В физике отражение определяется как изменение направления волнового фронта на границе раздела между двумя различными средами, возвращая волновой фронт обратно в исходную среду. Типичным примером отражения является отраженный свет от зеркала или неподвижного водоема, но отражение влияет на другие типы волн помимо света. Волны воды, звуковые волны, волны частиц и сейсмические волны также могут быть отражены.
Закон отражения обычно объясняется лучом света, падающим на зеркало, но он относится к другие типы волн также. Согласно закону отражения, падающий луч падает на поверхность под определенным углом относительно «нормали» (линия перпендикулярно поверхности зеркала).
Угол отражения является углом между отраженным лучом и нормалью и равен по величине углу падения, но находится на противоположной стороне от нормали. Угол падения и угол отражения лежат в одной плоскости. Закон отражения можно вывести из уравнений Френеля.
Закон отражения используется в физике для определения местоположения изображения, которое отражается в зеркале. Одним из следствий этого закона является то, что если вы смотрите на человека (или другое существо) через зеркало и видите его глаза, то, как работает отражение, вы знаете, что он также может видеть ваши глаза.
Закон отражения работает для зеркальных поверхностей, что означает блестящие или зеркальные поверхности. Зеркальное отражение от плоской поверхности образует зеркальных магов, которые кажутся обращенными слева направо. Зеркальное отражение от искривленных поверхностей может быть увеличено или уменьшено в зависимости от того, является ли поверхность сферической или параболической.
Волны могут также ударять по не блестящим поверхностям, которые производят размытые отражения. При диффузном отражении свет рассеивается во многих направлениях из-за крошечных неровностей на поверхности среды. Четкое изображение не формируется.
Если два зеркала расположены лицом друг к другу и параллельно друг другу, бесконечные изображения образуются вдоль прямой линии. Если квадрат сформирован с четырьмя зеркалами лицом к лицу, бесконечные изображения выглядят упорядоченными в самолете. В действительности, изображения не являются действительно бесконечными, потому что крошечные дефекты на поверхности зеркала в конечном счете распространяются и затушевывают изображение.
В ретроотражении свет возвращается в том направлении, откуда он пришел. Простой способ сделать ретрорефлектор - это создать угловой отражатель с тремя зеркалами, взаимно перпендикулярными друг другу. Второе зеркало создает изображение, обратное первому. Третье зеркало делает инверсию изображения от второго зеркала, возвращая его к своей первоначальной конфигурации. Tapetum lucidum в глазах некоторых животных действует как ретрорефлектор (например, у кошек), улучшая их ночное зрение.
Сложное сопряженное отражение возникает, когда свет отражается обратно точно в том направлении, откуда он пришел (как в ретроотражении), но как волновой фронт, так и направление меняются местами. Это происходит в нелинейной оптике. Сопряженные отражатели могут быть использованы для устранения аберраций путем отражения луча и передачи отражения обратно через аберрирующую оптику.
Отражение звуковых волн является фундаментальным принципом в акустике. Отражение несколько отличается от звука. Если продольная звуковая волна попадает на плоскую поверхность, отраженный звук является когерентным, если размер отражающей поверхности велик по сравнению на длину волны звука.
Природа материала имеет значение, а также его размеры. Пористые материалы могут поглощать звуковую энергию, в то время как грубые материалы (по длине волны) могут рассеивать звук в нескольких направлениях. Принципы используются для создания безэховых комнат, шумовых барьеров и концертных залов. Сонар также основан на отражении звука.
Сейсмологи изучают сейсмические волны, которые могут быть вызваны взрывами или землетрясения. Слои на Земле отражают эти волны, помогая ученым понять структуру Земли, точно определить источник волн и определить ценные ресурсы.
Потоки частиц могут быть отражены в виде волн. Например, нейтрон Отражение атомов может быть использовано для отображения внутренней структуры. Нейтронное отражение также используется в ядерном оружии и реакторах.