Формулу «угол отражения равен углу падения» знают, кажется, все. Но то, что эта формула верна лишь в одном частном случае не знают, похоже, даже многие профессиональные физики.
Рассмотрим взаимодействие электромагнитной волны (ЭМВ) с отражательной дифракционной решёткой ДР для двух случаев:
- покоя относительно источника ЭМВ
;
- движения со скоростью
относительно источника ЭМВ (Рис.1).
http://samlib.ru/img/d/doroshew/ris/up.jpg В обоих случаях плоская монохроматическая ЭМВ падает на ДР под углом
к её нормали.
Покажем, что углы отражения ЭМВ
движущейся ДР для всех максимумов интерференции не равны углу падения.
Поведение луча для максимумов интерференции
и
понятно, поскольку углы отражения для монохроматических ЭМВ разных длин волн - разные. В итоге, для сложных ЭМВ формируются плоские изображения - спектры, и по ним уже спектроскопическими приборами, содержащими ДР, определяются радиальные скорости звёзд [2].
Поскольку двигающаяся ДР формирует все максимумы интерференции одновременно из общей падающей ЭМВ , то это приводит к изменению угла отражения и для максимума
. Действительно, как показано в [2], изменение угла отражения имеет место при отражении ЭМВ двигающимся зеркалом. (Следует помнить, что ДР при
– зеркало.)
Выводы: 1.Угол отражения равен углу падения только в одном случае: при неподвижном относительно источника ЭМВ отражателе.
2. Для измерения скорости источника ЭМВ дифракционную решётку при необходимости можно заменить зеркалом [3], что существенно упростит измеритель скорости.
1.
https://ru.wikipedia.org/wiki/High_Accuracy_Radial_velocity_Planet_Searcher2.
http://ufn.ru/ufn89/ufn89_9/Russian/r899f.pdf3.
https://dxdy.ru/topic143568.html