于法线两侧。3.反射光线，入射光线和法线都在同一个平面内。四大特性1．共面法线是反射光线与入射光线的角平分线所在的直线。光的反射光的反射2．异侧入射光线与反射面的夹角和入射角的和为90°3．等角反射角等于入射角。反射角随入射角的增大而增大，减小而减小。4．可逆光路是可逆的如图1（甲）中光线BO逆着原来的反射光线（图乙）的方向射到界面上，这时的反射光线OA定会逆着原来的入射光线AO的方向射出去。根据光的反射定律作光路图具体作法：先找出入射点，过入射点作垂直于界面的法线，则反射光线与入射光线的夹角的角平分线即为法线。若是确定某一条入射光线所对应的反射光线，则由入射光线、法线确定入射角的大小及反射光线所在的平面，再根据光的反射定律中反射光线位于法线的另一侧，反射角等于入射角的特点，确定反射光线。研究性质反射是光线的一个重要性质。中国古代在这方面具有丰富的知识，在许多实际问题上都反映出来。对人类来说，光的最大规模的反射现象，发生在月球上。我们知道，月球本身是不发光的，它只是反射太阳的光。相传为记载夏、商、周三代史实的《书经》中就提起过这件事。可见那个时候，人们就已有了光的反射观念。战国时的著作《周髀》里就明确指出：“日照月，月光乃生，成明月。”西汉时人们干脆说“月如镜体”，可见对光的反射现象有了深一层的认识。《墨经》里专门记载一个光的反射实验：以镜子把日光反射到人体上，可使人体的影子处于人体和太阳之间。这不但是演示了光的反射现象，而且很可能是以此解释月魄的成因。成像平面镜成像，就是光线反射的结果。中国古代在这方面是很有创造性的。最早的时候，人们用静止的水面作为光的反射面，当作镜子使用（图十二），这镜子叫做“监”。西周金文里的“监”字写起来很像一个人弯着腰向盛有水的盘子里照自己的像。这说明在三四千年前，就盛行着利用水面反射成像的方法。到了明清时代，一些穷苦人家也还使用着“水镜”。《儒林外史》里写的胡屠户，不是要他那个官热太盛的女婿范进，去撒尿照照自己的形容吗？这话虽不大雅，但还是一种水镜的遗制，胡屠户决不是发明者。到了周代中期，随着冶炼工艺的进步，才渐渐以金属反射面代替水镜，这才在“监”字的边旁加以“金”，成了“鉴”或“鉴”，就是大量出土的所谓铜镜了。至于玻璃（反射）镜，那就更晚了。墨经关于平面镜反射成像规律的研究，在周代后期就在进行了。《墨经》中就指出：平面镜成的像只有一个；像的形状、颜色、远近、正倒，都全同于物体。它还指出：物体向镜面移近，像也向镜面移近，物体远了，像也远了，有对称关系。这个总结是完全正确的。影响球面镜春秋战国时代，还出现了球面反射镜，即所谓球面镜。根掳反射面呈凹形和凸形的不同，分为凹球面镜和凸球面镜。物体置于镜前，能在镜中成像。凹球面镜能使一束平行光线反射后交于一点，这一点叫做焦点。凸球面镜是发散镜，那焦点是个虚焦点。由于太阳光线中带有热能，聚于一点投到物体，不但亮度大，而且发热多，能使物体温度升高而着火。(注：勿将凹，凸面镜与凹，凸透镜混淆。凸透镜使平行光会聚，有焦点；而凹透镜使平行光发散，有虚焦点。光路是可逆的）在欧洲，传说古希腊时候，罗马人开了大队兵船去进攻叙拉古。当时的物理学家阿基米德（西元前二八七至二一二年）曾用一面巨大无比的凹面镜对着太阳，把光线聚于兵船上，烧掉了它，因而取得战争的胜利。当然这只是传说而已。在中国古代，凹面镜确实实在在是人们一种主要的取火工具。用来取火中国远在周代就知道利用这种反射现象来取火。那时把这种取火用的凹面镜叫做“阳燧”。《庄子》里面就记载说：“阳隧见日，燃而为火。”到了西汉的《淮南子》里就进一步指出，用凹面镜对日取火，艾草之类的引火物，放的位置既不能离镜太远，也不能太近。这里实际上就是指出，艾草必须置于焦点之上。在东汉时候，人们对于光的反射知识更加丰富了，了解到除了专用的阳隧外，凡是呈凹球面状的反射面，只要摩擦得足够光亮，都可以对日聚焦取火。