一种奇特反射光环的物理原理探讨

生活中的实验发现:小束、分离的平行太阳光线照在黑暗中直立的金属圆柱形凸面镜上,反射光线会在地面上形成漂亮的光环或光区。这种现象产生的原因来自平行的入射光线以及入射点的法线在水平方向,并呈对称和发散排列。二者导致所有反射光线与竖直方向的夹角相等、等高入射点的反射光线在地面上的投影点与过入射点到地面垂线的距离相等。反射光线相对于自身入射点的法线(即对应圆柱水平圆周半径的延长线),偏离的水平投影从0到最大值π/2。由此导致只照亮水平截面半个圆周的入射光线,经反射后可以得到地面上整个闭合的光环,也使光环偏离准确的圆形。