Угол падения

У́гол паде́ния — угол между лучом, падающим на отражающую или преломляющую поверхность, и нормалью к этой поверхности в точке падения луча^[1].

Является следствием первого закона геометрической оптики^[2], согласно которому в однородной среде свет распространяется прямолинейно. Третий закон геометрической оптики связывает угол падения и угол отражения для зеркальной поверхности. В этом случае падающий, отражённый луч и нормаль, проведённая в точку падения, лежат в одной плоскости (называемой плоскостью падения), а угол падения равен углу отражения.

Согласно второму закону геометрической оптики (т. н. закону преломления, или закону Снеллиуса), угол падения связан с углом преломления следующим соотношением^[3]:

${\displaystyle n_{1}\sin \alpha =n_{2}\sin \gamma }$,

где ${\displaystyle n_{1}}$ — показатель преломления среды, из которой падает луч света, ${\displaystyle n_{2}}$ — показатель преломления среды, в которую луч света распространяется после падения, ${\displaystyle \alpha }$ — угол падения, а ${\displaystyle \gamma }$ — угол преломления луча света^[4].

Третий закон геометрической оптики (т. н. закон отражения) устанавливает связь между углами падения и отражения:

${\displaystyle \alpha =\beta }$,

где ${\displaystyle \alpha }$ — угол падения, ${\displaystyle \beta }$ — угол отражения^[5].

Углы падения, отражения и преломления используются при разработке и создании оптических систем^[6].

${\displaystyle \mathrm {N} \!\!\mathrm {B} !}$ В англоязычной литературе приняты иные обозначения для углов падения (${\displaystyle \theta _{1}}$), отражения (${\displaystyle \theta _{3}}$) и преломления (${\displaystyle \theta _{2}}$).

В рамках геометрической оптики не рассматриваются физические причины прямолинейного распространения, отражения и преломления света. Физика этих явлений объясняется в волновой оптике, в которой свет представляет собой электромагнитную волну, обладающую амплитудой, фазой, поляризацией и скоростью распространения в среде. В физической оптике связь между оптическими параметрам среды и свойствами отражённого излучения описывается уравнениями Максвелла.