Почему угол отражения света равен углу падения? Ведь фотон не шарик, да и электрон тоже?

В классической оптике доказательство равенства углов падения и отражения света опирается на принцип Гюйгенса. Суть принципа Гюйгенса сводится к утверждению, что каждая очередная точка среды, которой достигает распространяющаяся в этой среде (первичная) световая волна, становится источником новых (вторичных) световых волн. Геометрическая огибающая этих вторичных волн дает новое положение перемещающегося волнового фронта.

Пусть на границу раздела двух сред AC падает плоская световая волна, ограниченная лучами I и I’. Отраженная волна ограничена лучами II и II’. В тот момент времени, когда луч I достигает границы раздела в точке A, отрезок AD, перпендикулярный лучами I и I’, представляет собой фронт падающей волны, а точка A, первой из точек границы раздела, становится источником вторичных волн.

К моменту времени, когда границы раздела в точке C достигает луч I’, вторичная волна с центром в точке A, принимающая участие в формировании отраженной волны, будет уже полуокружностью, которая пересекает луч II в точке B. Отрезки AB и DC равны между собой, поскольку все лучи распространяются в данной среде с одной и той же скоростью.

Аналогичным образом испускают вторичные волны также и все остальные точки границы раздела, лежащие между точками A и C. Таким образом, отрезок BC, касающийся соответствующих полуокружностей всех вторичных волн, оказывается фронтом отраженной волны, перпендикулярным лучам II и II’.

Легко видеть, что прямоугольные треугольники ABC и ADC равны друг другу, из чего следует равенство углов DAC и BCA, в свою очередь, равных углу падения и углу отражения, соответственно, ч. т. д.

Как видите, приведенное доказательство - чисто геометрическое и, более того, совсем не сложное. Правда, физики в нем, за исключением ссылки на скорость света, нет почти никакой, а сам принцип Гюйгенса, в первоначальной его формулировке, «есть не более чем геометрический рецепт для построения волновых фронтов» (Сивухин Д. В. Оптика §39).

Если же свет считать потоком корпускул (фотонов), а не электромагнитной волной, то здесь уже начинается совсем другая физика – квантовая оптика. Кстати, не вижу ничего предосудительного или зазорного в модельном представлении фотона шариком. Пусть в реальности и неизвестно, что собой представляет фотон, но шар – в любом случае, очень удобный для вычислений симметричный геометрический объект, сплошь и рядом успешно используемый в различных физических моделях.

Что же касается корпускулярного доказательства равенства углов падения и отражения света, то это равенство легко можно доказать средствами классической механики, исходя из законов сохранения импульса и энергии, и допустив наличие у фотонов не нулевой массы, что не так уж и далеко от истины.

Вообще-то, вопрос о массе фотона очень часто вызывает весьма болезненную реакцию у большей части физиков. Тем не менее, в завершение своего ответа процитирую одного, по всей видимости, давнего автора Яндекс Кью, которая уже отвечала на похожий вопрос несколько лет назад. Не могу не согласиться с тем что:

Итак, доказательство равенства углов падения и отражения света в рамках геометрической оптики приведено выше, а доказать его на языке классической механики вы легко сможете самостоятельно.

фотон например желтого цвета имеет размер 600 нм, а расстояние между атомами 0,1 нм, поэтому свет (фотон) отражается не от точки, а сразу от всех ( 600/0,1)^2=40000000

Но не всегда угол отражения = углу падения, например в поу драгоценных минералах: Адуляр, Беломорит (лунный камень) и в ценных поделочных плагиоклазах - лабрадорит.

Суть равенства угла в волновой природе света и принципе суперпозиции. Первое мы наглядно наблюдаем в окружающей действительности. А второе не столь наглядно и связано с особенностью взаимодействия волны с препятствием в точке соприкосновения.