鏡面反射と拡散反射に関する記事
平面鏡の前に立つと、鏡に映った自分の顔の像を見ることができます。では、平面鏡の端に立った場合、鏡の向こう側に自分の顔を見ることができるでしょうか？これをさらに詳しく調べるには、平面鏡の表面に懐中電灯を当ててみましょう。懐中電灯を平面鏡の表面に垂直に当てると、鏡に反射した懐中電灯の光が見えます。しかし、平面鏡の端に立って、懐中電灯を平面鏡の中心に向けて照らすと、懐中電灯の光の反射は見えません。
日中に物体を観察すると、さまざまなことが起こります。本、石、テーブルなどは、日光を反射するため、日中に見ることができます。これらの物体は、前の問題の鏡と同じです。物体が平面鏡の前にある場合、物体は日光を平面鏡の表面に反射します。物体によって平面鏡の表面に反射された日光は、平面鏡によって目に反射され、平面鏡の後ろにある物体の影を見ることができます。本、石、テーブルでは、さまざまなことが起こります。日中は、日光が本に照射され、本が日光を目に反射するため、本を見ることができます。夜は、光が本に照射され、本がランプの光を目に反射するため、本を見ることができます。
平面鏡と本が光を反射する際の違いは、平面鏡は光を一定の角度で私たちの目に反射するのに対し、本は様々な角度で光を私たちの目に反射することです。なぜそうなるのでしょうか？これを理解するには、まず光の反射の2つの種類、すなわち鏡面反射と拡散反射について学びましょう。
鏡面反射
図Aと図Bをご覧ください。オレンジ色の矢印は光線を表し、灰色の水平線は平面鏡を表しています。
A地点の光が平面鏡の表面を照らすと、鏡からの反射光はB地点では見えず、C地点でのみ見える。
このような反射は、物体の表面が平坦で非常に滑らかであるため、すべての光線が同じ入射角と反射角を持つために起こります。このような反射を鏡面反射といいます。
拡散反射
すべての光線は平行に入射しますが、観察すると、物体の表面は粗いため、入射光線と反射光線はそれぞれ異なる入射角と反射角を持ちます。光が物体の表面をAで照らすと、物体によって反射された光がBとCで見られます。このような反射は拡散反射と呼ばれます。
光があらゆる方向に反射するのは、光の反射の法則が適用されないからではなく、物体の表面が粗いためです。拡散反射は、石、家、本、携帯電話、コンピューター、乗り物など、日常生活で目にする様々な物体で起こります。本などの物体の表面は平らに見えますが、実際には顕微鏡レベルで見ると表面は凹凸があります。
