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102年
理化、化工裝置
第 8 題
有一束雷射光射向平面鏡時，已知雷射光的入射方向與經平面鏡反射方向之夾角為 80°（如【圖 8】），求該雷射光射向平面鏡之入射角為若干？
- A 30°
- B 40°
- C 50°
- D 60°
思路引導 VIP
請想像一下，如果這面鏡子突然消失了，雷射光會沿著那條藍色虛線繼續直行。現在鏡子把光線「折」向了另一個方向，圖中標示的 $80^\circ$ 正是光線偏離原路徑的角度。既然入射角與反射角是一對相等的「對稱角」，你能試著找出這對角相加後的總和，與這個 $80^\circ$ 的偏轉角在直線幾何上有什麼互補關係嗎？
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恭喜你答對了！這題考驗的是對反射定律定義的精確掌握，以及判讀幾何圖形的能力。你能從圖中準確辨識出 $80^\circ$ 所在的幾何位置，並推導出正確的入射角，這顯示你的邏輯推演非常紮實。
反射定律與幾何判讀
在光學中，入射角（圖中的 $\theta$）定義為「入射光與法線的夾角」。根據反射定律，入射角等於反射角。從【圖 8】可以觀察到，藍色虛線代表入射光原本的「直線前進方向」，而它與「反射光」之間的夾角為 $80^\circ$。在幾何關係中，入射光、反射光與法線是對稱的，入射光與反射光的總夾角應為 $2\theta$。由於入射光的延伸線與原入射光成一直線（$180^\circ$），因此我們可以得出以下關係式：
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