Odraz je změna směru vlnění na hranici dvou různých prostředí tak, že se vlnění vrací zpět do prostředí, ze kterého vyšlo. Tento jev se týká všech typů vlnění – mechanických i elektromagnetických – a je jedním ze základních způsobů, jak se vlnění chová na rozhraní materiálů.
Mezi nejčastější příklady patří odraz světla, zvuku a vodních vln. Každé z těchto vlnění má specifika odrazu (například závislost na frekvenci, na vlastnostech povrchu nebo na akustickém/elektrickém impedančním poměru), ale základní principy jsou obdobné.
Zrcadlový odraz je zrcadlový odraz světla od povrchu, při kterém se světlo z jednoho směru příchozího světla odráží do jednoho směru odchozího světla. Na obrázku vpravo vychází světelný paprsek z bodu P a setkává se se zrcadlem v bodě O. Paprsek se odráží v bodě O ven ve stejném prostředí směrem k bodu Q. Odraz se měří vzhledem k přímce procházející bodem O, která je ve směru 90˚ k zrcadlu. Úhly, které světelný paprsek svírá (v diagramu jsou znázorněny jako θ i {\displaystyle \theta _{i}}
a θ r {\displaystyle \theta _{r}}) 
) se musí rovnat. Oba úhly se musí rovnat vždy, když dojde k odrazu. To je známé jako "zákon odrazu".
Zákon odrazu (stručné znění)
Zákon odrazu říká: úhel dopadu (měřený vůči normále k povrchu) se rovná úhlu odrazu. Jinými slovy, paprsek, který dopadá na plochu pod úhlem θi vůči kolmici k povrchu, se odráží pod úhlem θr takovým, že θi = θr. Směry dopadajícího paprsku, odraženého paprsku a normály leží v jedné rovině.
Druhy odrazu
- Zrcadlový (speculární) odraz: nastává na hladkých površích (zrcadla, klidná hladina vody), kde se paprsky odrážejí uspořádaně a vzniká ostrý obraz.
- Difúzní (rozptýlený) odraz: na drsných nebo nerovných površích se odražené paprsky šíří do mnoha směrů; takový odraz nevytváří ostrý obraz, ale umožňuje vidět objekty z různých směrů.
Specifika pro různé typy vlnění
- Světlo: zákon odrazu platí bez ohledu na vlnovou délku, ale při změně prostředí mohou nastat jevy jako fázová inverze (odraz s posunem fáze o π při odrazu od opticky hustšího prostředí) nebo totální vnitřní odraz, pokud světlo přechází z opticky hustšího do méně hustého prostředí a úhel dopadu překročí kritický úhel.
- Zvuk: odraz závisí na akustickém impendanci materiálu. Na pevných stěnách dochází často k téměř úplnému odrazu (vzniká ozvěna), zatímco na absorpčních materiálech se energie částečně pohlcuje.
- Vodní vlny: při odrazu od břehů nebo překážek může dojít ke změně směru i amplitudy; kouty a tvar pobřeží způsobují ohyb i interference odražených vln.
Fyzikální vysvětlení
Praktické vysvětlení zákona odrazu vyplývá z Huygensova principu: každý bod vlnoplochy lze považovat za zdroj elementárních vlnění; konstrukcí obálky těchto elementárních vln vyjde, že odražené vlnoplochy směřují tak, aby úhel dopadu odpovídal úhlu odrazu. Z podobných důvodů (hranice podmínky kontinuality polí) platí zákon odrazu i pro elektromagnetické vlny popsané Maxwellovými rovnicemi.
Aplikace a příklady
- Zrcadla a optické přístroje (dalekohledy, periskopy) využívají zrcadlový odraz k řízení světla.
- Architektonická akustika a ozvěny: návrh prostorů zohledňuje odrazy zvuku, aby se zabránilo nežádoucím odrazům nebo naopak využily pro lepší slyšitelnost.
- Radar a sonar pracují na principu odrazu elektromagnetických či akustických vln od objektů pro jejich lokalizaci.
- Studium odrazu vodních vln pomáhá při navrhování přístavních hrází, pobřežních ochran a při analýze vlnobití.
Další poznámky
- Energeticky se u odrazu část energie může přenést do druhého média nebo se pohlcovat v povrchu; odraz není vždy úplný.
- Při složitých rozhraních (vrstvené materiály, nerovné plochy) se může objevit kombinace odrazu, lomu a difuze.
Odraz je tedy obecný a důležitý jev ve fyzice vlnění s širokým spektrem aplikací — od každodenního života (zrcadla, ozvěny) až po technické systémy (radary, optika, akustika).
