折射和反射的区别举例说明

Posted 2023-04-09

参考技术A

在阳光下，我们用一面镜子，让太阳以一个固定的入射角照镜面，镜面就会以同样的反射角度反射出太阳的光。在一间黑屋子里用手电筒以一定的角度（90度除外）照养鱼缸水表面，这时,我们从养鱼缸侧面就会看到，光束是一条折线。

区别

1、在界面分布不同：

反射光线与入射光线在界面的同侧，折射光线与入射光线却在界面的两侧。

2、角大小不同：

反射角等于入射角，折射角与入射角大小不（一定）相等（成某一函数关系）。

3、物像分布不同：

反射时物像在界面的两侧，折射时物像在界面的同侧。

4、物像的大小不同：

反射时物像大小相同，折射时物像大小不同。

5、定律不同：

（1）光的折射定律：折射光线，入射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光线分居于法线两侧。入射角的正弦跟折射角的正弦成正比，即sini/sinr=常数.在折射现象中，光路是可逆的。

（2）光的反射定律：反射光线、入射光线和法线在同一平面内，反射光线和入射光线分居于法线两侧。反射角等于入射角，反射定律表明，对于每一条入射光线，反射光线是唯一的，在反射现象中光路是可逆的。

光的反射的例子（含镜面反射和漫反射）

1、激光测距；

2、开灯人能够看见不发光的物体；

3、夜晚似乎自身发光的自行车尾灯。

光的折射例子

1、由于光的折射，带上老花镜的老人，看清了近处的东西。

2、由于光的折射，近视的学生带上近视镜，看清了黑板。

3、由于光的折射，我们用照相机留下了美好的回忆。

数学问题-反射定律&折射定律的向量形式推导

作者：翟天保Steven
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说明

       近期项目中有光线反射和折射的相关知识点，涉及到其向量形式，有些遗忘，因此进行了一轮公式推导工作，为了便于后期查看，整理在文章中。

       本文主要针对反射定律和折射定律的向量形式，进行公式推导，以加深记忆和理解。

反射定律

向量形式公式：

       假设A为入射光单位向量，B为反射光单位向量，N为法线单位向量，则有如下公式成立：

证明：

       假设是入射光在法线上的投影且方向向下，是反射光在法线上的投影且方向向上，是入射光在界面上的投影且方向向右，是反射光在界面上的投影且方向向右，是入射角，是反射角。

       根据反射定律知，入射角等于反射角，则有：

       又有：

       不难知道和相等，和方向相反数值相等，所以有：

       得证。

折射定律

向量形式公式：

       假设A为入射光单位向量，B为折射光单位向量，N为法线单位向量，n1是入射区的折射率，n2是折射区的折射率，则有如下公式成立：

证明：

       假设是入射光在法线上的投影且方向向下，是折射光在法线上的投影且方向向下，是入射光在界面上的投影且方向向右，是折射光在界面上的投影且方向向右，是入射角，是折射角。

       根据折射定律知，则有：

       考虑到A2和B2平行且方向一致，有：

       由勾股定理得：

       进而得：

       结合折射定律得出：

       代入得：

       合并得：

       又因为得：

       得证。

       以上就是反射定律&折射定律向量形式的公式推导过程。

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