当时有人就用金属杯子的底部，对日聚焦取火，也还有用别的。这都表现了人们认识范围扩大了。对于凹面镜对日聚焦取火的原理，宋代沈括作了分析。他在《梦溪笔谈》中说：“阳燧面洼，向日照之，光皆聚于内，离镜一二寸，大如麻菽，着物则火发，此则腰鼓最细处也。”意思是，阳燧反射面呈凹形，对着太阳，光线经反射都聚于一点（即焦点），这一点距镜面一二寸，像芝麻豆子那么大，落到物体上就会发火，这一点好像是腰鼓最细的地方。这里把球面镜反射光线的情况正确地描述出来，并且对焦点和焦距都进行了描写。尤其是能指出焦点之所在，正像是腰鼓最细的地方，生动具体，使人们容易懂。据沈括说，当时这一类学问的研究叫做“格术”，既构成了专门学问，那一定是非常深入的，只是已经失传了，很是可惜。相关题目发光体置于球面镜前，光线经球面镜的反射，也能成像；这同平面镜反射成像是同样的道理，但情况要复杂得多。中国古代在这方面的研究有惊人的成绩，尤以《墨经》的记载为最早，而且达到了很高的水准。凸面镜成像的情况比较简单。不管物体放在镜前的什么它方，所成的像总是正立的缩小的一种。《墨经》只用“鉴团，景一”四个字把它总结了，意思是镜面呈凸形（团即凸），所成之像只有一种情况--一个像。至于四面镜，成像的情况要复杂一些。物体在球心以外，反射所成的像是缩小倒立的，在球心和焦点之间，可以用屏接着。物体在球心和焦点之间，所成的像是放大倒立的，在球心之外，也可以用屏接着。物体在焦点以内，所成的像是放大正立的，在镜的后面，无法用屏接着。《墨经》有这样一段记载：“鉴洼，景一小而易，一大而正，说在中之外内。”“洼”即凹，“鉴洼”就是指凹球面镜。“中”是指球心至焦点这一段。《经》文的意思是说：物在“中”之外，即球心以外，成的像是“小而易”，即缩小倒立的；物在“中”之内，即焦点至镜面之问，成的像是“大而正”，即放大正立的。这样，好像还漏掉一个“大而易”的像。其实并不是的。原来《墨经》作者有他们特殊的实验方法，即把观察者自己的身体当作物体。观察者从远处向镜面走来，当他还在球心以外，就看见自己的“小而易”的像；当走过了球心，进入球心和焦点之间（即“中”），理应有一个“大而易”的像，但在球心以外，即观察者的身后，所以看不见；再前进，走过了焦点，又看见自己“大而正”的像了。如此说来，这条记载是完全忠实的，正确的。不仅如此，直接由观察者去看自己的像，是一种很有意义的实验方法。隔了两千多年之后，即在本世纪初，号称世界最高学府的英国剑桥大学的物理试卷上，曾有过类似内容的题目。凹面镜成像实验，沈括也做过；他把自己的手指当作物体，从镜面开始慢慢移去。他说：“以一指迫而照之则正，渐远则无所见，过此遂倒。”沈括记载得很忠实。当手指在焦点之内，所成的像是一个正立的虚像。当手指渐渐远离镜面，移至焦点时，成像在无穷远，就“无所见”了。当手指移至焦点之外，就成为倒立的实像了。沈括的实验方法，同《墨经》所记的实验不同，他把物体与观察者分开，因而能够发现一个特殊点（即焦点），它是正像和倒像的分界点。这是一个十分重要的进展。此外，沈括还指出凹面镜成像和针孔成像有某些相似之处，并且用生动易懂的比喻来说明物与像的位置的相对关系，以及针孔和焦点的作用。这些都说明了沈括对问题研究的深入。沈括还以他的科学素养，指出使用凸球面镜中存在的一些问题。当时有人发现有些古镜呈凸球面状，不懂此中奥妙，就把它磨平。沈括认为这是错误的。他指出，古人铸造反射镜，大镜子就呈平面，小镜子就呈凸面。凹镜照出人脸的像要大些，凸镜照出人脸的像要小些。用小镜看不到人脸的全像，所以把它做得稍凸一些，以便使人脸的像变小。这样，镜子虽小，仍然可以照见完整的人脸。造镜子时要考虑镜子的大小，以决定增减镜子的凸起程度，使人脸的像和镜子的大小相称。这个说明是完全正确的，反映出沈括能够利用自己的科学知识，解决生活中的实际问题，表现了一个科学家结合实际的正确态度。中国古代研究球面镜的当然还不止这些，这里再举出一个人来，就是清代的虞兆隆。