(一)光的反射

当光线照射在物体表面，或两种介质的分界面 时，都会有一部分光线出现反射(reflection)。究竟有 多少光线反射则取决于物体的材料和光线投射的角 度。一条光线照射在光滑的表面上，将出现反射（图 1-3)。入射光线、反射光线与法线位于同一平面上，入射角O1等于反射角O2,这就是光的反射定律。光的反射定律与光的波长、物体材料和入射角度均无关。


当一束光照射在光滑的平面上，如一面镜子上，出现的反射称为镜面反射(specular)。当一束平行光线照射在光滑的平面上，反射的光线 仍然是平行光线(图1-4)。如果光束照射在粗糙的表面上，每条光线仍然遵循反射定律，但 每条反射光线的方向都不一样，这种现象则称为散射(diffuse)(图1-5)。



(二)光的折射

当光线进入水中,除了一部分会反射，另一部分则进入水中，而且传播方向将发生改变。比 如我们将一根筷子放人水中，会觉得筷子向上折了,其实筷子仍然是直的，是光线变“折”了。如 图1-6所示，光线^空气投射到水面，部分光线进入水中，发生方向偏折，成为折射光线。这种现 象称为光的折射。发生偏折的原因是光在两种介质的传播速度不一样。如图1-7所示，光线进入水面，同一波阵面在空气的部分速度快，到了水中则速度减慢，因而传播方向发生偏折。


如图1-6所示，人射光线、折射光线与法线在同一平面上，人射角供的正弦与折射角氏 的正弦之比，等于第二种介质的折射率《2与第一种介质的折射率m之比，这就是光的折射 定律。用公式表示为：

sin O1/sin O2=n2/n1

例1-1:光线从空气(n1=1)进入玻璃(n2= 1.523)，入射角为45°，折射角O2是多少?

Sin 45°/sin O2=1.523/1

O2=27.7°

因此，光线从折射率低的介质进入折射率高的介质，折射角小于入射角。反之，光线从

折射率高的介质进入折射率低的介质，折射角则大于入射角。

因此，当光线从折射率髙的介质进入折射率低的介质，入射角恰好达到某一特定的角度 时，折射角为90°，实际上没有折射，只有反射，这个角称为临界角。光线以大于临界角入射，将都不会出现折射，称为全反射。上述例子就是属于全反射。间接眼底镜就是利用全反 射的原理设计，如图1-8所示，光线以45°入射反射棱镜，入射角大于玻璃/空气的临界角 (41°)，光线不会发生折射，此棱镜相当于反射镜的作用，却比反射镜更好，不会损失光线。