奧林巴斯顯微鏡：光的反射

光的反射（和其他形式的電磁輻射）時，會發(fā)生波遇到的表面或其他邊界不吸收的輻射能量，并遠離表面反彈浪。可見光反射*簡單的例子是表面光滑的游泳池水，入射光體現(xiàn)在有條不紊地產(chǎn)生清晰的圖像周圍的風景池。扔一塊石頭入池（見圖1），水的擾動，形成波浪，擾亂了在所有方向上的反射光線散射反射。

一些*早的賬目光反射源于古希臘數(shù)學家歐幾里得，公元前300年左右，進行了一系列的實驗，并出現(xiàn)反射光的方式，有一個很好的理解。然而，它是不是直到千禧年半后，阿拉伯科學家的海桑提出法律說明到底發(fā)生了什么光線來襲時光滑的表面，然后反彈到太空。

入射光波被稱為作為入射光波，被稱為波反彈遠離表面的反射波。被引導的一面鏡子以一個角度入射到表面上的可見的白色光被反射回空間由所述反射鏡表面在另一個角度（反射）的入射角相等，對提交的光束的動作光線從手電筒光滑，平坦的反射鏡，在圖2中。因此，光的入射角等于可見光以及可用于所有其它波長的電磁輻射光譜的反射角度的影響。這個概念通常被稱為“反思。重要的是要注意，光分離成它的組成顏色，因為它沒有“彎曲”或折射，所有的波長都被以相等的角度反射。*好的用于反射光的表面非常光滑，諸如玻璃的反射鏡或拋光的金屬，雖然幾乎所有的表面反射光在一定程度上。

由于光的行為就好像它是由粒子組成的，如波浪和其他方式在某些方面已經(jīng)出現(xiàn)幾個獨立的光的反射理論。據(jù)波為主的理論，光波攤開在所有方向上從源頭上，并取得鏡子時，都體現(xiàn)在哪個角度光到達確定的角度。反轉(zhuǎn)每一波的反射過程中背到前面，這就是為什么觀察倒車影像。光波的形狀取決于光源的大小的波已到達達到鏡面。源于鏡源附近的波陣面，將高度彎曲，而那些遙遠的光源發(fā)出的幾乎是線性的，一個因素會影響反射的角度。

根據(jù)粒子理論，從波的概念中的一些重要的細節(jié)不同，光到達上面的反射鏡中的微小粒子，被稱為光子，這相差的沖擊時的表面反彈的流的形式。由于粒子是如此之小，他們的旅行非常接近（幾乎并排），并從不同點反彈，所以它們的順序是相反的反射過程中，制作一個鏡像。然而，不管光線是否是作為粒子或波，反射的結(jié)果是相同的。的反射光產(chǎn)生一個鏡像。

被物體反射的光的量，以及它是如何被反射，高度依賴于表面的平滑度或紋理的程度。當?shù)谋砻嫒毕菪∮谌肷涔獾牟ㄩL（如鏡子的情況下），幾乎所有的光被反射相同。然而，在現(xiàn)實世界中，大多數(shù)對象有錯綜復雜的表面，表現(xiàn)出漫反射，在各個方向的入射光被反射。很多的對象，我們隨便查看每天（人，車，房子，動物，樹木等）不自己發(fā)出的可見光，但反映的事件自然的陽光和人工光源。比如，會出現(xiàn)一個蘋果有光澤的紅色，因為它有相對光滑的表面，反射紅色光，并吸收其他非紅色的波長的光（如綠色，藍色和黃色）。的光的反射，可以大致分為兩種類型的反射， 從光滑的表面反射的光以一定的角度被定義為鏡面反射漫反射，而產(chǎn)生粗糙的表面，往往以反射光在所有方向上（如上圖3）。我們還有更多的出現(xiàn)在我們的日常生活環(huán)境中的鏡面反射漫反射比。

