Зеркальное и диффузное отражение

Рассмотрим шероховатую отражающую поверхность. Тогда перпендикуляры, опущенные в каждую точку, в которую падает луч света, будут ориентированы хаотично. Из-за этого углы падения параллельных лучей в пучке будут разные, а значит, будут разные и углы отражения, свет хаотично рассеется. Такое отражение называется диффузным (см. рис. 14).

Рис. 14. Диффузное отражение

От большинства предметов происходит диффузное отражение. Именно этот диффузно отраженный свет мы и видим, когда смотрим на эти предметы. Попробуйте взять лист белой бумаги и поставить ее так, как будто вы пытаетесь пустить под стол солнечный зайчик от настольной лампы. Отражение не зеркальное, поэтому солнечный зайчик не получится, но оно есть, диффузное, и светлее под столом станет.

Интересно происходит отражение от воды, когда на ней рябь или волны. Поверхность воды трудно назвать шероховатой, она скорее гладкая, с зеркальным отражением, но волнистая. Поэтому в небольших областях поверхности воды мы получаем зеркальное отражение, но такие области ориентированы хаотично. Какое изображение в итоге получается – вспомните лунную дорожку.

Зеркало у нас в первую очередь ассоциируется с зеркальным изображением. Рассмотрим подробнее, как это изображение формируется, как отражение света связано с тем, что мы видим.

Есть лампочка и зеркало. Используя законы отражения света, изобразим ход лучей лампочки. Мы изучаем законы отражения света, но наш глаз как орган чувств «знает» только один закон: закон прямолинейного распространения света. Любой луч света, достигший глаза, воспринимается как прямой.

Рис. 15. Мнимое изображение

Если два таких луча от источника света достигли глаза (см. рис. 15), эти лучи могли прийти от источника по-разному – мы на уровне чувств этого не различаем. И наши глаза воспринимают эти лучи как лучи от источника света (на рисунке ). Таким образом, мы видим источник света , которого на самом деле в данной точке нет. Такое изображение называется мнимым, оно находится не на пересечении реальных траекторий лучей, а на пересечении их продолжений до прямой линии.

Можно показать, что зеркальное изображение источника света и сам источник симметричны относительно плоскости зеркала, , перпендикулярен плоскости зеркала. Этими свойствами мы и будем пользоваться при построении изображений в плоском зеркале.

Вы спросите: «Хорошо, с лампочкой понятно, от нее исходит свет, и как эти лучи отражаются – мы разобрались. Но почему я себя вижу, я же не лампочка, не источник света?». Но в том-то и дело, что мы видим только источники света, воспринимая свет, который от них исходит. Конечно, мы сами не светимся, как лампочка, но мы отражаем свет, который на нас попадает. Как и другие объекты, отражение которых мы видим в зеркале.