光走路，一直向前，真可谓“不撞南墙不回头”。可是，在前进的道路上若遇到了不可逾越的障碍，它就只好乖乖地回过头。这在物理学上被称为“光的反射”。

各种各样的物体，譬如纸、布、桌、椅及墙壁，它们本身不发光，我们却能够看见它们，这是因为它们能反射光。这些物体的表面，看上去象很平滑，实际不然，仔细观察，或者放大了看，就会发现这些物体表面上有许许多多极细微的坑洼，可以说是由无数不规则的小棱面构成的。阳光或灯光照射到这样的物体表面上，就会向四面八方反射出去。用手电筒那样一束近乎平行的光束照射在一张白纸上，我们从各个角度都能够清楚地看见白纸，这是因为照在它上面的光是向各个不同方向反射的。这种反射现象，称为漫反射。世界上万物的形状各异，却能够清晰地呈现在我们面前，这都是光的漫反射的功劳。

一束平行的光束投射在一个非常光滑的平面上，则光线经过反射以后，就会沿着某一确定的方向反射出去，即反射光线也是一束平行的光束，这种反射现象称为单向反射或镜面反射。在暗室里，让一束光线斜射到平面镜上，我们只有沿着某一确定的方向看过去，才能看见从镜面上反射出来的光。物体的表面越光滑，单向反射现象越明显，因而反光能力就越强。

说到镜子，我们都很熟悉，它是家家少不了，人人都要用的东西。古时候，人们发现，平静的湖水能产生自己的象，如果要照一照自己，就跑到水边上去，或者端回一盆水来，甚至还有许多人早晨起来到水边去洗脸梳妆呢。后来，人们学会了炼铜，就把青铜板磨光了，做成镜子。这种铜镜，是人类最早的镜子了，它虽然成象朦胧不清，但比起“水镜”来，还是方便多了。我们现在用的镜子，多是在平滑的玻璃背面涂上水银制成的，又明亮，又便宜，使用方便，是铜镜所无法比拟的。在工业、军事和科研各个方面，根据不同的需要，还有在玻璃上镀上铝或银的镜子，其反光能力就更高了。

一束细光束投射到平面镜上，发生单向反射，其规律如何呢？

我们可以做一个实验来观察一下，在半圆盘的圆心处安放一块平面镜，使镜面和半圆盘面相互垂直，半圆盘边缘有刻度，并且半圆盘右边那小块可以沿垂直轴向前或向后折。光源的光线可以穿过狭缝而投射到平面镜上。实验开始，两小块圆盘在同一竖直平面内，光线从某一方向沿左小块圆盘投射到平面镜上，这时就能从右小块盘面看到有光线沿盘面射出；如果将含有反射光的右小块盘面向前或向后折，这时在这块盘面上就看不到射出而经镜面反射出来的光线了。这表明，反射光和入射光是在同一平面内的。然后，将光源连同狭缝一起转动，改变入射光线的方向，则反射光线的方向也将改变，入射角和反射角都可以从半圆盘的刻度直接读出来。实验结果是，反射角总是等于入射角。

因此，光的反射规律可以概括如下：

1.反射光线总是在入射光线和法线所决定的平面里，并且跟入射光线分居在法线的两侧；

2.反射角等于入射角。

如果将光源连同狭缝移到右边处，使入射光线沿着方向射到平面镜上，也就是使新的入射角等于原来的反射角，根据反射定律，则新的反射角将等于原来的入射角，即反射光线必定沿着方向射出去。这就是说，光在反射的时候，光路是可逆的。举个例子来说吧，由于光路具有可逆性，如果有甲乙两人，中间被一障碍物隔开，彼此谁也看不见谁，则可以加上一块反射镜，或经过多面反射镜的反射，甲将会看到乙，乙也能看到甲。

