Угол, образованный отражённым лучом и тем же перпендикуляром, называется углом отражения

Из опыта видно, что углы отражения и падения равны. Увеличим угол падения — увеличивается и угол отражения света, но по-прежнему эти углы равны. А то, что мы на оптическом диске видим не только падающий луч, но и отражённый, говорит о том, что они оба лежат в одной плоскости — плоскости диска. На основании таких вот простых опытов мы можем сформулировать закон отражения света, открытый Евклидом в III веке до нашей эры. Итак, падающий луч, отражённый луч и нормаль к отражающей поверхности в точке падения луча лежат в одной плоскости. При этом угол отражения света равен углу падения.

А теперь по направлению отражённого луча пустим луч света от осветителя. Он отразится от зеркала и пойдёт по направлению, по которому в предыдущем опыте шёл падающий луч. Лучи и углы как бы поменялись местами. Это свойство отражённого и падающего лучей называют обратимостью (или взаимностью) световых лучей.

Закон отражения света можно вывести и из одного общего принципа, описывающего поведение волн. Этот принцип впервые был сформулирован Христианом Гюйгенсом «Трактате да ла Люмьер» в 1690 году. Итак, согласно принципу Гюйгенса каждая точка волнового фронта является источником вторичных волн. Огибающая поверхность к фронтам волн от вторичных источников определяет положение нового фронта волны.

Покажем справедливость закона отражения света с помощью принципа Гюйгенса. Для этого предположим, что на плоскую отражающую поверхность падает параллельный пучок света.

Выделим в нём два луча, например, А ₁ А и В ₁ В. Проведём фронт волны для момента времени, когда луч А ₁ А дошёл до отражающей поверхности. Тогда в точке В колебания начнут возбуждаться с запаздыванием по времени на величину СВ к υ, где υ — это скорость волны в данной среде.

В момент времени, когда волна достигнет точки B и в этой точке начнётся возбуждение колебаний, вторичная волна с центром в точке A уже будет представлять собой полусферу радиусом υ Δ t. Радиусы вторичных волн от источников, расположенных между точками A и B, меняются так, как показано на экране.

Огибающей вторичных волн является плоскость BD (касательная к сферическим поверхностям). Она представляет собой волновую поверхность отражённой волны. При этом отражённые лучи АА ₂ и BB ₂ перпендикулярны этой поверхности.

Теперь рассмотрим два треугольника ABD и АВС. По построению это два прямоугольных треугольника, у которых стороны AD = CB, а сторона АВ у них общая. Следовательно, эти два треугольника равны (по четвёртому признаку равенства прямоугольных треугольников). Тогда и углы ∠ DBA = ∠ CAB равны между собой.

С другой стороны угол ∠ CAB равен углу падения, как углы с перпендикулярными сторонами. Аналогично угол ∠ DBA равен углу отражения. Отсюда следует вторая часть закона отражения света, что угол отражения равен углу падения.

В физике принято различать два вида отражений света: зеркальное и диффузное (или рассеянное).

Зеркальным называется отражение, при котором падающий на плоскую зеркальную поверхность параллельный пучок лучей после отражения остаётся параллельным.