阐明洞见：光学
光学研究光线及其性质的行为，重点关注反射、折射、透镜和镜面等现象，以了解光如何与材料相互作用，并塑造我们的视觉。反射是将光线弹射到表面，折射是将光线弯曲穿过具有不同折射率的介质，透镜将光线聚焦或发散以形成图像，而镜面则通过反射光线来产生反射，为眼镜、相机和望远镜等技术奠定了基础。
光学概述
光学定义了控制光线相互作用的关键行为和工具。以下是分解：
- 反射: 光线在表面弹射，遵循反射定律（入射角等于反射角）。
- 折射: 光线穿过具有不同折射率的介质时弯曲，由斯涅尔定律控制。
- 透镜: 光学器件，用于聚焦或发散光线，形成实像或虚像，如会聚透镜或发散透镜。
- 镜面: 具有反射性的表面，例如平面镜、凹面镜或凸面镜，通过反射光线产生图像。
光学示例
反射示例
- 如果入射角为 30°，平面镜会反射光线于 30° 角度。
- 在夜晚，平静湖面会反射月亮的图像。
- 汽车的侧视镜会反射车灯，帮助驾驶员在后视。
折射示例
- 玻璃中的细吸管由于空气-水界面上的光线弯曲而看起来弯曲。
- 光线进入玻璃（n=1.5）从空气（n=1）时，以 45° 角度减慢并弯曲。
- 彩虹形成时，阳光穿过雨滴，将其分解成颜色。
透镜示例
- 会聚透镜将阳光聚焦到一点，点燃纸张。
- 发散透镜会分散光线，在眼镜中产生虚拟图像。
- 相机镜头在传感器上形成实像以捕获照片。
镜面示例
- 平面镜会显示您的虚拟面部图像，大小和方向相同。
- 凹面镜在化妆镜中形成真实图像。
- 商店中的凸面镜会产生一个宽而小的虚拟图像，用于安保。