一束光打在镜子上会弹回来,这件事人人都见过,可弹回来的角度怎么算,多数人没细想过。这个实验在家里就能做,材料不超过三样:一面平面镜、一把手电筒或激光笔、一张白纸。

做法是这样的。白纸铺平,镜子立在纸中间,镜面正对着自己。手电筒或激光笔从纸的一侧照向镜面,纸面上会留下一条亮的光路,镜面上再弹出一条亮线,这条就是反射光线。光打到镜面的那个点叫入射点,从入射点垂直镜面画一条虚线,叫法线。入射线和法线之间的角叫入射角,反射线和法线之间的角叫反射角。量一量这两个角,会发现它们相等 —— 这就是反射定律的核心。光的路径像被一条看不见的线分成左右两半,两边的角度严丝合缝地对称。
换一面粗糙的纸或木板来照,情况就变了。纸面坑坑洼洼,一束平行光打上去,反射光朝四面八方散开,这叫漫反射。镜子表面光滑,反射光还保持平行,这叫镜面反射。这两种反射天天都在身边:水面平静时是镜面反射,能照出倒影;水面一起波就变成漫反射,倒影碎成一片。人之所以能看清桌上这本杂志,靠的也是漫反射 —— 纸张粗糙的表面把灯光朝各方向弹出去,光线钻进四面八方,站在哪个角度都能接到。照进眼睛的那部分光,最终就成了你看到的画面。

再往下做一步,把两面镜子平行相对放着,中间放个小物件,镜子里会叠出一串无穷的影像。这是因为光在两面镜子之间来回弹,每弹一次就形成一个虚像,像和像越叠越多,一直叠到尽头。潜望镜用的就是这套原理 —— 两根平行管子,两个倾斜 45 度的平面镜,光在上面拐一个直角,人就能隔着障碍物看到另一侧。照这个思路,用两面小镜子也能搭出一个简易潜望镜,把视线 “拐” 过一堵矮墙。万花筒里那片彩色世界,同样是镜面反复反射的功劳。
反射还不只在镜子里。自行车尾灯、路边的反光条,用的都是 “角反射器”—— 三面互相垂直的小镜面,把照进来的光按原路原样弹回去。夜里车灯一照,尾灯立刻亮起来,司机远远就能看见。汽车的猫眼、公路上的反光道钉,一个道理。当年人类登月后测地球到月球的距离,往月球上的反射镜打激光、等光线弹回来算时间,靠的也是反射。
有个概念得跟反射分清。把筷子插进盛水的杯子里,筷子看起来在交界处折弯了,那是光的折射,是光换了介质走了条新路,跟反射是两码事。反射是光撞上界面被弹回原介质,折射是光穿过界面改变了方向。混在一起记,后面做别的实验容易绕进去。

需要提醒一句:激光笔的反射光也是激光,千万别拿它照人眼,哪怕是从镜面上弹回来的也一样危险。实验做完把激光笔收好,用手电筒代替也完全够用。
光反射这件事,身边到处都是现成的证据。水面倒影、眼镜片、后视镜、月光照地,全是同一个规律在起作用。一个巴掌大的平面镜,就能把 “入射角等于反射角” 这条看不见的规则,变成纸上能量出来的两段弧。