光反射的經(jīng)典類型是鏡面反射,源自拉丁語(yǔ) spulum (鏡子),或者是正反射。這種反射會(huì)在光滑的表面上遇到,例如拋光的金屬或玻璃片,包括全內(nèi)反射的情況,或在液體表面上。此處,相對(duì)于表面法線測(cè)量的反射光角度,它等于入射光角度。這種情況通常在各種類型的平面鏡上都能發(fā)現(xiàn)。對(duì)于彎曲的反射面,也可以獲得鏡面反射;然后相對(duì)于局部法線方向測(cè)量入射角和輸出角。 WbwS!F<au
反射的共同定律(出射角=入射角)與沿反射面的波矢量分量被保留有關(guān)。
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其他種類的反射,包括光的散射 }Y&|v q
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如果反射面接近平坦,但不完全平坦,則輸出光可能會(huì)在一定角度范圍內(nèi)擴(kuò)散;這就是所謂的漫散射。對(duì)于引起顯著散射的基本上粗糙的表面,可以存在很大的角度范圍,例如具有10°的寬度。特別是體積擴(kuò)散器,還有一些啞光涂料,往往會(huì)產(chǎn)生更寬的散射光角度分布,通常甚至接近朗伯散射體的標(biāo)準(zhǔn)情況。這可以被認(rèn)為是鏡面反射的反面:完美的漫反射。也可以是鏡面反射和漫反射的組合;具有此類屬性的物體會(huì)表現(xiàn)出鏡面高光照(取決于照明條件),除了漫散射產(chǎn)生的外觀。
從遠(yuǎn)距離觀看時(shí),鏡面反射看起來(lái)比漫反射明亮得多,因?yàn)榉瓷涔饧械捷^小范圍的方向。(這在激光安全方面可能是一個(gè)問(wèn)題。)另一方面,如果反射光錯(cuò)過(guò)了吸收者的眼睛,則鏡面反射仍然不會(huì)被吸收者注意到。
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鏡面反射的條件
x:E:~h[.^ 由于可見(jiàn)光的波長(zhǎng)相當(dāng)小(遠(yuǎn)低于 1 μm),純鏡面反射需要高度的表面平整度,例如比微波的表面平整度要高得多。因此,例如,金屬表面需要非常仔細(xì)地拋光以獲得近乎完美的鏡面反射。
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V6!1(| 衍射光柵上的反射
衍射光柵上可以發(fā)生改進(jìn)形式的鏡面反射。這里,輸出角可以基本上偏離入射角,并且還取決于光學(xué)波長(zhǎng),但在理想情況下同樣不存在漫反射。
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成像中的鏡面反射
C~X"ZW:d[ 鏡面反射可用于成像——例如,在反射望遠(yuǎn)鏡中。與引入隨機(jī)角度變化的漫反射相反,鏡面反射時(shí)圖像信息得以保留。然而,漫反射器仍然可以用作某些成像儀器中的屏幕。這樣的屏幕需要放置在圖像平面上。