Поскольку плоскую синусоидальную электромагнитную волну невозможно отразить по закону «угол отражения равен углу падения», даже в самых современных учебниках для объяснения отражения/преломления используют «шпалу» Гюйгенса.
То есть, свет, когда ему приспичит отразиться или преломиться теряет свои синусоподобные волновые свойства, и трансформируется в некое подобие одиночного твердого предмета. Мы его назвали «шпалой», Гюйгенс подразумевал некий «стержень». Как всякий твердый предмет, отражать его по нашему закону гораздо удобнее, чем волну. А с преломлением, все равно, получилось плохо. Напомним объяснение явления преломления Гюйгенсом:
«Каждый волновой фронт можно рассматривать как твердый стержень, удерживаемый двумя людьми за оба конца. Волны в воздухе можно представить в виде этих двух людей, идущих по сухой почве, все время, держась за концы стержня; волны в воде можно представить в виде тех же людей, идущих по жидкой грязи. Когда А и В приближаются к грязи, В вступает на нее раньше и замедляет свой шаг. За тот промежуток времени, в течение которого скорости А и В различны, стержень меняет направление». (Л.Эллиот и У.Уилкокс, «Физика», М., «Наука», 1975г., стр. 560.)
Во-первых, механизм движения стержня в условиях переменных почвенных условиях ничего не говорит о причинах этой переменности. То есть, почему скорость света в среде меньше, чем в вакууме так и осталось загадкой. Во-вторых, для движения стержня совсем необязательно менять при этом направление. С таким же успехом, стержень можно нести и дальше.
Поэтому причина и механизм изменения направления тоже осталась неясна. Что-то звучало на тему об обязательной перпендикулярности «шпал» направлению «направляющих», но тогда из этого следует, что дело совсем не в «шпале», а в «направляющих». Это они меняют направление. А шпала уже подчиняется им. При этом, подстраиваясь под направляющие всеми силами. Меняет свою длину
А теперь представьте себе, что мы только половину шпалы рассмотрели, а на самом деле она была длиньше:
То есть, ее еще и «ломает» в процессе преломления.
В общем, причина преломления механизмом ношения стержня никак не объясняется. И уж тем более, эта объяснялка ничего не может сказать про преломление с дисперсией (это когда среда не только меняет направление направляющей, но и для каждой шпалы она меняет направление чуть-чуть по-разному).
Впрочем, попытки преломлять плоскую синусоидальную волну тоже наблюдаются, но получается еще хуже.
Другими словами, в этой геометрии не стоило делать упор на штрихованные волновые проекции векторов k на ось х.
И с отражением здесь только на первый взгляд кажется все чудесно. Ровно до тех пор, пока «траектории» падающего света и отраженного не заменить на собственно синусоидальную волну.
Становится видно, что по закону «угол отражения равен углу падения» эту волну просто будет «рвать». Ну а движение хвостом противофазой вперед – просто неизбежно.
Дисперсия – это вообще другая физика. Там ни «стержень», ни «траектория» никак не подходят. И что подходит до сих пор не определились. Существует несколько версий преломления с дисперсией, но в каждой из них несовместимые с жизнью врожденные косяки.
