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Law of Reflection

Discusses what reflections are and how light reflects off of a surface.

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반사의 법칙

거울과 반사

이 무용수는 자신의 연습 모습을 점검하기 위하여 큰 거울 앞에서 연습을 하고 있다. 그녀는 춤을 추는 동안 거울 안에 있는 자신의 상(모습)을 보고 있다. 상이란 무엇이고 이것이 거울 안에 어떻게 만들어지는 것일까? 이제부터 알아보자. .  

반사된 빛과 상

반사(Reflection) 는 빛이 물질과 상호작용하는 여러 방식 중의 하나이다.  빛은 거울과 같이 빛을 통과시키지 못하는 믈체의 표면에서 반사된다. 반사가 매끄러운 표면에서 일어나면 상을 형성할 수 있다. ( image) 은 반사(또는 굴절)된 빛에 의해 형성된 물체의 복사이다. 

Q:  상은 실제의 물체인가? 아니면 무엇인가?

A:  상은 실제 물체가 아니다..이것은 스크린에 비쳐진 그림과 같이 어떤 물체를 복제한 광선의 집합이다..   

정반사와 난반사

거울처럼 표면이 아주 매끄러울 경우 반사에 의해 형성된 상은 분명하고 깨끗하다. 이러한 반사를 정반사라 부른다. 만일 표면이 다소 거칠거나 울퉁불퉁하면 상이 형성되지 않거나 흐리고 번진 상이 형성되는데 이러한 반사를 난반사라 부른다.   

Q:  아래 사진의 보트를 보라. 어느 것이 정반사에 의한 것이며 어느 것이 난반사에 의한 것인가?  

A:  초록색 보트의 반사가 정반사이다. 물이 잔잔하고 상이 깨끗하고 분명하다. 파란색 보트의 반사가 난반시이다. 물의 표변에 물결이 있고 상이 흐리고 번져있다. 

정반상와 난반사의 예

아래 그림에서 이들 두 유형의 반사가 어떻게 일어나는지를 볼 수 있다. 이 그림에서 빛의 파동이 광선이라 부르는 선으로 표시되었다. 광선 중 표면을 때리는 것을 입사 광선이라 하며 표면에서 반사되어 나오는 것을 반사 광선이라 한다. 정반사에서는 모든 광선이 같은 방향으로 반사된다. 이에 따라 깨끗한 상이 형성된다. 난반사의 경우에는 광선이 여러 방향으로 반사되며 따라서 상이 형성되지 않거나 번지고 흐릿한 상이 형성된다. 다음 사이트에서 이들 유형의 반사에 관한 애니메이션을 볼 수 있다.   http://toolboxes.flexiblelearning.net.au/demosites/series5/508/laboratory/studynotes/snReflectionMirrors.htm

정반사(Regular Reflection)과 난반사(Diffuse Reflection) : 입사 광선(Incident rays)과 반사 광선(Reflected rays)

반사의 법칙

정반사와 난반사에 공통적인 것이 하나 있는데 이는 표면에서 반사되는 광선의 반사각이 표면에 입사되는 광선의 입사각과 같다는 것이다. 이를 반사의 법칙 ( law of reflection) 이라 하는데 아래 그림과 다음 사이트의 애니매이션에 이것이 예시되어 있다.   http://www.physicsclassroom.com/mmedia/optics/lr.cfm

반사의 법칙에 의하면 반사각(Angle of reflection) 은 언제나 입사각(Angle of Incidence)과 같다. 이 입사각과 반사각은 거울(Mirror)의 반사면에 수직(직각)으로 그린 가상의 선인 법선(normal)과 입사광선(Incidence ray)과 반사광선(Reflected ray)이 만드는 각으로 측정한다

요약

  • 반사는 빛이 물질과 상호작용하는 방법들 중의 하나이다. 빛이 매끄러운 표면에서 반사되면 상을 형성할 수 있다. 상이란 반사(굴절)된 빛에 의해 복사된 것이다.  
  • 정반사는 빛이 아주 매끄러운 면애서 반사될 때에 일어나며 깨끗한 상을 형성한다. 난반사는 빛이 거친 면에 의해 반사될 때에 일어나며 상이 형성되지 않거나 흐릿한 상이 형성된다. 
  • 반사의 법칙에 의하면 광선이 표면애서 반사광선이 반사되는 반사각은 언제나 입사광선이 표면을 때리는 입사각과 같다.  

용어

  • 상(image) : 반사(굴절)된 빛에 의해 만들어진 물체의 복사 
  • 반사의 법칙(law of reflection) : 빛의 반사에서 입사광선의 입사각은 언제나 반사광선의 반사각과 크기가 같다.  
  • 반사(reflection) : 빛이 통과할 수 없는 장벽으로부터 튀쳐나오는 것  

연습

다음 사이트에서 빛의 반사에 대하여 복습하고 애니메이션을 보라. 그리고 아래 문제의 빈칸을 채워라  . http://www.physicsclassroom.com/mmedia/optics/lr.cfm

  1. 광선이 평면 거울에 부딪치면 그 광선이 거울로부터  __________ .
  2. 반사는 광선의 ________  변화를 포함한다. 
  3. 입사각은 입사광선과  ________.과의 각과 같다.
  4.  __________ 각은 입사각과 같다.
  5. 법선은 거울에 __________ 이다.

복습

  1. 상이란 무엇인가?
  2. 아래 그림에서 물체와 그 상을 찾아보라. 정반사과 난반사 중 어느 것이 이런 상을 형성하나? 이를 어떻게 아나?  
  3.  

  4. 반사의 법칙이란 무엇인가?
  5. 아래 그림에 입사각과 반사각을 표시하라.  

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