反射原理
光的反射原理及反射鏡
光行進(jìn)到兩種媒質(zhì)的分界面時(shí),有一部分返回原媒質(zhì)的現(xiàn)象.如果入射點(diǎn)處分界面的不平整程度比波長(zhǎng)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(shí)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(guò)程中,有些波長(zhǎng)的光反射得多些,則稱為選擇反射.可以利用涂膜技術(shù),改變媒質(zhì)分界面的光學(xué)性質(zhì),使反射光中減少或增多某一波長(zhǎng)的光的成分,以適應(yīng)不同光學(xué)元件的要求.垂直于或近似垂直于分界面的正入射光所引起的反射稱為正反射.
單位時(shí)間內(nèi)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(qiáng)之比,故反射率即為反射光強(qiáng)與入射光強(qiáng)之比,也等于反射光與入射光的振幅平方之比.正反射時(shí),反射率可用第二媒質(zhì)對(duì)第一媒質(zhì)的相對(duì)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(shù).
研究某材料的反射情況,需要測(cè)定該材料樣品平面在各方向上對(duì)各種波長(zhǎng)的反射率.對(duì)于一般性的研究工作,國(guó)際照明委員會(huì)（簡(jiǎn)寫CIE）推薦取45°±5°方向上照明,90°±10°的法線方向觀測(cè)；也可以90°±10°照明而以45°±5°觀測(cè).物質(zhì)的反射率與厚度有關(guān),因?yàn)橐徊糠止庖赃M(jìn)入物體內(nèi)部,然后再被反射出來(lái).故嚴(yán)格的定義還應(yīng)限定材料樣品的厚度.
反射率有時(shí)也稱為反射比,反射系數(shù),反射本領(lǐng)或反射因數(shù).我國(guó)全國(guó)自然科學(xué)名詞審定委員會(huì)于1988年公布的物理學(xué)名詞（基礎(chǔ)物理學(xué)部分）中,把這些術(shù)語(yǔ)統(tǒng)一規(guī)范為強(qiáng)度反射率和振幅反射率.
光的反射是生活中常見(jiàn)的現(xiàn)象.沙漠中有時(shí)會(huì)出現(xiàn)一種稱為海市蜃樓的光學(xué)幻視現(xiàn)象,這是一種光的反射現(xiàn)象.當(dāng)大氣下層熱,上層涼,光線從地面向上傳播逐漸彎曲而至反射,使沙漠中的人們看到遠(yuǎn)處的景物.這稱為下現(xiàn)蜃景.如果冷氣流在下層,則可能會(huì)發(fā)生上部景物的全反射成像,稱為上現(xiàn)蜃景.
反射鏡（mirror）利用反射面反射光線的光學(xué)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(jù)反射的程度又可分為全反射和半透半反射兩種,后者常簡(jiǎn)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(duì)實(shí)物成虛像,對(duì)虛物成實(shí)像.它是唯一不破壞光束單心性的光學(xué)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(cè),則稱為凹球面鏡,簡(jiǎn)稱凹面鏡；球心位于受光面另一側(cè),則稱為凸球面鏡,簡(jiǎn)稱凸面鏡.凹面鏡是會(huì)聚鏡,平行光束經(jīng)它反射后會(huì)聚于一點(diǎn),此點(diǎn)為實(shí)焦點(diǎn).把點(diǎn)光源放在實(shí)焦點(diǎn)位置上,光束經(jīng)反射后成為平行光束.凸面鏡是發(fā)散鏡,平行光束經(jīng)它反射后成發(fā)散光束,反射光線的反向延長(zhǎng)線交于一點(diǎn),此點(diǎn)為虛焦點(diǎn).汽車駕駛室兩旁安置的觀察鏡為凸面鏡,遠(yuǎn)處的物體在虛焦點(diǎn)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(jīng)拋物面鏡反射后會(huì)聚于拋物面的焦點(diǎn),在反射式天文望遠(yuǎn)鏡中做物鏡,可以使遙遠(yuǎn)的星體成像于焦點(diǎn)處.反之由焦點(diǎn)發(fā)出的光束經(jīng)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(xué)系統(tǒng)中,以簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)和改進(jìn)成像質(zhì)量.