在平面镜里，我们能看见自己的象，能看见镜子前面物体的象，这些象就是遵循光的反射规律而形成的。

平面镜成象的光路图。镜前有一支点燃的蜡烛。从蜡烛火焰发射出来的光线，经平面镜反射以后，传播方向就发生了变化。譬如说，从点发出的光线，垂直射到镜面上，根据反射定律，反射角等于入射角。这样，反射光线与入射光线相互重合。同样的，入射光线的反射光线投射到眼睛里，看上去，就好象这些光线是从镜子里发射出来的，但实际上并不是，只是光线的延长线的交点。也就是说，镜子后面并不存在实际的光点，也不会有什么光点在屏幕上映现出来。同样的道理，还可以求得蜡烛的其它各点在平面镜相应的地方形成的虚象点，这些象点组合起来即构成一个跟蜡烛完全相同的完整的虚象。这就是在镜子里能够看见自己或物体的原因。

平面镜能够形成物体的虚象，那末，这个虚象的大小和位置是怎样的呢？

同样可以证明，蜡烛其它各点与镜子里形成的象点，也是对镜面对称的。这就表明：物体在平面镜里形成的虚象，和物体大小相等，并且和物体处于对称于镜面的位置。

平面镜成象，在日常生活中到处可以遇到。平静的湖水就象一面镜子，湖边那些山石、树木、拱桥与其倒影相映成趣，这是水面反射的效果。金属表面经抛光或电镀，象镜子一样能形成人象，这是金属表面反射的效应。平面玻璃镜子，那就更是屡见不鲜了。平面镜不仅在人们生活中不可缺少，在工业上还很有用呢。例如，在精密电工仪表和电子仪表的表盘上，就常常装有一块小镜子，在读取指针指示的读数时，只有眼睛正对着指针，只看见指针而看不见它在镜子里的影象时——指针和它的影象完全重合，这时读取的指针指示数，才是正确的读数。

光束投射在平面镜上将会发生反射现象，光的传播方向发生了改变，因此，平面镜除了可以用作成象之外，还可以用来改变光路的方向。例如，军事上用的潜望镜，就是在z形镜筒的上下拐弯处各加一只平面镜构成的，两块平面镜均置成45°角，而且面对面，通过平面镜两次改变90°方向，使来自景物的光束在高度方向上，从上到下平移了一个距离，达到潜伏观察的目的。

反射镜面如果不是平面，而是光滑的球面，则称之为球面镜。利用球面的凹面作为反射面的球面镜，叫做凹面镜或凹镜；利用球面的凸面作为反射面的球面镜，叫做凸面镜或凸镜。凹镜和凸镜都可以看成是由许多微小平面镜组合而成的，就象足球皮是由许多小块皮子拼合而成的那样。

让凹面镜对着太阳，阳光投射到镜面上，又被反射回去，反射光集中在一点，这个点叫做凹面镜的焦点。将易燃的东西放在此处，就会被烤焦，甚至能着起火来。焦点和球面顶点之间的距离，叫做凹面镜的焦距。反过来，如果在凹面镜的焦点处放一个小灯泡，灯光投射到镜面上以后，被反射回来而成为一束平行光束，向着一个方向照射过去。

平行光束投射到凹面镜上，反射光束是会聚的，故凹面镜又称之为会聚镜。平行光束投射到凸面镜上，则同凹面镜的情况相反，反射光束是发散的，故凸面镜又称之为发散镜。凹面镜的焦点是光线会聚而实际相交形成的，称之为实焦点。凸面镜使入射的平行光反射而变成发散光束，将发散的反射光线反方向延长，其交点并不在镜予的前面，不是光束的实际聚合点，因而称之为虚焦点。

球面镜的用途很广。不过，为了改善聚光性能或提高成象质量，通常是采用抛物面镜来代替球面镜。凹面镜的聚光作用，可以用来制成太阳灶和太阳炉。它是采用水泥、塑料或金属制成的凹形抛物面壳体，其内面贴上玻璃镜面或镀有金属的塑料薄膜，象一把倒置撑开的雨伞，将阳光聚集在其焦点处，此处放上水壶或锅，会聚在壶底或锅底的阳光可产生500℃左右的高温，将水烧开，饭菜烧熟。凹面镜的另一用途是，利用光路可逆性而造成平行光束，如探照灯和手电筒就是这样制造出来的。凸面镜也是很有用的，通过它可以看到比平面镜大的视野，因此在汽车驾驶室外边安装一个凸面镜，在一些大城市路口或交通岗处也常安装有凸面镜。