【第4.02讲】12字诀帮你搞定光的反射定律

同学们好！欢迎来到物理老师讲物理。我们已经知道了光在同种均匀介质中沿直线传播，现在我要问，光射到两种介质的交界面上时，会发生什么现象？

上一讲，我们通过阿尔哈森的故事已经知道了，眼睛能看见多彩的世界，并不是眼睛能发射什么神秘物质，而是有光从被看到的物体射入了我们的眼睛，我们逆着光线看过去，就看到物体了。

可是除了光源之外，其它自身不发光的物体，哪里来的光线呢？显然是反射的光。假如是在漆黑一片的地方，没有光可反射，也会伸手不见五指。那是不是所有的物体都能反射光呢？是的。除了“黑洞”以外，其它所有物体表面都能反射光。黑洞，是个很特殊的例外，它几乎吸收经过其表面的任何东西，包括光。

光是怎样反射的呢？

一束光如果照射在墙面上，墙是不透明的，光透不过去，结果一部分光被墙吸收，还有一部分返回到原来的介质中继续传播。

一束光如果照射在水面，或玻璃面上，因水和玻璃是透明的，结果一部分光透过去，在水或玻璃中继续传播，另一部分被吸收掉，还有一部分被反射到原来的介质中继续传播。

总而言之，返回到原来介质中的光比入射光的强度要弱一些。

被反射回来的光，是沿着什么路径被“弹回来”的呢？

你可以脑补一下，将一个乒乓球射向墙面，然后被反弹回来的情形。光线反射的路线，也跟它差不多。你肯定玩过，用镜子反射光斑的把戏。你的课本上也有关于探究反射定律的实验。反射光与入射光是对称的。更多细节这里我不再重复。不过，我帮你总结了5点注意事项，这样你会更好理解的。

1. 光的反射定律表述的是“三线”和“两角”的关系。“三线”是反射光线、入射光线和法线，它们在同一平面内，法线在中间，另外两根线在两边。“两角”是入射角和反射角，反射角等于入射角。注意，这里不能说入射角=反射角，入射是因，反射是果，就像只能说儿子长得像爸爸，不能说爸爸长得像儿子一样。

2. 法线是为了研究的需要而画的一条辅助线，实际并不存在，用虚线表示。法线经过入射点，与反射的界面垂直，且平分反射光线与入射光线的夹角。

3. 反射角和入射角分别是，反射光线和入射光线相对于法线的夹角，而不是相对于界面的夹角。入射角增大，反射角增大；入射角减小，反射角减小。

4. 当光线垂直于界面入射时，入射角为0°，反射角也为0°。也就是反射光线沿入射光线的原路返回。此时，反射光线、法线和入射光线“三线合一”。

5. 反射定律总结成一个口诀，就是这12个字：三线共面，法线居中，两角相等。

学到这里，张亮同学提出个问题，他说：根据反射定律，反射光会朝向一个固定的方向反射，那为什么光线照到屋里，站在各个方位的人都能看清屋里的物品？

反射有两种情况，也只有这两种情况：镜面反射和漫反射。我们刚才讨论的例子，反射面都是非常光滑的表面，像镜子、平静的水面、光滑的金属表面，这种反射叫镜面反射。镜面反射的特点是平行光入射，射出的也是平行光。发生镜面反射的物体，朝着某一个特定方向看，它很亮；而其它方向看去，几乎没有光，看到的物体很暗。如果反射面不够光滑，粗糙的表面，将光线反射到四面八方，不管站哪个角度都能看到，这就叫漫反射。这样也好，同一个物体，各个方向的人都能看见它。若没有漫反射，人们的生活就麻烦了。

需要注意的是：无论什么反射，每一条光线都遵循光的反射定律。粗糙的表面可看成是无数块极微小的平面镜排列而成。各个小平面镜，朝向不同的方向，所以平行光照上去，被反射到四面八方。漫反射也是遵循反射定律的。

我也提一个问题：如果你从一面镜子中看到了别人的脸，你觉得他能不能也从镜中看到你？

一定也可以。只要你的眼睛能看见的地方，不管是直接看见的，还是通过什么物体反射看见的，站在那个地方的人也一定能看得到你。为什么呢？因为“光路可逆”。这是光学中的普遍规律，不仅在反射现象中光路可逆，在以后要学到的折射现象中也一样光路可逆，它适用于所有光现象。

【小结一下】

1.这一讲，重点要掌握光的反射定律。记住12字诀，就记住了反射定律：三线共面，法线居中，两角相等。其中“三线”是入射光线、反射光线和法线，“两角”是入射角与反射角。

2.其次需要了解镜面反射与漫反射的区别。漫反射可以拆解成无数个不同方向的镜面反射，所以漫反射也是遵循反射定律的。

3.在所有的光现象中光路都可逆。

【思考题】

我们常看谍战剧中的女特工，假装补妆，偷偷从小镜子里观察周围的人。根据光路可逆，被她观察的人，也一定能从镜子中看到她，那为什么还要用镜子伪装呢？

下一讲再见！

【备课手稿】