📘 Chapter 1：光的反射 — 完整筆記
一、1.1 光線（Light Rays）
1. 光的本質
- 光是一種能量，用眼睛偵測
- 光速 =
3 × 10⁸ m/s（真空/空氣中）
- 在水、玻璃中會變慢
2. 光線 vs 光束
- 光線（ray）：一條帶箭頭的直線
- 光束（beam）：一組光線
3. 三種光束
| 類型 |
形狀 |
例子 |
| 平行光束 |
光線互相平行 |
太陽光、探照燈 |
| 發散光束 |
從一點向外散開 |
燈泡、蠟燭 |
| 會聚光束 |
會聚到一點 |
放大鏡聚焦陽光 |
4. 發光體 vs 非發光體
| 類型 |
定義 |
例子 |
| 發光體 |
自己發光 |
太陽、燈泡、蠟燭、電視螢幕 |
| 非發光體 |
反射別的光 |
月亮、鏡子、人、書本 |
⚠️ 月亮是發光體嗎？ ❌ 不是！月亮反射太陽光，是非發光體。
5. 我們怎麼看到物體？
物體 → 發出/反射光 → 進入眼睛 → 大腦解讀 → 看到物體
✅ 光總是從物體進入眼睛，不是從眼睛發出
✅ 大腦把進入眼睛的光線反向延長，判斷物體位置
二、1.2 反射定律（The Laws of Reflection）
1. 關鍵術語
| 名詞 |
定義 |
| 入射光線 |
射向鏡子的光線 |
| 反射光線 |
從鏡子射出的光線 |
| 入射點 |
光線打到鏡子的位置 |
| 法線 |
入射點處垂直於鏡面的虛線 |
| 入射角 ∠i |
入射光線和法線的夾角 |
| 反射角 ∠r |
反射光線和法線的夾角 |
2. 兩條反射定律
定律一：入射光線、反射光線、法線 都在同一平面
定律二：∠i = ∠r（入射角 = 反射角）
⚠️ 角度都是從法線量起，不是從鏡面量起！
3. 鏡面角 ↔ 法線角 換算
鏡面角 + 法線角 = 90°
例：入射光和鏡面成 30° → 入射角 = 90° − 30° = 60° → 反射角 = 60°
4. 規則反射 vs 漫反射
| 類型 |
表面 |
結果 |
| 規則反射 |
平滑 |
平行入 → 平行出 |
| 漫反射 |
粗糙 |
平行入 → 四散出 |
⚠️ 兩種反射都遵守 ∠i = ∠r！差別只在粗糙表面各處法線方向不同。
三、1.3 平面鏡成像（Images formed by a plane mirror）
1. 平面鏡成像的原理
- 反射光線從鏡子射出後是發散的
- 大腦把反射光線反向延長（虛線）
- 反向延長線在鏡後相交 → 那個交點就是虛像
2. 虛像（Virtual Image）
- 光線看起來從鏡後某點發出，但實際上沒有光線真的到那裡
- ❌ 不能投影在屏幕上
- ✅ 可以用相機拍（相機收的是光線）
3. 平面鏡的五個性質 ⭐必背
| # |
性質 |
口訣 |
| 1 |
虛像 |
虛 |
| 2 |
像距 = 物距 |
距等 |
| 3 |
跟物體一樣大 |
樣同 |
| 4 |
正立 |
正立 |
| 5 |
橫向反向（左右對調） |
橫反 |
4. 物和像的連線
物體 O 和像 I 的連線 一定垂直於鏡面
5. 橫向反向詳解
- 你面向鏡子舉右手 → 鏡中看起來是左手（左右對調）
- 上下不變（你的頭頂 → 鏡中還是頭頂）
- 簡單說：左右反，上下不反
6. 畫成像圖步驟
- 找物體每個關鍵點
- 量每個點到鏡面的垂直距離
- 在鏡後同樣距離畫對應像點
- 連起來形成完整的像
- 左右翻轉
例子：
• 「PHY」在鏡中 → 「YHP」
• 時鐘 3:00 在鏡中 → 9:00
四、常見錯誤（考試必看）
| ❌ 錯誤說法 |
✅ 正確 |
| 入射角是入射光和鏡面的夾角 |
是和法線的夾角 |
| 漫反射不遵守反射定律 |
仍遵守，只是法線方向亂 |
| 眼睛發光打到鏡子才看到像 |
光從鏡子反射進入眼睛 |
| 平靜湖面是漫反射 |
平靜 = 平滑 = 規則反射 |
| 月亮是發光體 |
是非發光體，反射太陽光 |
| 平面鏡像可以投影在屏幕 |
❌ 虛像不能投影 |
| 鏡中字是上下顛倒 |
是左右反 |
| 像比物體小 |
平面鏡像和物一樣大 |
五、考前快速重溫
- 兩條反射定律：同面 + ∠i = ∠r
- 五個性質口訣：虛距樣正橫
- 鏡面角 ↔ 法線角 換算
- 規則反射 vs 漫反射
- 發光體 vs 非發光體
- 光從物體進眼睛（不是反過來）
六、關鍵公式速查
鏡面角 + 法線角 = 90°
∠i = ∠r
物距 = 像距
🎯 一句話總結整個 Chapter 1：
兩條反射定律 + 兩種反射類型 + 平面鏡五性質 = 整個反射章節
🔊 朗讀中...