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光的反射

如圖我們稱射向鏡面的光線為入射線,反射出來的光線稱為反射線。 法線是入射線與反射線交點處與反射面(鏡面)垂直的線。 入射線與法線的夾角稱為入射角。反射線與法線的夾角稱為反射角。

 在野外經常可看到 靜止的水面猶如一面鏡子般的將地面上的景色 映射在水面上. 當光線行進遇到不同介質時, 總是有部分的光線被反射回來. (除了黑洞以外:光線進入黑洞的範圍內便無法逃出!)

 光的折射

 

 當波行進遇到不同介質的介面時,會有部份的波反射,其餘的波則可能進入新介質。 光是一種電磁波,也具有波的一般特性。 例如:當可見光垂直射向玻璃時,約有4%的光反射,其餘96%的光則進入玻璃內。 當光從玻璃內再度垂直進入空氣時,仍然約有4%的光反射,其餘96%的光線則進入空氣中。 若是光線在玻璃中行進時,被玻璃吸收的比例相對很小,則玻璃會呈現透明的狀態。 若是光線被吸收的比例增加,則呈現半透明或甚至不透明的狀態。 當光線並非垂直射向透明介質的介面時,則會在介面上產生反射與折射現象。 反射波滿足反射定律:入射角=反射角。 折射現象則起源於波在不同介質內不同的行進速率。 如上圖 滾輪從人行道滾到草地時 由於草地上滾動速度較慢 因此在行經 人行道與草地的邊界時 滾輪的行進方向改變了!光線的行進 也有同樣的性質。例如,當一條木棒插在水裡面時,單用肉眼看會以為木棒進入水中時折曲了,這是光進入水裡面時,產生折射,才帶來這種效果。

 

光的直進

在昏暗的室內觀看從門縫或窗戶射入的光束, 可以發現光線是沿著直線傳播的。光源所發出的光若直接射入眼睛,我們可察覺光源的存在。 非光源的物體則需要光源的光線射在物體表面後, 反射進入我們眼中後得以察覺物體的形狀。必須有光源且光線必須能進入我們眼睛內刺激視網膜上的神經, 才會看見『光』!從門縫射入的太陽光 人們察覺出光線似乎總是沿著直線前進。 當部份區域被照射到光線,部份區域光線被遮住, 便形成所謂的『影』!人們對物體大小的感覺往往是依據 物體兩端所發出抵達眼睛的光線間的夾角 配合對物體遠近的感覺後綜合判斷的結果。

當我們只是要探討照明是否明亮時,通常可以不用考慮那麼細,只需設計整體照度與目標物照度即可。但如果是要做室內設計與美觀設計時,就需要把光的反射與折射,光影的成形與位置都當做原素設計進去。

 

 

 本文參考http://enjoy.phy.ntnu.edu.tw/mod/resource/view.php?id=11948

 

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