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光は平面波としてではなく、光線として考えているということでよいですか？光線の軌跡がつくる折れ線たちが、同一平面上にあるということでしょうか。
ベクトルとしての答えになっているかはわかりませんが。
原点をOとする。入射光直線LにOから垂線を下ろし、その足をHとする。LとOHが乗っている平面がxy平面になるように、x,y軸を定める。具体的に、OH方向にx軸、Oを通ってLに平行に(x軸に垂直に)y軸をとる。Lが球の壁に当たる点をPとする。Pにおける球の接平面は、OPを法線とする平面である。接平面で反射するとき、反射後の直線は、接平面の法線と入射光が乗っている平面に乗る。法線と入射光はともにxy平面に乗っているので、反射光もxy平面に乗る。以後の反射でも同じようになるので示せた。
接平面の視点で理解できました！丁寧な説明ありがとうございました😊
ベクトルの問題と考えていただければ幸いです。すみません、説明不足でした。