磁性質與光學性質
反射(reflection)
你在鏡子裡看到自己、被湖面的反光刺到眼、夜裡在窗上看到自己淡淡的鬼影。這些全都是反射:打到表面的光有一部分彈回來,而非穿透過去。任兩種不同材料之間的每一道界面,至少都會反射一點光,而它反射多少、反射得多整齊,能告訴你關於這個表面的許多事。
表面反射的光比例,由兩種材料折射率的落差決定。對於正射的光,反射率 R 約為 ((n2 減 n1) 除以 (n2 加 n1)) 的平方。空氣(n 約 1)遇上玻璃(n 約 1.5)給出約 0.04,所以乾淨的玻璃面約反射 4 % 的光、其餘穿透;每道表面的這種小損耗,就是相機鏡頭要鍍抗反射膜的原因。反射也有兩種:光滑表面的鏡面反射把平行光線原樣送回,形成清晰影像(鏡子);粗糙表面的漫反射把光線散向四面八方(一張紙),這也是為什麼霧面物體照不出你的臉。
金屬是最厲害的反射體,把 90 到 99 % 的可見光彈回,這絕非偶然:它們的自由電子海會即時響應光的電場並把它原樣再輻射出去,所以光幾乎穿不進去。這一件事就同時解釋了金屬為何既閃亮又不透明,也解釋了為什麼鏡子要鍍銀而非做成玻璃。反射的顏色也可能不同——金和銅對紅光、黃光的反射比藍光強,所以看起來溫暖而非銀白。一個實用提醒:反射不像吸收那樣把光真的損失掉,而是把它改向;控制反射——為鏡子與太陽能聚光器增強它,為透鏡、顯示器與太陽能電池抑制它——本身就是光學工程的一整個分支。
裸露的空氣-玻璃面約反射 4 % 的光,所以未鍍膜的多鏡片相機可能有四分之一的光損失在反射上;抗反射鍍膜把它降到不到 1 %。
反射率隨折射率落差上升;金屬反射最多,因為自由電子把光再輻射回去。
反射是把光改向而非消滅,與吸收不同;鏡子從背面看是暗的,不是因為光消失,而是因為光被原路送回。
另见