Глава 8. Световые волны

Принцип Гюйгенса. Закон отражения света

В момент, когда волна достигнет точки В и в этой точке начнется возбуждение колебаний, вторичная волна с центром в точке А уже будет представлять собой полусферу радиусом r = AD = υΔt = СВ. Фронты вторичных волн от источников, расположенных между точками А и В, показаны на рисунке 8.5. Огибающей фронтов вторичных волн является плоскость DB, касательная к сферическим поверхностям. Она и представляет собой фронт отраженной волны. Лучи АА₂ и ВВ₂ перпендикулярны фронту отраженной волны DB. Угол у между нормалью к отражающей поверхности и отраженным лучом называют углом отражения.

углом падения

Так как AD = СВ и треугольники ADB и АСВ прямоугольные, то ∠DBA = ∠CAB. Но α = ∠CAB и γ = ∠DBA как углы с взаимно перпендикулярными сторонами. Следовательно, угол отражения равен углу падения¹:

α = γ. (8.1)

¹ Здесь и далее в алгебраических соотношениях под словом угол подразумевается его радианная (или градусная) мера.

Из теории Гюйгенса вытекает закон отражения света: луч падающий, луч отраженный и нормаль к отражающей поверхности в точке падения лежат в одной плоскости, причем угол падения равен углу отражения.

При обратном направлении распространения световых лучей отраженный луч станет падающим, а падающий — отраженным. Обратимость хода световых лучей — их важное свойство.

Сформулирован общий принцип распространения волн любой природы — принцип Гюйгенса. Этот принцип позволяет с помощью простых геометрических построений находить волновую поверхность в любой момент времени по известной волновой поверхности в предшествующий момент. Из принципа Гюйгенса выведен закон отражения света.

Вопросы к параграфу

1. Как с помощью закона отражения построить изображение точечного источника света в плоском зеркале?

2. Почему нельзя использовать плоское зеркало в качестве киноэкрана?

<<< К началу