Законы отражения и преломления света можно вывести из одного общего принципа, который был впервые выдвинут современником Ньютона, приверженцем волновой теории света Христианом Гюйгенсом…

Христиан Гюйгенс Принцип Гюйгенса позволяет описывать поведение волн любой природы, но особенно наглядное истолкование принципа - для частиц среды, создающих механические волны…

Принцип Гюйгенса: «Каждая точка среды, до которой дошло возмущение, сама становится источником вторичных волн.»

Согласно принципу Гюйгенса, каждая точка волновой поверхности является источником вторичных волн. Тогда поверхность, касательная ко всем вторичным волнам, является волновой поверхностью в следующий момент времени! t 2 =t 1 + t t1t1

Принцип Гюйгенса описывает распространение волн любой природы, в том числе и световых. Посмотрите, как изящно выводится закон отражения света с помощью принципа Гюйгенса:

Пусть на границу раздела двух сред падает плоская световая волна.

C α A Обозначим угол падения – α. Плоскость АС – волновая поверхность падающей волны.

C α A А1А1 Луч А 1 А достиг отражающей поверхности первым и точка А становится источником вторичной волны.

C α A А1А1 По мере достижения отражающей поверхности также становится источником вторичных волн. каждая точка среды на отрезке АВ В Последним коснулся поверхности луч В 1 В В1В1

C α D В A В1В1 А1А1 Поверхность, касательная ко всем вторичным волнам, является волновой поверхностью в следующий момент времени. Таким образом, плоскость D B является волновой поверхностью отражённой волны!

C α D В A А2А2 В2В2 Зная положение волновой поверхности DB, построим перпендикулярно ей отраженные лучи АА 2 и ВВ 2 А1А1 В1В1

C α D В A А2А2 В2В2 А1А1 В1В1 Обозначим угол отражения – γ γ

C α D В A А2А2 В2В2 Падающая световая волна проходит расстояние СВ со скоростью света υ : За это же время вторичная волна с центром в точке А станет полусферой радиусом: А1А1 В1В1 СВ = υ t АD = υ t СВАDАD = γ

C α D В A А2А2 В2В2 А1А1 В1В1 γ АDАDАСВ и АDВ - прямоугольные = (по построению) Треугольники и имеют общую гипотенузу АВ

АСВ = АDВ C α D В A А2А2 В2В2 А1А1 В1В1 γ следовательно, АСВ = АDВ

и АВD = γ γα АСВ = АDВ C D В A А2А2 В2В2 А1А1 В1В1 но САВ = α α = γ

γα Кроме того, из построения следует: Падающий луч, луч отражённый и перпендикуляр, восстановленный в точке падения луча к границе раздела двух сред, лежат в одной плоскости. Итак: