物理、開管への反射について

質問

物理。閉管で光が反射されるのは、管の閉まっている底で反射されると理解できますが
開管で光が反射されるのはなぜですか。どこで反射されているのでしょう

回答No.2

Tann3

開管で音が反射することは知られていますが、光が反射するとは聞いたことがありません。

　音は、空気という媒体を伝わりますが、管の内部と外部とでは、音波を伝える空気の「抵抗」（音響インピーダンス）が異なりますので、管の出口付近に一種の空気の「界面」（インピーダンス不整合）ができます。ここで音波の一部が反射する訳です。

→たとえば、ウィキペディアの「インピーダンス整合」の「４．音響インピーダンス」参照
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%A4%E3%83%B3%E3%83%94%E3%83%BC%E3%83%80%E3%83%B3%E3%82%B9%E6%95%B4%E5%90%88

　光の場合は、例えば空気と水の界面があれば、一部は透過し、一部は反射します。
　ただし、これが同じ空気を媒体とする開管で生じるということを、私は寡聞にして聞いたことがありません。

回答No.1

Quarks

音波の場合で書いてみます。

両端が開いている管の一端から、波長等が適切な音を送り込むと、共鳴が起こります。明らかに音源から送り込まれた音波と、逆向きに進んでくる音波が在るからに違いありません。しかし、音源が置かれていない側の開口部付近には音源らしきものは有りません。
このような「状況証拠」から、音源から進んできた波が「反射」したのだとしているわけです。閉端で反射するのはイメージし易いのですが、壁らしきものも無い場所で、音波が「跳ね返って来る」というのはイメージし難いです。

管の内部から外に向かって進んでくる音波は、疎や密の状態が進んで来る波です。
もし、開口部で、管の内部から進んでくる波（以下では、波Ｗと呼びます）しか無いとしたら、開口部の外でも疎密変化が生じるはずです。
しかし、開口部は外気と同じ状態ですから、圧力変化がありません。
この「矛盾」のように見える事情をどう解釈するかといえば、Ｗを打ち消すように別の波Ｗ'が生じているからだと考えるしかありません。このＷ'が、管内に進んで行ってＷと干渉する波であり、「反射波」と解釈されている波です。