以可視化的鏡面反射和漫反射的差異，考慮兩個非常不同的表面光滑的鏡子和粗糙表面微紅。鏡子反射的白色光（如紅色，綠色，和藍色波長）的所有的組件幾乎是同樣的，反射的鏡面光遵循的軌跡具有相同的角度，從常規(guī)的入射光。粗糙表面微紅，但是，并不反映，因為它吸收所有波長的藍色和綠色成分，反映了紅燈。此外，從粗糙表面的漫反射的光被分散在各個方向。

鏡面反射，這是我們每天遇到的，也許*好的例子是一個家庭的一面鏡子，人們可以使用，每天多次查看其外觀所產(chǎn)生的鏡像。光滑的反射鏡子的玻璃表面呈現(xiàn)虛擬圖像的光直接反射回入眼睛的觀察員。此圖像被稱為“虛擬”，因為它實際上是不存在的（不產(chǎn)生光）和后面的平面上的反射鏡的假設，大腦自然出現(xiàn)。在這發(fā)生的方式是*簡單的可視化上的觀察者一側(cè)的下一個對象的反射時，使光從物體撞擊在一個角度的鏡子，并在一個等于角觀察者的眼睛的反射。當眼睛接收的反射光線，大腦假設光線已經(jīng)達到了眼睛的直接直線路徑。向后向反射鏡的光線追蹤，大腦感知的鏡子后面的位置的圖像。該反射工件的一個有趣的特點是，所觀察的對象的圖像似乎是后面的平面上的反射鏡相同的距離，實際的對象是在前面的反射鏡。

在鏡中，被認為是不同的反射率取決于反射鏡的形狀，并在某些情況下，相差多遠，從反射鏡被反射的物體的位置。鏡子是并不總是平坦，可以生產(chǎn)各種各樣的配置，提供有趣和有用的反射特性。 凹面鏡，通常發(fā)現(xiàn)的*大的光學望遠鏡，用于收集從非常遙遠的恒星發(fā)出的微弱的光。曲面平行光線集中，有很大的距離，增強強度分為單點。剃須或化妝鏡反射光產(chǎn)生的放大的形象面對這個鏡面設計也很常見。有光澤的勺子的內(nèi)部的凹反射鏡表面的一個常見的例子，可以用來證明此鏡型的一些性質(zhì)。如果里面的勺子保持接近眼睛，一個放大的眼睛的直立視圖可以看出（在這種情況下，眼睛接近的反射鏡的焦點）。如果勺子搬得更遠，一個倒demagnified，整個臉會被看到。在這里，圖像反轉(zhuǎn)，因為它被形成后的反射光線穿過鏡子的焦點。

另一種常見的反射鏡具有彎曲表面，凸鏡，通常是用在汽車的后視反射鏡的應用中向外反射鏡的曲率產(chǎn)生更小，更發(fā)生的車輛后方的全景。當平行光線照射的表面的凸鏡，光的波被反射向外發(fā)散。當大腦回顧了光線，他們似乎從鏡子后面，在那里他們會收斂，來產(chǎn)生一個較小的正派形象（形象是正直的，因為之前形成的虛像的光線已經(jīng)越過焦點）。凸鏡也被用來作為在走廊和業(yè)務的安全和安全的廣角鏡。曲面鏡是*有趣的應用程序，逛州博覽會，嘉年華會，和有趣的房子發(fā)現(xiàn)新奇鏡。這些反映往往包含凹凸表面的混合物，或表面輕輕改變曲率產(chǎn)生光怪陸離，扭曲的反射，當人們觀察自己。

勺可以用來模擬凸，凹鏡，如圖4所示，一個年輕女子站在旁邊的木柵欄反射。當女人的形象和柵欄反映的勺子從外面碗表面（凸），形象正直，但在邊緣扭曲勺曲率變化。相反，當勺子的背面（內(nèi)碗，或凹表面）是利用反映現(xiàn)場的女人和圍欄的圖像反轉(zhuǎn)。

在圖5中得到的凹部和凸鏡的反射圖案。凹面反射鏡的反射面，向內(nèi)側(cè)彎曲，類似的球體內(nèi)部的一部分。的主要或光軸平行的光線反射的凹面反射鏡的表面（在這種情況下，光線從貓頭鷹英尺），它們在前面的反射鏡的焦點（紅點）上收斂。的反射面的焦點之間的距離是已知的作為反射鏡的焦距。取決于圖像的大小相對于鏡子的鏡子和它的位置，通過該對象的距離。在這種情況下，貓頭鷹被放置相差的曲率中心的反射圖像是上下顛倒的，并且定位在反射鏡的曲率中心，其焦點。

凸面反射鏡的反射面，向外彎曲，類似的部分的外部的一個球體。平行于光軸的光線的反射面的焦點，這是鏡子后面（圖5）的方向偏離。形成有凸鏡的圖像總是對的一面朝上，并減小尺寸。這些圖片也被稱為虛擬圖像，因為它們發(fā)生在哪里出現(xiàn)反射光線偏離鏡子后面的一個焦點。

寶石切割的方式更美觀和賞心悅物鏡應用光反射的原理之一。特別是在鉆石的情況下，個別的石頭的美麗和經(jīng)濟價值在很大程度上取決于外部面（或方面）的寶石的幾何關系。被切斷成菱形的小平面，使計劃落的石頭的前表面上的光的反射回觀察者（圖6）。甲被反射的光的一部分可直接從外部上的層面，但一些進入鉆石內(nèi)部反射后，被反射回石頭從較低的刻面的內(nèi)表面。這些內(nèi)部的射線路徑和多個反射負責鉆石的閃閃發(fā)光，通常被稱為它的“火”。一個**的切割石材的一個有趣的結(jié)果是從正面看時，它會顯示一個輝煌的反射，但會顯得較暗或鈍痛從后面，如圖6所示。

它們到達各個角度的鏡子反射光線。然而，在某些其他情況下，光可能只反映從某些角度，而不是其他，導致這種現(xiàn)象被稱為全內(nèi)反射。這可以說明一種情況，潛水員的工作完全平靜如水的表面下面閃耀著明亮的手電筒直接在表面向上。如果光線射到直角表面繼續(xù)直接出來的水，作為一個垂直的光束投射到空氣中。如果定向的光的光束以一個小角度的表面，因此，它影響了表面以斜角，光束會從水中出現(xiàn)，但將被彎曲的折射表面的平面的朝向。新興的光束之間的角度和表面的水比光束和下面的水的表面之間的角度變小。

如果潛水員繼續(xù)傾斜的表面光一眼角度，光束上升出來的水將得到密切，更接近表面，直到在某一點，這將是平行于表面。由于光由于折射彎曲，新興的光束成為平行于表面的下面的水的光之前，已經(jīng)達到了相同的角度。新興的光束變成平行于表面的在該點發(fā)生在水的臨界角。如果光線的角度，它沒有進一步出現(xiàn)。，而不是被折射，所有的光將反映在水的表面背面入水，就像它在鏡子表面。

全內(nèi)反射的原理為基礎的光纖的光透射，使得可能的醫(yī)療程序，如內(nèi)鏡檢查，電話語音傳輸?shù)木幋a為光脈沖，和設備，如顯微鏡和其他的任務，被廣泛應用于需要精確照明光纖照明效果。雙筒望遠鏡和在單鏡頭反射式照相機中采用的棱鏡也利用全內(nèi)反射的直接圖像，通過幾個90度的角度，并進入用戶的眼睛。在光纖傳輸?shù)那闆r下，反射光進入光纖的一端為Z字形朝向另一端，通過細纖維壁逸出的光與沒有從纖維的壁內(nèi)部的無數(shù)次。此方法的“管道”的光可以保持很長的距離，并與眾多的匝沿著光纖的路徑。

全內(nèi)反射在一定的條件下是*可能。的光需到具有相對高的折射率的介質(zhì)中，該值必須為高于周圍介質(zhì)。因此，合適的水，玻璃，許多塑料的使用時，被空氣包圍。如果選擇適當?shù)牟牧希瓷涞墓獾墓饫w或光管內(nèi)會發(fā)生的內(nèi)表面以較小的角度（參見圖7），所有的光將被完全包含在遠端，直到它退出管道內(nèi)的。然而，在入口處的光纖，光必須求取到底在一個較高的入射角以穿越的邊界并進入光纖。

