Свет, падающий на поверхность тела, частично или полностью отражается от этой поверхности в ту же среду, из которой он шел. Такое явление называют отражением света. Поверхности тел могут быть гладкими (зеркальными) и шероховатыми с мелкими и мельчайшими неровностями. Опыт показывает, что отражение света от таких поверхностей происходит по-разному. Глядя на освещенную неровную поверхность любого тела, мы видим эту поверхность. Но когда смотрим на чистое плоское зеркало, то не видим в зеркале свое изображение и изображения окружающих нас предметов. Если постепенно запылить поверхность зеркала, то изображение предметов в нем начнет тускнеть, а при сильном запылении или замазывании зеркала, например меловым раствором, изображение исчезнет. Мы будем видеть просто слой пыли или мела, потому что этот слой образует поверхность с мельчайшими неровностями. Путем шлифовки и полировки негладкую поверхность твердого тела можно сделать зеркальной. Существуют и природные зеркала – это спокойная водная поверхность озер, заливов, заводей и т.д.

Гюйгенс Христиан ( ) – голландский физик и математик, создатель первой волновой теории света. Основы этой теории Гюйгенс изложил в «Трактате о свете» (1690). Гюйгенс впервые использовал маятник для достижения регулярного хода часов и вывел формулу для периода колебаний математического и физического маятников. Математические работы Гюйгенса касались исследования конических сечений, циклоиды и других кривых. Ему принадлежит одна из первых работ по теории вероятности. С помощью усовершенствованной им астрономической трубы Гюйгенс открыл спутник Сатурна Титан.

Согласно принципу Гюйгенса каждая точка среды, до которой дошло возмущение, сама становится источником вторичных волн. Для того чтобы, зная положение волновой поверхности в момент времени t, найти её положение в следующий момент времени t+ t, нужно каждую точку волновой поверхности рассматривать как источник вторичных волн. Поверхность, касательная ко всем вторичным волнам, представляет собой волновую поверхность в следующий момент времени. Этот принцип в равной мере пригоден для описания распространения волн любой природы: механических, световых и др. Гюйгенс сформулировал его первоначально для световых волн. Для механических волн принцип Гюйгенса имеет наглядное истолкование: частицы среды, до которых доходят колебания, в свою очередь, колеблясь, приводят в движение соседние частицы среды, с которыми они взаимодействуют.

При отражении пучка света от гладкой поверхности можно обнаружить, что луч падающий и луч отраженный лежат в одной плоскости с перпендикуляром к границе раздела сред, восставленным в точке падения. Угол падения a равен углу отражения b: a = b. Это утверждение называют законом отражения света.

При падении света на различные поверхности возможны два варианта. Первый: пучок света, падают на поверхность, отражаются ею также в виде пучка. Такое отражение света называется зеркальным отражением. Второй: пучок света, падающий на поверхность, отражается ею во всех направлениях. Такое отражение называют рассеянным отражением или просто рассеянием света. Зеркальное отражение возникает на очень гладких (полированных) поверхностях. Если поверхность шероховата, то она обязательно будет рассеивает свет.

Отражение света от некоторой поверхности, разделяющей пространство на две части, означает изменение направления переноса энергии света таким образом, что свет продолжает распространяться в первоначальной среде. Если пучок параллельных лучей падает на неровную поверхность, то направление лучей меняется случайным образом, и говорят о рассеянии света (рис. 1,а). Явление рассеяния света может наблюдаться и в системе мелких частиц, взвешенных в однородной среде (рис. 1,б).

Отраженные пучки от шероховатой поверхности перекрывают друг друга, лучи отражаются от отдельных неровностей во все стороны – отраженный свет рассеивается. Лучше всего рассеивают поверхности с ничтожно малыми неровностями, например чертежная бумага, гипс, мел и др. Сильно рассеивают свет частицы пыли и тумана. Рассеянный свет более приятен глазу, чем зеркально отраженный, он меньше утомляет глаза.

ИЗОБРАЖЕНИЯ В ПЛОСОМ ЗЕРКАЛЕ Модельная гладкая плоскость, отражающая все падающие на нее лучи, называется плоским зеркалом. Реальными телами, которые могут быть описаны такой моделью, являются полированный кусок металлической пластины, поверхность жидкой ртути в широком сосуде, полированное плоское стекло, покрытое слоем серебра или алюминия.

Из жизненного опыта мы хорошо знаем, что наши зрительные впечатления часто оказываются ошибочными. Иногда даже трудно бывает отличить кажущееся световое явление от действительного. Примером обманчивого зрительного впечатления служит кажущееся изображения предметов за плоской зеркальной поверхностью. Почему же нам кажется, что мы видим предмет за зеркалом? Стоит нам расположить глаза в области отраженного светового пучка и взглянуть в зеркало, как возникает зрительная иллюзия: нам будет казаться, что за зеркалом будет находится источник света S. Но S является только зеркальным изображение источника S. Изображение предмета в плоском зеркале: 1.Мнимое. 2.Прямое, разное по размерам предмету. 3.Находится на таком же расстоянии за зеркалом, на котором предмет расположен перед зеркалом.

При отражении от плоской зеркальной поверхности световых лучей, исходящих от некоторого предмета, возникает мнимое изображение предмета. Предмет и его мнимое изображение располагаются симметрично относительно зеркальной поверхности. Изображение предмета в плоском зеркале равно по размеру самому предмету.

) Мнимое изображение пространственного (трехмерного) предмета в плоском зеркале отличается от самого предмета как правая система координат отличается от левой (т.е. как правая рука отличается от левой)

Положим на стол линейку, а поверх нее поставим стекло. Оно будет служить полупрозрачным зеркалом. Поместив перед ним свечу, мы увидим ее отражение. Оно будет казаться расположенным позади стекла. Однако, заглянув туда, мы никакого изображения не увидим. Обратим внимание на одно из свойств нашего зрения. Мы способны Видеть предмет только лишь по прямолинейному направлению, по Которому свет от предмета непосредственно попадает в наши глаза. Эта способность органов зрения у живых существ является их Врожденным свойством, приобретенным в процессе предельного развития и приспособления к окружающей среде.

Поставим вертикально на стол два плоских зеркала без рамок под углом 72 градуса друг к другу и поместим между ними свечу. Мы увидим в зеркалах четыре изображения этой свечи, по два изображения в каждом. Если один из нас станет перед теми же двумя зеркалами, то он будет видеть себя в обоих зеркалах в четырех различных положениях.