镜面反射

镜面反射或规则反射，是波来自表面的反射，例如来自镜子表面的光。

反射定律指出，反射光的射线从反射面以与入射线对法线相同的角度从入射面上射出，但在由入射光线和反射光线形成平面内的法线另一侧。这种行为最初由亚历山大港的希罗（ADc.10–70）描述[2]。

镜面反射可与漫反射形成对比，后者的光线在一系列方向上从表面散射出去。

反射定律

当光遇到物资的边界时，它会受到材料对电磁波的光学和电子回应函数的影响。由反射和折射组成的光学过程用边界两侧的折射率差表示，而反射与吸收是由于材料的电子结构引起响应的实部和虚部[3]。这些过程在传输中的参与程度是光的频率或波长、偏振度和入射角的函数。一般而言，反射随入射角的增加和边界上吸收率的增加而减少。菲涅耳方程式描述了光学边界处的物理。

反射可以是镜面反射或类似镜子的反射和漫反射。镜面反射以相同的角度反射从给定方向到达的所有光，而漫反射则以广泛的方向反射光。这种区别可以用涂有光泽油漆和哑光油漆的表面来说明。哑光涂料基本上表现出完全的漫反射，而光泽涂料显示出更多的镜面反射。由非吸收性粉末（如石膏）制成的表面可以是近乎完美的漫射器，而抛光的金属物体可以非常有效地镜面反射光线。镜子的反射材料通常是铝或银。

光以电磁场的波前形式在空间传播。射线的特征是垂直于波前的方向（“波法线”）。当射线遇到表面时，波法线相对于表面法线的角度称为入射角，由这两个方向定义的平面称为入射平面。入射光线的反射也发生在入射面上。

反射定律指出，光线的反射角等于入射角，入射方向、表面法线和反射方向为共面。

当光线垂直于表面照射时，它会直接反射回光源的方向。

反射现象源于平面波在平坦边界上的衍射。当边界尺寸远大于波长时，边界处的电磁场仅在镜面方向上以同相位振荡。