反射的原則在許多光學儀器和設備利用大有裨益，這往往包括應用的各種機制，以降低反射從表面參與形成圖像。防反射技術背后的概念是控制在以這樣的方式，從它的目的和有益的表面反射的光線的光學元件中使用的光，，并沒有反映相差的表面，而這會在圖像上產(chǎn)生有害的影響被觀察。在現(xiàn)代的鏡片設計，無論是顯微鏡，照相機，或其它光學設備的*顯著的進步，是在抗反射涂層技術的改進。

薄涂料的某些材料，當應用在鏡頭表面，可以幫助減少不必要的反射表面時可能發(fā)生的光通過透鏡系統(tǒng)。現(xiàn)代高度校正的光學像差的透鏡一般有多個單獨的透鏡或透鏡元件，它以機械方式保持在桶或透鏡套管一起，更正確地稱為作為透鏡或光學系統(tǒng)。如果沒有涂層，以降低反射，在這種系統(tǒng)中，每個空氣-玻璃界面可以反映4％和5％之間，垂直于表面的入射光束，導致在正常發(fā)病率的95％至96％的透射率值。應用厚度為四分之一波長的防反射涂層，具有一個特別選定的折射率可提高三到百分之四的傳輸值。

現(xiàn)代的顯微鏡物鏡，以及相機和其他光學設備而設計的，已變得越來越精密和復雜的，并且可以具有15個或更多單獨的透鏡元件與多個空氣 - 玻璃界面。如果沒有元素涂層，鏡頭單獨從軸向射線反射損失會降低透光率值的50％左右。在過去，單層涂料被用來減少眩光，提高透光性，但這些已在很大程度上取代了由多層涂層，可以產(chǎn)生*過99.9％可見光透過率值。

在圖8中示出的示意圖光波反射和/或通過與兩層防反射層涂覆的透鏡元件。入射波取得的*層以一定角度（在圖8中的甲層），導致被反射（R（0） ）的一部分被傳輸通過所述*層的光的一部分。當遇到的第二防反射層（B層），另一部分光（R（1） ）是在相同的角度反射，并與從*層的反射光干擾。一些其它光波繼續(xù)到玻璃表面上，在那里再次部分地反射，部分被傳遞出去。從干擾（和相消）（R（2） ）的玻璃表面與光反射的光反射的防反射層。防反射層的折射率不同的玻璃和周圍介質(zhì)（空氣），仔細選擇的玻璃組合物中使用的特定的透鏡元件，以產(chǎn)生所需的折射角。由于光波通過防反射涂層和玻璃透鏡表面，幾乎所有的光（根據(jù)的入射角）的*終傳輸通過透鏡元件和集中以形成圖像。

氟化鎂是許多用于薄層光抗反射涂層材料之一，雖然現(xiàn)在大多數(shù)顯微鏡和鏡頭制造商生產(chǎn)自己的**涂層配方。這些抗反射措施的一般結(jié)果是一個戲劇性的改善圖像質(zhì)量，在光學器件，因為可見光波長傳輸，減少不必要的反射，眩光的干擾和消除不必要的波長可見光光譜范圍之外增加。

對可見光的反射光的行為的屬性，是所有現(xiàn)代顯微鏡的功能的基礎。往往是由一個或多個平面（或平面）的反射鏡內(nèi)的奧林巴斯顯微鏡光路直接通過透鏡形成的虛擬映像，我們看到在目鏡（目鏡）反射的光。顯微鏡還可以使用分束器，以允許同時發(fā)送的光學系統(tǒng)的不同部分的光的一部分反射一些光。顯微鏡其他光學元件，如特別設計的棱鏡，過濾器和鏡頭涂層，也形成圖像，光的反射現(xiàn)象的關鍵依賴于履行職能。