ホイヘンスの原理による 入射角 = 反射角 の証明
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2025.11.23


 ホイヘンスの原理 とは「 波面の各点から素元波が生じ、素元波の共通する面が次の波面になる。」というものです。ホイヘンスの原理は、波の回折の原理を説明する道具でもありますし、波の屈折の原理を説明する道具でもありますし、また、波の反射の原理を説明する道具でもあります。波の反射には 入射角 = 反射角 という法則がありますが、ホイヘンスの原理は、この法則を見事に説明するのです。

   
             ※ AC と BP は 波面を表す線分です。

∠EAF = ∠PAB の証明は、

   まず、三角形ABC と 三角形BAP とが合同であることを示します。

   三角形が合同であるためには、次の3つのうち1つ以上が成り立つことです。
     @ 3辺がそれぞれ等しい
     A 2辺とその間の角がそれぞれ等しい
     B 1辺とその両端の角がそれぞれ等しい
   直角三角形が合同であるためには、次の2つのうち1つ以上が成り立つことです。
     C 斜辺と他の1辺がそれぞれ等しい
     D 斜辺と1鋭角がそれぞれ等しい

   D を満たす三角形は、残りの鋭角も等しいので、B を満たして合同です。
   C を満たす2つの合同な三角形をくっつけると、2つの三角形の斜辺を2辺とする
  二等辺三角形となって1鋭角が等しいことが分かり、D を満たすことになります。