تسمح كل من المرايا والعدسات بالحصول على صور لأجسام أخرى مضاءة، وتتكون تلك الصور بعد انعكاس وانكسار الضوء. وتنتج تلك الظواهر عند اصطدام الضوء بجسم أو تغييره للوسط الذي يسير به.
الشرح
فلنتفحص حزمة من الأشعة الضوئية التي تقابل سطحا يفصل بين وسطين (زجاج النافذة أو سطح الماء الموجود بكوب..إلخ) ، فعند بلوغ الضوء لهذا السطح ينعكس جزء من هذه الأشعة بينما ينكسر الجزء الآخر، أى ينتقل إلى الوسط الآخر، وهذا ما يحدث عندما نشاهد من الشارع واجهة محل فيمكننا نتيجة للانعاكس مشاهدة ما يحدث خلفنا بينما يستطيع شخص أخر بالجهة الأخرى للواجهة أن يشاهد نفس الشىء نتيجة للانكسار فإن ما يحدث هو انتقال جزء من أشعة الضوء عبر الزجاج وانتشارها بداخل المحل واختراقها لعين المشاهد فيستطيع مشاهدة نفس ما يشاهده الشخص الواقف بالشارع.
أما في حالة المرآة فإن هذه تفصل بين وسط شفاف ووسط معتم فلا يحدث انكسار للضوء بل ينعكس فقط ، وإذا كان السطح الفاصل غير أملس (مصقول) كسطح المرآة فإننا نتحدث إذن عن انتشار وليس انعكاس، فالأشعة تنتشر في كل الاتجاهات.
القوانين الطبيعية
تخضع قوانين الانعكاس والانكسار للقوانين الطبيعية التي قام الفيزيائي "ديكارت" بوضعها وتم توضيح تلك القوانين بالشكل التالي:
و تصاغ تلك القوانين بالطريقة التالية :
1. ينعكس الشعاع أ(1) بنفس زاوية الانحراف للشعاع الساقط أ (1) وهي الزاوية المحصورة بين الشعاع وN العمود المقام على السطح عند نقطة السقوط.
2. تتوقف زاوية الانحراف للشعاع المنكسر أ (2) على مؤشر إضافي، وهو معامل الانكسار للوسطين (1) و(2) الذي يتوقف بدوره على سرعة انتشار الضوء في الوسط أ. ولنتذكر أن سرعة الضوء تبلغ 300000 كم بالثانية في الفراغ فقط أو تتغير عند عبور الضوء لوسط أخر مختلف عن الفراغ، ومعامل انكسار الضوء للماء مثلا هو 1.3 بينما يساوي 1.5 للزجاج.
وينحرف الشعاع الضوئي أكثر (فتكون الزاوية المحصورة بين الشعاع والعمود المقام على السطح عند نقطة السقوط الأكبر ) عندما ينتقل إلى الوسط (2) ذي معامل انكسار أقل من معامل انكسار للوسط الأول (ويقال هنا أن الوسط 2 أقل كسراً للأشعة عن الوسط 1).
ويمكننا مشاهدة الانعكاس بسهولة عند استخدام ساعة اليد لعكس أشعة الشمس، فيمكن تحديد اتجاه الأشعة عن طريق تمييل الساعة (وتستخدم عادة تلك الطريقة خطف بصر شخصا).
وبالمثل من السهل توضيح الانكسار عن طريق وضع شفاطا بكوب ماء فيخيل إلينا أنه مكسور عند السطح أو أن السبب هو أن معامل الانكسار للماء أكبر من معامل الانكسار للهواء، فتنحرف الأشعة الضوئية الصادرة من الشفاط عند عبورها للماء، وتعطى هذا الإيحاء بعدم الاستمرارية.