光的原理

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二、光的原理

2.1 反射

反射指的是光射到某个表面后发生返回的现象，就好像小球撞到墙上会反弹一样。控光是主要利用三种反射：

2.1.1 镜面反射

镜面反射是指若反射面比较光滑，当平行入射的光线射到这个反射面时，仍会平行地向一个方向反射出来，这种反射就属于镜面反射。
镜面反射多发生在光滑、平整的表面，比如镜子。这种反射指改变光束的方向而不改变光束的形式。反射角等于入射角的特性让镜面的反射材料成为精确角度控制/精确控光的理想材料。
由于镜面反射材料都像镜子一样，它们本身都几乎是不可见的，在光源中会显得很暗或很亮，具体取决于镜头的位置及角度。

反射定律：

    ① 反射线、入射线与法线在同一平面上；

    ② 反射线与入射线在法线的两侧；

    ③ 反射角等于入射角：∠θr=∠θi


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2.1.2 半镜面（扩散）反射

多发生在规则的表面上，比如波纹面、凹凸面、接线面及酸蚀面等。这种反射会让反射光发生部分散射--或者叫“扩散”。不过反射光的主体还是集中在与反射面相等的方向上。
半镜面反射材料上会有一块亮斑。在光源设计中，半镜面反射材料能形成一束柔和、定向的光线。


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2.1.3 漫反射

漫反射是投射在粗糙表面上的光向各个方向反射的现象。
漫反射发生在粗糙、磨砂的表面上。这种反射无论入射光线的方向如何，反射光都朝各个方向发射，其中主要的光线集中在垂直于反射面的方向上。
海滩上的沙子就是这种反射材料。沙子上看不到这点，从各个角度看过去沙子表面的亮度都是一样。对于光源，漫反射材料主要用来产生宽角度光束。


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2.2 折射

光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生改变，从而使光线在不同介质的交界处发生偏折。(光在空气中偏折角度最大)
光的折射与光的反射一样都是发生在两种介质的交界处，只是反射光返回原介质中，而折射光线则进入到另一种介质中。由于光在两种不同的物质里传播速度不同，故在两种介质的交界处传播方向发生变化，这就是光的折射。在折射现象中，光路是可逆的。
当把吸管放入一杯水中时，看起来吸管好像在水面那里被折弯了。这是由于光在两种介质里传播速度不一样，产生的现象叫做折射。
当光从空气中进入玻璃或者塑料时也会发生同样的现象。如果把这些透明材料做成棱镜或透镜，就可以用来控制光的方向，也就能控制配光。
折射定律：sini/sinr=n₁/n₂
其中 i 为入射角, r 为折射角,n₁和n₂分别为空气和玻璃的折射率。


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