¿Por qué el ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión?

No, no es lo mismo sino igual.

ahora, supongamos que la luz viaja de A a B, entonces la longitud del camino de A a B es

Como la velocidad es constante, la ruta de tiempo mínima es simplemente la ruta de distancia mínima. Esto se puede encontrar estableciendo la derivada de L con respecto a x igual a cero.

Estas ecuaciones se reducirán aún más a

θ i = θ r

Por lo tanto, el ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión. Esta es la ley de la reflexión.

Es la primera ley de la óptica geométrica de la reflexión y la ley no tiene prueba ni derivación en la física clásica.

Desde la perspectiva de la mecánica cuántica: la luz incidente es el rayo de fotón, cuando chocan con el electrón presente en la capa superior del espejo, la colisión es perfectamente inelástica, por lo que la energía del fotoón se convierte en energía cinética, calor y luz.

Entonces, las condiciones de colisión inelástica son:

• La energía cinética de las partículas no se conserva.
• El momento se conserva

Entonces, el ángulo y la velocidad del fotón son los mismos según la ley de conservación. Pero la intensidad de la luz reflejada no es la misma.

Gracias

Tan pronto como la luz cae sobre la superficie del espejo, se refleja de tal manera que los ángulos, theta i & theeta r, formados por rayos coplaner, con respecto a una superficie perpendicular (normal) al plano, serán iguales . Esto está de acuerdo con las leyes de la reflexión. Y este es el comportamiento natural de la luz con cualquier superficie de espejo.

Pero, la pregunta es ¿por qué se comportan así? Puede ser por una simple razón geométrica.

Cada punto del espejo refleja la energía de la luz en todas las direcciones en el mismo medio. Aquí el punto a tener en cuenta es que la velocidad de caída del rayo sobre la superficie del espejo es la misma que la velocidad de reflejar la energía de la luz.

Y si su velocidad es la misma, la distancia (o la longitud) de los parches fijos de los rayos incidentes y reflejados, debe ser igual. Por lo tanto, lo normal tiene que ser la bisectriz perpendicular de la base del triángulo (ya que la base y la superficie del espejo son paralelas entre sí), ya que el triángulo formado es un triángulo isóscleo. Entonces, ahora 2 triángulos formados en los isósceles, siendo, congruentes (por criterio de congruencia SSS), sus ángulos correspondientes deben ser iguales.

Por lo tanto, ángulo de incidencia = ángulo de reflexión.

Creo que esto se debe al teorema de Fermat que dice que la luz viaja entre dos puntos a lo largo del camino que requiere menos tiempo, en comparación con otros caminos cercanos.

Esto puede explicarse por la electrodinámica cuántica. En caso de una colisión perfectamente inelástica, se conserva el impulso y la luz elige el camino que tarda menos tiempo en llegar al punto final que crea un camino y da como resultado que el ángulo reflejado sea igual al ángulo incidente.

Suponiendo que los ángulos se miden desde una superficie normal a la superficie reflectante, los ángulos de incidencia y reflexión son iguales.

Lo ‘normal’ es perpendicular a la superficie en el punto de reflexión. Medir desde una normalidad evita la incertidumbre cuando la superficie es curva, quizás asimétrica.

Sucede debido a la naturaleza ondulatoria de la luz. El principio de Huygens establece que cuando un frente de onda alcanza un punto, emite ondas pequeñas secundarias, y la superposición de estas ondas secundarias provoca la perturbación en otro punto. De esta manera, los frentes de onda se propagan.

En el caso de la reflexión, cuando aplicamos este principio y trazamos el frente de onda reflejado, se ve que el ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión (prueba geométrica).

La dirección de la luz es perpendicular a la dirección del frente de onda, por lo tanto, todo depende de cómo cambie el frente de onda. Si la luz incidente y la luz reflejada están en dos medios diferentes, entonces el ángulo reflejado puede no ser igual al ángulo incidente (se produce refracción, se produce la curvatura de la luz).

Suponga que el ángulo de reflexión es la mitad del ángulo de incidencia.

considerar una fuente de luz y

Para un ángulo de incidencia de 30 grados en un espejo, el ángulo de reflexión será de 15 grados. Coloque una pantalla donde cae el haz reflejado.

Es un principio bien establecido, que si la fuente y la pantalla se intercambian, el rayo de luz debe volver sobre su camino.

Pero en nuestro caso, el ángulo incidente, en la fuente de inversión y la pantalla, será de 15 grados y el rayo reflejado será de 15/2 grados,

completo caos

la única forma es ángulo de incidencia = ángulo de reflexión.

de lo contrario se está dispersando.

La lógica es bastante simple. La luz quiere viajar en el menor tiempo posible.
Y eso sucederá solo cuando el ángulo de incidencia sea igual al ángulo de reflexión.
Y la prueba matemática también es bastante simple. Mediante el uso de mínimos máximos se puede mostrar. O incluso por un método geométrico.
Espero que haya ayudado.

PRIMERO, cuando aplique o use los principios de Huygens, encontrará que de acuerdo con él, todo el frente de onda paralelo secundario después de ser producido colisionará con la pared y luego en el punto de contacto cambiará su curvatura, manteniendo la continuidad, que es otra línea recta inclinada al mismo a lo normal como el ángulo de inclinación

La SEGUNDA luz intentará trazar siempre la ruta más pequeña en lugar de la larga, por lo tanto, siempre tendrá ángulos iguales

TERCERO según la teoría de colisión esta regla está en perfecta armonía

Los significados físicos de esta ley se explican por hyugens según la teoría de ondas
PERO si está tratando de entender el beneficio de esta ley, entonces el beneficio es que la ley es verdadera y sigue la ley de la naturaleza.

Es el caso debido al principio de fermat del tiempo extremo. Dice que la luz tomará caminos tales como maximizar, minimizar o no maximizar ni minimizar el tiempo de viaje de un punto a otro. Este principio que comenzó en óptica ahora se usa en toda la física, se llama principio de acción extrema.

De hecho, hay dos partes en la ley de reflexión: la primera parte dice que el rayo incidente, el rayo reflejado y el normal a la interfaz están todos en un plano; La segunda parte es que el ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión.

La ley de Snell es similarmente una formulación de dos partes, y nuevamente se puede probar de la misma manera, con el principio de tiempo extremo de Fermat.

Tenga en cuenta que no es tiempo “mínimo”. No es demasiado difícil construir ejemplos en los que la luz realmente elija el camino que maximice localmente el tiempo necesario. ¡Imagínate!

cuando se mide desde la superficie normal, entonces sí, o en otras palabras, si sabe cómo se refleja la luz desde un punto específico de una superficie, entonces lo normal para esa superficie dividirá el ángulo entre el rayo de incidencia y el rayo reflejado.

Por supuesto, la superficie normal rara vez es constante sobre una superficie; por ejemplo, en una parábola, la normal siempre está en la dirección del foco de la parábola.

no es lo mismo pero ambos son iguales. el ángulo de incidencia es el ángulo formado por el rayo incidente con el normal, pero el ángulo de reflexión es el ángulo formado por el rayo reflejado con el normal.

No siempre, solo por reflexión.