反射はラテン語の reflectere に由来します 、re: 「戻る」とフレクター: 「曲げる」とは、何かを曲げるという意味です。障害物または第 2 の媒体が光線の経路に到達しない限り、到達するまで、光は直線を進みます。
反射の法則
滑らかな表面による光の反射は、次の 2 つの基本的な反射法則によって支配されます。
<オール>数学的に、i が入射角、AO が入射光線、O が入射点、OB が反射光線の場合、i=r
2 種類の振り返り:
<オール>このタイプの反射は、入射光線が滑らかで光沢のある表面 (平面鏡など) に入射したときに発生します。平行光線のセットが入射する場合、反射後、すべての光線は平行になります。
2.乱反射:
このタイプの反射は、部屋の壁など、ざらざらしていて光沢のない不規則な表面に光線が当たると発生します。
すべての光線は、異なる相対的な傾きを持つ異なる点に落ちます。したがって、不規則な表面に光線を投影すると、すべての光線は、固有の入射角、したがって屈折角を持つ独立した反射を受けます。
乱反射は望ましくないように見えるかもしれませんが、実際には映画館のスクリーンでプロジェクターの光線を多数の聴衆に向けて反射させるために、つまり光を全方向に散乱させるために使用されていることに注意してください。
画像形成:
反射後の入射光線は交差するか、交差するように見え、結果として画像が形成されます。
基本的に、リアルとバーチャルの 2 種類のイメージがあります。
実像:
このような画像は、反射光線が実際に交差するときに形成されます。
形成された画像は画面にキャプチャできます。
本質的に反転しています。
凹面鏡と凸レンズで作ります。
仮想イメージ:
このような画像は、反射光線が実際には交差せず、ある点で交差しているように見える場合に形成されます。
このような画像はスクリーンに投影できません。
これらの画像は常に直立しています。
凸面鏡と凸レンズで作ります。
興味深い反射現象:
- 全反射:
光線が同じ媒体に完全に反射する現象は、全反射と呼ばれます。
これは主に臨界角 (屈折した光線が法線に対して垂直になる角度) に依存します。入射角が臨界角を超えると、光線は屈折せずに全反射します。
一般に、灼熱の砂漠や寒い海では、大気中の空気の密度が徐々に変化します。大気を通過する光線は、密度の変化により連続的な屈折を受けます。これにより、後続の表面で入射角が徐々に増加し、しばらくすると、入射角が臨界角よりも大きくなります。これにより、全反射が発生します。
この現象のために、砂漠では蜃気楼 (幻想) が見られ、海では船が宙に浮いているのが見えます.
- 光の散乱
ガス分子を含む非常に小さな破片、またはほこりや水滴を含む大量の大きな破片に当たると、一部の光は全方向に散乱します。
散乱の量は、これが当たっているマイルドな波長と比較して、粒子の質量に依存します。波長が短いほど散乱が大きくなります。
「どうして空は青いの？」よくある質問です。太陽からの光は、虹のすべての色合いの産物です。この光が大気中の窒素と酸素の破片に当たると、すべての指示で何マイルも散らばります。青い光は紫の光よりも波長が短いため、紫の光よりもはるかに大きく散乱します。空を見ると、青い光が散乱したすべての場所がわかります。
夕日が紫色なのはなぜですか? 太陽が空に沈んでいくように見えるとき、私たちに届く光はすでに大気のはるか上を通過しています。このようにして、光が到達する前に大量の青い光が適切に散乱され、空がより赤く見えます。
雲が白く見えるのは、水滴が光の波長よりもはるかに大きいためです。この状況では、すべての命令ですべての波長の光が同様に散乱されます。
結論:
- 光が反射面に当たる角度は入射角と呼ばれ、光が反射面から跳ね返る角度は反射角と呼ばれます。
- 反射現象は界面現象です。
- TIR 反射の最も重要なアプリケーションであり、強度の損失を最小限に抑えて信号を送信するために光ファイバーで使用されます。