他在《天香楼偶得》中，批评沈括对凹球面镜成像的解释“亦未分明”。他用自己家藏的凹面镜做实验，发现那像“迫近则正，稍远则闪烁无定，再远之则皆倒矣，但所照甚为模糊，不若近照之明显。”他见到了几种情况，开始是正立的虚像，当物接近焦点时，像就“闪烁无定”了，过了焦点直至无穷远“则皆倒”。物在焦点以外所成的倒立实像比较“模糊”，确是事实。看来，他的观察是更仔细了。不但如此，他不满足于沈括用“中间有碍”那样抽象而笼统的解释。提出用“转照”的说法来解释凹面镜成像的倒立、模糊等现象。虽然虞兆隆的解释不见得十分正确，但却具体一些。透光镜说到反射，不能不介绍一下中国古代一件奇妙的镜子，那就是“透光镜”。“透光镜”的外形跟古代的普通铜镜一模一样，也是金属铸成的，背后有图案文字，反射面磨得很光亮，可以照人。按理说，当以一末光线照到镜面，反射后投到墙壁上，应当是一个平淡无奇的圆形光亮区。奇妙的是，在这个光亮区竟出现了镜背面上的图案文字，好像是“透”过来似的，故称“透光镜”。上海博物馆珍藏的一面西汉透光镜，背面有“见日之光，天下大明”八个字，甚至连同花纹都“透”在那个光亮区之中，清晰可见。这实在是令人难以设想的事。不但中国历代科学家都研究它，近代国外计多科学家也感到惊奇，把它叫做“魔镜”，纷纷研究它，企图揭开这个谜。在十九世纪一段时间曾引起热烈的讨论，但是都没有得到满意的回答。近几年，中国科学工作者运用现代科学技术手段对透光镜进行研究，获得了可喜的成就。古镜记中国出土的铜镜数量很大，其中秦以前的较多。但并没有逐枚进行“透光”试验，所以不能肯定这里面一定没有透光镜。在宋代，《浮生六忆》的作者沈括家里藏一面透光镜，背后的文字“极古”，以致连博学精深的他自己也不认识。可见，这不是一般的文字，可能是秦以前的东西。上海博物馆珍藏的一面已确定为西汉的遗物，西汉以后，民间能制造的逐渐多起来。到了清代，江浙一带的镜工也能制造出来，并传到日本。至于文字记载，清代的小说《古镜记》里，叙述到一面“古镜”，当“承日照之，则背上文画，墨入影内，纤毫无失。”这里说的显然就是透光镜了。宋代沈括对所藏的透光镜记载得十分详细，此后历代文人记载，题咏就更多了。理论铜镜是如何“透光”的？最早作这方面研究和记录的是沈括。他在《梦溪笔谈》里记载说：“世上有一种透光镜……把镜子放在日光下，背面的花纹和二十个字都透射在屋壁上，很清楚。有人解释说，由于铸铸时薄的地方先冷，背面有花纹的地方比较厚，冷得较慢，铜收缩得多一些，因此，文字虽在背面，镜的正面也隐约有点痕迹，所以在光线下就会颗现出来。我考察了一下，认为这个道理是对的。我家有三个这样的镜子，又看见别家收藏的，都是一样，花纹铭字丝毫没有差异，样式很古，唯有这种镜子能够透光，其他一些镜子，即使是薄的，也不能透光，想必古人另有制造的方法。”这里面，沈括解释“透光”的原理，主要一点就是“文虽在背，而鉴面隐然有迹。”这是十分正确的。因为镜背有花纹，致使镜面也呈相似的凹凸不平，但起伏尽小，肉眼不能察见。当它反射光线时，由于长光程放大效应，就能够在屏幕上反映出来。这个道理，清代物理学家郑复光也作了十分贴切的说明。他指出：静止的水面是很平的，但经它反射的光线投到墙壁上，也看到有点动荡，就因为水面实际上存在起伏的波纹。这个说明是多么具体而确切，以致在本世纪二一十年代英国物理学家布拉格，讨论“透光镜”时，对这个问题也作这样类似的说明。技艺古人究竟用什么方法使铜镜的正面能有相似于镜背的花纹痕迹呢？据沈括记载，宋代以前的人认为，那是因为镜背上有凸出的花纹，故各处的厚薄不同，铸造时冷却有先后，收缩程度有差异，因此形成镜面“隐然有迹”。这个解释为沈括所同意，本世纪许多外国科学家也都表示首肯。1975年有人还用实验方法证明它是正确的。但是元代的一位考古学家名叫吾丘衍，提出另一种解释。他说是在镜面用另一种铜料嵌入一幅和背面完全相同的花纹