全反射 绝对的全反射存在吗？？

简介:下面几章，我给大家讲讲光学的科普，问几个问题。欢迎讨论。本章讨论光的反射和折射。这是最基本的。一开始就问你一个问题:绝对全反射存在吗？？

第一章:就像夸父追逐太阳一样，我们追逐光是为了得到光！

夸父对太阳的追求是一个传奇，但它表达了人类勇敢的探索精神。夸父的结局并不美好，但我们人类“追逐太阳”的结果却是美好的。是的，在黑暗的宇宙中空，我们需要更多的光来照亮前方的路。

今天的文章是关于光的。我在想，从所有关于光的实验的总结中，可以得出什么样的推理或者猜想。这对我很重要。这对每个人都同样重要。

对光的研究可以追溯到数百年前。但是我想举的实验其实离我们并不远。我们来看看。

首先我想说，我们首先研究了光的反射、折射和速度，然后麦克斯韦统一了电磁学，才认识到光其实是电磁波。后来又进行了光电效应、光衍射、干涉等实验，使光从宏观到量子水平。所以从这个认识上来说，光的概念在物理学中有着微妙的地位，起着承上启下的作用。

因此，理解光的本质是我们人类必须克服的难题。到现在，光速，光的质量，光的波粒二象性等等。仍然是人类津津乐道的话题，也是科学家们仍在深入研究的对象。

现代物理学的两大支柱相对论和量子力学，缺不了光。甚至有人说只要把光[电磁波]的本质研究到位，宏观和量子问题就很容易解决；还有人说光是破解宇宙的密码。不管怎样，让我们走进光的神奇世界，慢慢揭开它的面纱。

1.光的反射。

关于光的反射，可以说我们最早就开始学习了。当光照射到两种不同的介质上时，一部分光从界面反射回原来的介质，这就是光反射。

反射的情况大概有三种:反射光与入射光在同一平面上，法线；反射光和入射光在法线的两侧分开；反射角等于入射角。可以概括为:“三条线共面，两条线分开，两个角度相等”。光是可逆的。在光的反射现象中，光路是可逆的。

还有，我们初中就知道光反射可以分为镜面反射、漫反射和定向反射。

定向反射是介于漫反射和镜面反射之间的一种反射，称为定向反射，也称为非朗伯反射，表现为各个方向的反射，各个方向的反射强度是不均匀的。

2.光的折射

当光从一种透明介质斜入射到另一种透明介质时，其传播方向一般会发生变化。这种现象叫做光折射。

理解:光的折射和光的反射发生在两种介质的交界处，只有反射光返回到原来的介质，而折射光进入另一种介质。由于光在两种不同物质中的传播速度不同，在两种介质的交界处传播方向发生变化，称为光折射。

光的折射与介质的折射率有关。折射率的定义:光从真空折射到介质中时，折射时光的入射角和折射角符合斯内尔定律。即入射角I与折射角r之间的正弦比n称为介质的“绝对折射率”。

公式:n=sini/sinr，称为Snell公式。

同一种介质对不同波长的光有不同的折射率。可见光的折射率通常随着波长的减小而增大，即红光最小，紫光最大。

接下来，我们来说说光的全反射。当入射角在进入光学致密介质时增加到一个临界角，就会发生全反射。

临界角公式为

最重要的是，知识是我们初中学的，课本教我们从宏观的角度认识光。不过这本书叫《看微观知识》，从量子的角度去理解世界。因此，我们有必要从量子的角度来理解光的反射和折射。

首先要知道，光的本质是一种电磁波。人眼可见的电磁波。

光波是一种高频电磁辐射。光波与原子分子在界面上的相互作用导致传播方向、相位和偏振态的改变，以及能量和能量流的重新分布。这就是反射和折射的本质。

在现实生活中，我们经常会看到漫反射。但是上面我们介绍了反射和全反射。反射存在，全反射存在吗？？

其实在我看来，绝对意义上的全反射是不存在的。原因有几个。

第一，界面的“平滑度”不是绝对的，即没有绝对平滑的界面。也就是说，任何界面都是摩擦的，不均匀的。然后根据菲涅尔和惠更斯的波动理论，P点的子波引起的振动幅度与r成反比，这相当于表明二次波是球面波。轻粒子必然会被漫反射。

第二，真空不是空，不能保证光携带的能量在传播过程中不损失。

第三，光是量子光，当它与界面接触时，不能保证它不会被界面吸收能量或折射一些光粒子。比如太阳照在我们身上，一部分光穿过我们的身体，一部分光被我们的身体吸收，一部分光被漫反射回空空气。

所以真正意义上的全反射和全折射是不存在的。

摘自灵遁者的科普书《见微知著》，他是一位独立的学者、诗人、作家和著名的国学教师