4.光的反射現象

光線投射在兩種均勻介質的分界麵上,也就是說,光線在空氣中照射到物體表麵時,一部分被物體所吸收或通過,另一部分則在原來的介質中改變原來傳播方向而從物體的表麵反射出來,這一現象稱作光的反射。

光的反射遵循如下的定律:

·反射線在入射線與法線所決定的同一平麵上,反射線和入射線分別各居於法線的一側。

·入射角和反射角相等。

IO為入射線,BO為反射線,PO為法線,入射角∠IOP=反射角∠BOP。

5.平麵鏡的反射和成像

平行、散開或集合光線的入射線經過平麵鏡的反射,反射線仍然分別為平行、散開或集合光線,這一點是很容易理解的。

發出散開光線的物體如在平麵鏡前,則在平麵鏡內成一物像,該物像為一直立虛像,像與物大小相等對稱,左右方向相反,像—鏡距離與物—鏡距離相等。日常生活中所用的鏡子就是平麵鏡,假如你對著鏡子用右手握筆寫字,那麼,鏡子中的像是用與實物同樣大小的左手握著筆在寫字,這就是平麵鏡的物和像等大、左右方向倒置的特點。眼科在視力檢查表前方2.5米處放置一麵平麵鏡,也就是利用平麵鏡反射的像—鏡與物—鏡距離相等的原理使5米的標準視力檢查距離縮短了一半,隻需2.5米的距離即可滿足5米標準的要求。

6.凹麵鏡的反射與成像

凹麵鏡的反射麵呈球形的凹麵,也叫凹麵反光鏡。鏡麵上的中點為鏡的頂點(A),鏡麵的球心為曲率中心(O),球麵的半徑為曲率半徑(AO)。自頂點至曲率中心的連線叫做主軸(AO)。

平行光線射至凹麵鏡上,反射的光線都集合在凹麵鏡鏡麵前的主軸上的某一點,這就是焦點(F),或稱主焦點。此主焦點至頂點的距離即為主焦距(f),主焦距(f)=1/2曲率半徑。如果將凹麵鏡的鏡麵向著太陽,太陽光順著主軸方向照射至鏡麵上,經過反射,光線可會聚於焦點(F)上,將火柴頭放置於該焦點上,可引起火柴燃燒。所以說,凹麵反光鏡具有聚光的作用。

凹麵鏡的成像可通過幾何作圖的方法求得,作圖的原則為:

·從物體的某一點作一與主軸平行的直線為入射光線,入射光線到達球麵鏡鏡麵時,發生反射,反射後的方向相反的直線為反射光線,此反射光線必然通過主焦點。

·從物體的同一點通過鏡麵的曲率中心的連線為副軸,此副軸與上述通過主焦點的反射光線發生相交的點即為物體在該點成像之處。

如果上述所作的兩條直線不能相交於一點,可將所作的兩條直線向鏡麵的後麵延長,使兩線發生相交,此交點即為成像處。

物體與主焦點相對的位置不同,所形成的像的大小、虛實和位置也不同。

·當物體(AB)位於主焦點(F)以內,即主焦點與凹麵鏡鏡麵頂點之間時,所形成的像為放大的、正的虛像(ab)。

·當物體(AB)位於主焦點(F)與凹麵鏡的曲率中心(O)之間時,所形成的像為放大的、倒置的實像(ab)。

·當物體位於無限遠處,也就是說入射光線為平行光,所有的反射光線全部都會集於主焦點(F)上,形成一點狀實像。

·當物體(AB)恰好位於主焦點(F)處,所有的反射光線都成為平行方向的光線,互不相交,不能形成物像。