Hvordan fungerer refleksion?

Jeg fortsætter bare med at skrive dette ned, selvom det allerede er dækket af den anden tråd .. men jeg sendte ikke der så 🙂

Først hvis du tænker på lys som en (skalær) bølge (som virkelig er en semi-klassisk måde at tænke på, men måske er nok til at besvare dit spørgsmål) kan du påberåbe Huygen-Fresnel-princippet, som i dette tilfælde koger ned til at betragte hvert punkt på den reflekterende overflade som en oprindelsen til en genudsendt sfærisk bølge med en startfase, der er direkte relateret til den fase, punktet fik fra den indfaldende bølgefront.

Superpositionen af disse bølgefronter, når du lader dem destruktivt interferere med hinanden, vil beløbe sig til en ny kombineret bølgefront som formerer sig i henhold til Snells lov (indfaldsvinkel = refleksionsvinkel). Se dette billede for den tilsvarende illustration af brydning (hvilket er meget ens, jeg kunne ikke hurtigt finde et godt billede af refleksion):

Nu opfører lys sig ikke sommetider som en partikel, nogle gange som en bølge. Det detekteres altid som kvanta (partikler), men sandsynlighedsamplituderne (faser) formeres på en bølgelignende måde. En måde at udtrykke forplantningen på er at sige, at en foton er slags split og tager enhver mulig sti mellem A og B (eller, i tilfælde af en reflektor, fra A til ethvert punkt på reflektoren og derefter derfra til punkt B på nogen måde). Hver sti får et fasebidrag, og alle de uadskillelige stier sammenfattes. De fleste stier annullerer simpelthen hinanden, men nogle konstruktivt interfererer og skaber et stort bidrag (hvis du ikke kender QM, er sandsynlighedsamplituden i kvadratet sandsynligheden for den beskrevne begivenhed, så et stort bidrag betyder, at dette resultat sandsynligvis vil forekomme). Der er et MEGET godt billede og en beskrivelse af denne proces i Feynman – QED The Strange Theory of Light and Matter (som jeg skrev i kommentaren ovenfor).

I tilfælde af reflektor finder det store bidrag sted i den klassiske refleksionsvinkel (Snells lov igen). Bemærk ligheden mellem denne formulering (kaldet stienintegreret tilgang) og det semi-klassiske princip, der er skitseret ovenfor; dette er naturligvis ikke en tilfældighed.

Også for kort at afvige fra dit underforståede spørgsmål om per-atomets ikke-nul “reflektans” -tid – idet man siger, at en elektronbane absorberer fotonenergien et stykke tid genudsender det en tid uden nul senere er selvfølgelig også en lille forenkling. I virkeligheden interagerer elektronen med en foton, ændrer dens momentum en smule, den udsender (interagerer) med den nye foton og ændrer dens momentum igen. Denne spredningsproces finder sted på alle tilladte momenta og mellemliggende tidspunkter, som derefter alle er superpositioneret som ovenfor, og derfor er jeg ikke sikker på, at det er meningsfuldt at tale om enhver mærkbar refleksionstid. Bemærk, at denne spredning i praksis er meget forskellig fra spredning, som kan excitere elektronen til en anden bane.

Kommentarer

• Ah, interessant. Jeg tror, at sidste afsnit sandsynligvis var det mest nyttige. Og da jeg fortsætter med at læse alle, ser det ud til at slå op på Mr. Feynman ' s foredrag og publikationer er en god måde at lære mere om QM generelt. : D

Faktisk betragter jeg refleksion af en bølge lettere end refleksion af en partikel: siger vi har et medium, hvor bølgen let kan forplante sig, dvs. dens amplitude kan variere frit og fuldfylde en slags bølgeligning. Du kan forestille dig det som en sekvens af oscillatorer, hvor hver af dem altid overfører sin energi til den næste.

Hvis vi nu lægger en murstensmur i bølgens måde, opretter vi stort set bare en region, hvor der er ingen eller meget færre oscillatorer, der overtager energien. Så hvad gør bølgen? Den kan ikke fortsætte i den oprindelige retning, der er ingen måde, den kan slippe af med energien. Så oscillatorerne har intet andet valg end at sende energien tilbage gennem mediet.