Если я не ошибаюсь, то большинство читателей, вспоминая курс геометрической оптики, готовы сразу же выпалить простой и в то же время, универсальный закон: угол падения равен углу отражения! Не буду приводить формулу, которая лучше слов иллюстрирует эту фразу, а вот дополнить закон отражения всё же стоит.
На самом деле, почему свет отражается именно так, а не иначе, определяет интересный физический принцип, принцип Ферма. Он назван в честь учёного, первым разгадавшего природу поведение световых лучей. Звучит принцип следующим образом: из всех путей, по которым пойдёт свет, он всегда выберет тот, на преодоление которого потратит меньше времени. Во Вселенной всё достаточно просто,как видите.
Луч падает и отражается в некоторую точку под таким же углом, потому что путь отражённого луча должен быть минимально возможным! До этого додумались ещё древнегреческие учёные, но окончательно удалось доказать принцип Ферма только несколько сотен лет назад. Догадка сначала обретает словесное описание, потом проходит проверку на практике, подтверждается и занимает своё место в копилке физических теорий.
Из принципа Ферма есть несколько важных следствий.
Самое первое и самое очевидное: пройдя сквозь предмет по одной траектории, свет вернётся по такой же! Если вы светите фонариком через глыбу льда, а за глыбой стоит зеркало, то не сомневайтесь - траектория отражённых лучей будет в точность повторять траекторию падающих.
Второе свойство касается призм - оптических устройств, использующихся в биноклях и ряде других приборов. Как правило, они имеют форму кубика или подобную (трапеции, конуса...). Они отклоняют падающие лучи согласно всё тому же принципу Ферма - луч преломляется, так как стремиться сократить своё передвижение по призме, выбирая самую короткую траекторию.
А вот третье следствие принципа вы видите каждое утро! Знаете ли вы, что на восходе Солнца, мы видим не светило, а его мираж? На самом деле, когда в наш глаз попадает свет от Солнца, оно находится под горизонтом. Его лучи скользят по нагретой атмосфере и преломляются, компенсируя выпуклость земли изменением своей траектории. Свет словно заливается за край планеты и вот мы уже видим диск нашей звезды над горизонтом.
Было интересно? Посмотрите другие материалы канала и подпишитесь
