一、光的反射现象

光从一种介质射向另一种介质表面时，一部分光被反射回原介质的现象，叫做光的反射。例如，我们能看到不发光的物体，就是因为物体表面反射的光进入了我们的眼睛。

二、光反射时的几个基本概念

注意：入射角和反射角是光线与法线的夹角，而不是与反射面的夹角。

• 入射光线 AO：射向反射面的光线。
• 反射光线 OB：被反射面反射出去的光线。
• 法线 ON：过入射点且垂直于反射面的直线（通常画成虚线）。
• 入射角 i：入射光线与法线的夹角。
• 反射角 r：反射光线与法线的夹角。
• 入射点 O：入射光线与反射面的交点。

三、核心实验：探究光的反射定律

实验目的：探究光反射时遵循什么规律，即反射光线、入射光线和法线之间的位置关系，以及反射角与入射角的大小关系。

实验器材：平面镜、硬纸板（可折转）、激光笔/光源、量角器、笔、直尺。关键装置是可折转硬纸板（或光屏）：① 显示光的传播路径（光路）；② 探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内。

三（续）、实验步骤

数据记录可列表：次数 | 入射角 i | 反射角 r。多次测量后归纳规律。

1. 步骤一（位置关系）：将平面镜放在水平桌面上，把附有量角器的硬纸板竖直立在平面镜上（纸板上直线 ON 垂直于镜面）。使一束光紧贴硬纸板射向镜面上的 O 点，观察反射光线，并在纸板上描出入射光线和反射光线的径迹。
2. 步骤二（两角关系）：改变入射光线的方向（改变入射角），多次记录入射角和反射角，比较两者大小关系。
3. 步骤三（三线共面）：将纸板右半部分（反射光线所在侧）绕法线 ON 向前或向后折转任意角度，观察纸板上是否还能看到反射光线。若折转后看不到，说明三线原本在同一平面内。

四、实验结论——光的反射定律

• 三线共面：反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
• 两线分居：反射光线和入射光线分居法线两侧。
• 两角相等：反射角等于入射角。

• i = r表述时必须说「反射角等于入射角」，不能倒过来说「入射角等于反射角」——反射角的大小由入射角决定，存在因果关系。

五、光路的可逆性

如果让光逆着反射光的方向射到平面镜上，它会被逆着原入射光的方向反射出去。这说明：在反射现象中，光路是可逆的。

生活实例：甲同学从平面镜中看到乙同学的眼睛，乙同学也能从平面镜中看到甲同学的眼睛。

六、镜面反射与漫反射

• 镜面反射：反射面平滑（镜面、平静水面、抛光金属）。平行光入射后反射光仍平行。举例：黑板反光、「光污染」、水面波光粼粼。
• 漫反射：反射面凹凸不平（白纸、墙壁、衣服、银幕）。平行光入射后反射光射向四面八方——我们才能从各个方向看见物体。
• 共同点：镜面反射和漫反射都遵循光的反射定律。漫反射中每条光线仍满足 i = r，只是各点法线方向不同。
• 应用：镜面反射 → 潜望镜、太阳能灶、反射望远镜；漫反射 → 电影银幕用粗糙白布（各方向都能看到）、教室黑板用毛玻璃（减少刺眼反光）。

七、作图方法

1. 已知入射光线（或反射光线）和平面镜，画另一条光线：① 过入射点作镜面垂线（法线），用虚线并标直角；② 根据反射角等于入射角，在法线另一侧画出光线，标箭头表示传播方向。
2. 已知入射光线和反射光线，画平面镜：① 作两光线夹角的角平分线，即法线；② 过入射点作法线的垂线，该垂线即为平面镜的位置。

八、易错点与常见考题

• 入射角是光线与法线的夹角。若入射光线与镜面夹角为 30°，则入射角为 90° − 30° = 60°，反射角也为 60°。
• 反射光线与入射光线夹角为 120° 时，入射角为 60°（因为 2i = 120°）。
• 入射光线与镜面夹角 30°（即 i = 60°），若入射光线向法线靠近 10°，则 i 变为 50°，反射光线与入射光线夹角由 120° 变为 100°，减小 20°。
• 法线始终垂直镜面，也是入射光线与反射光线夹角的角平分线。
• 探究「三线共面」：将光屏右半部分折转后看不到反射光线，说明三线在同一平面内。

九、光的反射在生活中的应用

• 日常生活：看到不发光的物体、照镜子、汽车后视镜。
• 交通：自行车尾灯（利用反射）、道路标线的反光材料。
• 军事：潜望镜（平面镜反射）；隐形飞机外形使雷达波产生漫反射、减弱回波。
• 能源：太阳能热水器、塔式太阳能电站（反射会聚阳光）。
• 科技：激光测距；光纤通信中的全反射是反射的一种特殊形式（后续光学会学到）。