光的反射

光的反射定律與平面鏡、拋物面鏡、球面鏡

漫反射

漫反射 (Diffuse Reflection)
國立臺灣大學物理學系 簡嘉泓

光的漫反射

當一束平行的入射光線射到凹凸不平的粗糙表面時,由於每條入射光皆遵守反射定律,表面會把光線向著四面八方反射(如下圖一),所以入射線雖然互相平行,由於各點的法線方向不一致,造成反射光線無規則地反射,這種反射稱之為「漫反射」或「漫射」,反射的光則稱為漫射光。

掠射角

掠射角 (Grazing Angle)
國立臺灣大學物理學系 曾奕晴

掠射角和入射角的關係

相信大家對於入射角、法線這兩個名詞一定都不陌生,當有一道波撞上一個平面時,波前進的方向和平面法線的夾角,我們稱為入射角,以上就是入射角的定義,如圖一所示。那麼掠射角又是甚麼呢?

吸收(Absorption)

吸收(Absorption)
台中縣縣立中港高級中學物理科王尊信老師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

所謂吸收是指電磁波在經過物質轉變成其他形式的能量, 例如變成熱而造成晶格震盪(lattice oscillation)。比如說:在一個含離子的固體中,當電磁波通過時,正負離子會以不同方向震盪,因而產生另一個電磁波,所以會造成原始電磁波強度 的衰減。當原始電磁波的頻率與晶格震盪的自然頻率相同時,兩波產生共振,因此原始電磁波被吸收的強度會達到最大,亦即吸收會達到峰值,對一般晶體而言,這 樣的峰值大多落在紅外光區,所以大部分的電磁波被吸收後,轉變成熱能。

上圖為可吸收各種波長的太陽光譜,即使在早晨、黃昏或陰天等非理想環境狀況下,都可有效轉換產出更多的電能。

三稜鏡最小偏向角

三稜鏡最小偏向角 (Minimum Possible Deviation of the Prism)
國立彰化高級中學物理科賴文哲老師/國立臺灣師範大學物理系蔡志申教授責任編輯

稜鏡有很多類型及不同的功能,一般常提到的三稜鏡 (triangular prism)是以三角型為底,長方形為邊的三稜柱。光從一個介質進入到另一個介質時,速度會改變而產生折射,由於介質的折射率與光的波長或光的顏色有關,而產生色散作用。牛頓是第一個注意到稜鏡將無色的光分裂出顏色的科學家,他也利用透鏡和第二個稜鏡將彩虹重組成白光。

像平面(Image plane)

像平面(Image plane)
臺中縣立中港高級中學物理科王尊信老師/國立彰化師範大學洪連輝教授責任編輯

所謂像平面就是指成像所在的平面。如果這個平面可用屏幕成像,可使底片感光,則代表這種成像是一種實際光線匯聚,是一種實像(real image)。反之,如果這種成像不能在屏幕成像,或使底片感光,則代表這種成像是一種光線延長線的交會,並沒有實際光線匯聚,所以是一種虛像(virtual image)。

濾光片

濾光片 (Filter)
臺中縣立中港高級中學物理科王尊信老師/國立彰化師範大學洪連輝教授責任編輯

所謂濾光片是指把不要波長的光過濾掉,或把特定波長的光過濾掉的光學儀器,因此藉由濾光片,我們就可以控制被阻隔或通過光的波長或波段。可使單一波長通過的濾光片稱為單色濾光片,常見的有紅外線濾光片、紫外線濾光片與可見光特定顏色的濾光片,如紅色、藍色等濾光片。濾光片根據頻率範圍可以分成以下幾種:低通(low pass)濾光片、高通(high pass)濾光片、帶通(band pass)濾光片、帶阻(pass stop)濾光片、全通濾光片、ND濾光片…等等。

光束追蹤(Ray tracing)

光束追蹤(Ray tracing)
臺中縣立中港高級中學物理科王尊信老師/國立彰化師範大學洪連輝教授責任編輯

所謂光束追蹤就是指利用模擬光束由物體出發,經過光學儀器,最後成像的一種方法。藉由光束追蹤法,我們可以把複雜的成像簡單化,利用簡單的幾條光束就可以得到近似的成像結果。

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