光の反射現象について考えます。まず、もし入射する光が、波面が等しく、位相が一定の平行光線であるならば、その光は均質かつ整然とした光線群となり、一定の方向に伝播します。この光線群が対象の鏡面に対して、理論上の入射角が完全にその面の法線と一致する角度で衝突する場合、反射は「入射角＝反射角」という基本法則に従い、規則正しい直線的な進行方向を形成します。これは理想的な鏡面反射の特徴であり、反射光は一点に集中して明瞭な像を作り出します。
 一方、同じ平行光線でも、もし衝突する鏡面が精密に研磨され、微視的な凹凸や欠陥がほとんど無視できる完全な平滑面であれば、光は理想的な鏡面反射を示し、反射角は入射角と等しくなります。逆に、光線が微細な凹凸や表面の不均一性を持つ鏡面に当たる場合、入射光は多方向に散乱する拡散反射を引き起こし、反射光はランダムな方向に広がって像がぼやける現象が観察されます。さらに、鏡面の材質や光の偏光状態、またフレネルの反射係数といった要因により、反射光の強度や色合いが変化することもあり、これらは日常の鏡や水面、ガラスなどで確認できる光の基本的な挙動です。

カテゴリ: 物理
質問: 入射する光は波面が等しく、位相が一定の平行光線であり、均質な光線群が、鏡面に対して法線と一致する入射角で衝突する場合、表面に微細な凹凸がない完璧な鏡面において、反射角と入射角の関係は何ですか。
回答: 入射する光は波面が等しく、位相が一定の平行光線であり、均質な光線群が、鏡面に対して法線と一致する入射角で衝突する場合、表面に微細な凹凸がない完璧な鏡面において、反射角と入射角の関係は等しくなります。