Почему гладкая поверхность задаёт лучу направление
Свет — это электромагнитная волна. Когда она достигает зеркального покрытия, его свободные электроны начинают колебаться под действием волны и создают отражённое излучение. На ровной поверхности волны от разных участков складываются согласованно: их направления не перемешиваются, поэтому отражение получается упорядоченным.
Важна не идеальная гладкость сама по себе, а её масштаб: неровности должны быть малы по сравнению с длиной световой волны. На шероховатой стене участки поверхности наклонены по-разному, и каждый отражает свет в свою сторону. Поэтому стену можно увидеть почти из любой точки, а в зеркале возникает чёткое изображение.
Откуда берётся изображение за зеркалом
Луч света от предмета отражается от зеркала и попадает в глаз. Мозг, привыкший считать, что свет распространяется по прямой, мысленно продолжает этот луч назад. Продолжения лучей сходятся за поверхностью — там и кажется расположенным отражение.
Это мнимое изображение: световые лучи на самом деле не собираются в точке за зеркалом, и экран, поставленный туда, его не поймает. Но геометрия отражения делает видимое положение достаточно убедительным, чтобы зеркало казалось окном в пространство по ту сторону стекла.
