光の反射の法則

設定：光が平面鏡に入射角 $\theta_1$ で当たる。反射の法則を確認する。

反射の法則：

$$\theta_1 = \theta_2$$

入射角 $\theta_1$ と反射角 $\theta_2$ はともに法線（鏡面に垂直な線）から測ります。入射光線・反射光線・法線は同一平面上にあります。

平面に対する角度が与えられた場合：鏡面と光線のなす角が $\alpha$ なら、入射角は

$$\theta_1 = 90° - \alpha$$

例えば、光が鏡面と $30°$ の角度で当たる場合：

$$\theta_1 = 90° - 30° = 60°$$

反射の法則より $\theta_2 = \theta_1 = 60°$ となり、反射光も鏡面と $30°$ の角度で出ていきます。

光速の計算（確認）：入射角 $30°$、反射角 $30°$ のとき、光は $v = 2.0$ m/s（実験条件によるスケール速度）で等速直線運動します。

補足：乱反射と鏡面反射

凸凹のある面では、各点での法線の向きがバラバラなので光が四方八方に反射します（乱反射）。しかし微視的に見ると、各点では反射の法則が成り立っています。