Na física, reflexão é definida como a mudança na direção de uma frente de onda na interface entre duas mídias diferentes, devolvendo a frente de onda ao meio original. Um exemplo comum de reflexão é a luz refletida de um espelho ou de uma piscina de água parada, mas a reflexão afeta outros tipos de ondas ao lado da luz. Ondas de água, ondas sonoras, ondas de partículas e ondas sísmicas também podem ser refletidas.
A lei da reflexão é geralmente explicada em termos de um raio de luz atingindo um espelho, mas se aplica a outros tipos de ondas também. De acordo com a lei da reflexão, um raio incidente atinge uma superfície em um determinado ângulo em relação ao "normal" (linha perpendicular à superfície do espelho).
O ângulo de reflexão é o ângulo entre o raio refletido e o normal e é igual em magnitude ao ângulo de incidência, mas está no lado oposto do normal. O ângulo de incidência e o ângulo de reflexão estão no mesmo plano. A lei da reflexão pode ser derivada das equações de Fresnel.
A lei da reflexão é usada na física para identificar a localização de uma imagem que é refletida em um espelho. Uma conseqüência da lei é que, se você vê uma pessoa (ou outra criatura) através de um espelho e pode ver seus olhos, sabe pela maneira como a reflexão funciona que ela também pode ver seus olhos.
A lei da reflexão funciona para superfícies especulares, o que significa superfícies brilhantes ou espelhadas. A reflexão especular de uma superfície plana forma magos de espelho, que parecem ser revertidos da esquerda para a direita. A reflexão especular de superfícies curvas pode ser ampliada ou desmagnificada, dependendo se a superfície é esférica ou parabólica.
As ondas também podem atingir superfícies não brilhantes, que produzem reflexos difusos. Na reflexão difusa, a luz é espalhada em várias direções devido a pequenas irregularidades na superfície do meio. Uma imagem nítida não é formada.
Se dois espelhos são colocados um de frente para o outro e paralelos um ao outro, imagens infinitas são formadas ao longo da linha reta. Se um quadrado é formado com quatro espelhos frente a frente, as infinitas imagens parecem estar dispostas dentro de um avião. Na realidade, as imagens não são verdadeiramente infinitas porque pequenas imperfeições na superfície do espelho acabam se propagando e extinguindo a imagem.
Na retrorreflexão, a luz retorna na direção de onde veio. Uma maneira simples de fazer um retrorrefletor é formar um refletor de canto, com três espelhos voltados mutuamente perpendiculares um ao outro. O segundo espelho produz uma imagem que é o inverso do primeiro. O terceiro espelho faz um inverso da imagem do segundo espelho, retornando-o à sua configuração original. O tapetum lucidum em alguns olhos de animais age como um retrorrefletor (por exemplo, em gatos), melhorando sua visão noturna.
A complexa reflexão conjugada ocorre quando a luz reflete exatamente na direção de onde veio (como na retrorreflexão), mas a frente de onda e a direção são invertidas. Isso ocorre na óptica não linear. Os refletores conjugados podem ser usados para remover as aberrações refletindo um feixe e passando a reflexão de volta através da óptica aberrante.
O reflexo das ondas sonoras é um princípio fundamental na acústica. A reflexão é um pouco diferente do som. Se uma onda sonora longitudinal atingir uma superfície plana, o som refletido será coerente se o tamanho da superfície refletora for grande comparado ao comprimento de onda do som.
A natureza do material é importante, bem como suas dimensões. Materiais porosos podem absorver energia sônica, enquanto materiais ásperos (com relação ao comprimento de onda) podem espalhar o som em várias direções. Os princípios são usados para criar salas anecóicas, barreiras acústicas e salas de concerto. O sonar também é baseado na reflexão do som.
Os sismólogos estudam ondas sísmicas, que são ondas que podem ser produzidas por explosões ou terremotos. As camadas na Terra refletem essas ondas, ajudando os cientistas a entender a estrutura da Terra, identificar a fonte das ondas e identificar recursos valiosos.
Fluxos de partículas podem ser refletidos como ondas. Por exemplo, nêutron a reflexão dos átomos pode ser usada para mapear a estrutura interna. A reflexão de nêutrons também é usada em armas e reatores nucleares.