En physique, la réflexion est définie comme le changement de direction d'un front d'onde à l'interface entre deux médias différents, faisant rebondir le front d'onde dans le milieu d'origine. Un exemple courant de réflexion est la lumière réfléchie par un miroir ou une piscine d'eau calme, mais la réflexion affecte d'autres types d'ondes à côté de la lumière. Les ondes d'eau, les ondes sonores, les ondes de particules et les ondes sismiques peuvent également être réfléchies.
La loi de la réflexion est généralement expliquée en termes de rayon de lumière frappant un miroir, mais elle s'applique à autres types de vagues ainsi que. Selon la loi de réflexion, un rayon incident frappe une surface à un certain angle par rapport à la "normale" (ligne perpendiculaire à la surface du miroir).
L'angle de réflexion est l'angle entre le rayon réfléchi et la normale et est égal en magnitude à l'angle d'incidence, mais se trouve du côté opposé de la normale. L'angle d'incidence et l'angle de réflexion se situent dans le même plan. La loi de réflexion peut être dérivée des équations de Fresnel.
La loi de la réflexion est utilisée en physique pour identifier l'emplacement d'une image qui se reflète dans un miroir. Une conséquence de la loi est que si vous regardez une personne (ou une autre créature) à travers un miroir et pouvez voir ses yeux, vous savez de la façon dont fonctionne la réflexion qu'il peut également voir vos yeux.
La loi de réflexion fonctionne pour les surfaces spéculaires, c'est-à-dire les surfaces brillantes ou miroir. La réflexion spéculaire d'une surface plate forme des mages miroirs qui semblent inversés de gauche à droite. La réflexion spéculaire des surfaces courbes peut être agrandie ou démagnifiée, selon que la surface est sphérique ou parabolique.
Les vagues peuvent également frapper des surfaces non brillantes, qui produisent des réflexions diffuses. En réflexion diffuse, la lumière est diffusée dans plusieurs directions en raison de minuscules irrégularités à la surface du milieu. Une image claire n'est pas formée.
Si deux miroirs sont placés face à face et parallèles l'un à l'autre, des images infinies se forment le long de la ligne droite. Si un carré est formé de quatre miroirs face à face, les images infinies semblent être disposées dans un avion. En réalité, les images ne sont pas vraiment infinies car de minuscules imperfections dans la surface du miroir finissent par se propager et éteindre l'image.
En rétroréflexion, la lumière revient dans la direction d'où elle vient. Un moyen simple de fabriquer un rétroréflecteur consiste à former un réflecteur d'angle, avec trois miroirs face à face mutuellement perpendiculaires. Le deuxième miroir produit une image qui est l'inverse du premier. Le troisième miroir fait l'inverse de l'image du deuxième miroir, en la retournant à sa configuration d'origine. Le tapetum lucidum dans certains yeux d'animaux agit comme un rétroréflecteur (par exemple, chez les chats), améliorant leur vision nocturne.
La réflexion conjuguée complexe se produit lorsque la lumière se reflète exactement dans la direction d'où elle provient (comme en rétroréflexion), mais que le front d'onde et la direction sont inversés. Cela se produit dans l'optique non linéaire. Des réflecteurs conjugués peuvent être utilisés pour éliminer les aberrations en réfléchissant un faisceau et en renvoyant la réflexion à travers l'optique aberrante.
La réflexion des ondes sonores est un principe fondamental en acoustique. La réflexion est quelque peu différente du son. Si une onde sonore longitudinale frappe une surface plane, le son réfléchi est cohérent si la taille de la surface réfléchissante est grande par rapport à la longueur d'onde du son.
La nature du matériau compte aussi bien que ses dimensions. Les matériaux poreux peuvent absorber l'énergie sonore, tandis que les matériaux rugueux (par rapport à la longueur d'onde) peuvent diffuser le son dans plusieurs directions. Les principes sont utilisés pour fabriquer des salles anéchoïques, des murs antibruit et des salles de concert. Le sonar est également basé sur la réflexion sonore.
Les sismologues étudient les ondes sismiques, qui peuvent être produites par des explosions ou tremblements de terre. Les couches de la Terre reflètent ces vagues, aidant les scientifiques à comprendre la structure de la Terre, à localiser la source des vagues et à identifier des ressources précieuses.
Les flux de particules peuvent se refléter sous forme d'ondes. Par exemple, neutron la réflexion des atomes peut être utilisée pour cartographier la structure interne. La réflexion neutronique est également utilisée dans les armes nucléaires et les réacteurs.