Dans le modèle de lumière de Newton comme étant composé de particules, il est facile dimaginer la réflexion comme étant le rebond de corpuscules individuels sur une surface. Cependant, comme la lumière peut également se comporter comme une onde, elle pose un défi pour visualiser la réflexion.
Comment une onde se reflète-t-elle sur une surface, que ce soit une réflexion spéculaire ou une réflexion diffuse? Londe doit-elle dabord être absorbée, puis réémise? Ou y a-t-il un mécanisme différent?
Commentaires
- Cette question traite de la réflexion et de la réfraction par électrodynamique quantique: physics.stackexchange.com / q / 2041
- @Bjorn: Donc, daprès ce que jai compris, les photons sont effectivement absorbés et réémis pendant la réflexion. Pourquoi alors langle dincidence est-il égal à langle de réflexion? Logiquement, il doit y avoir une durée limitée pendant laquelle lélectron conserve lénergie. Lorsquil est rayonné, pourquoi nest-il pas dans une direction aléatoire?
- Ils ' ne sont pas rayonnés au hasard à cause des interférences. Je me souviens dune bonne discussion Feynman à ce sujet (je pense que dans la deuxième de ses conférences publiques QED ) – je viens de regarder le fil @Bjorn lié à et Feynman ' s QED y est la référence principale.
- @ Simon, @ voithos: Oui et non, ils sont effectivement dispersés au hasard mais dans une superposition de toutes les directions possibles . Le principe de superposition quantique sélectionne alors, par interférence, la direction réfléchissante (non aléatoire) comme résultat classique principal (de loin le plus probable). Ceci est décrit dune TRÈS bonne manière dans la lecture tout à fait essentielle: " Feynman – QED Létrange théorie de la lumière et de la matière. "
- @Bjorn: Cest vrai, jaurais dû être plus prudent dans mon commentaire!
Réponse
Je vais juste aller de lavant et écrire ceci même si cela a déjà été traité dans lautre fil .. mais je nai pas posté là-bas donc 🙂
Dabord, si vous pensez à la lumière comme une onde (scalaire) (qui est vraiment une façon de penser semi-classique mais qui pourrait suffire à répondre à votre question) vous pouvez invoquer le principe de Huygen-Fresnel qui dans ce cas se résume à considérer chaque point de la surface réfléchissante comme un origine dune onde sphérique réémise avec une phase de départ directement liée à la phase obtenue par le point du front donde incident.
La superposition de ces fronts donde, après les avoir laissés interférer de manière destructrice les uns avec les autres, vaudra à un nouveau front donde combiné qui se propage selon la loi de Snells (angle dincidence = angle de réflectance). Voir cette image pour lillustration correspondante de la réfraction (qui est très similaire, je nai pas pu trouver rapidement une bonne image de réflexion):
Maintenant, la lumière ne se comporte pas vraiment « parfois comme une particule, parfois comme une onde ». Il est toujours détecté sous forme de quanta (particules) mais les amplitudes de probabilité (phases) se propagent sous forme dondes. Une façon dexprimer la propagation est de dire quun photon est en quelque sorte divisé et emprunte tous les chemins possibles entre A et B (ou, dans le cas dun réflecteur, de A à nimporte quel point du réflecteur et ensuite de là au point B nimporte comment). Chaque chemin reçoit une contribution de phase et tous les chemins indiscernables sont additionnés. La plupart des chemins sannulent simplement, mais certains interfèrent de manière constructive, créant une grande contribution (au cas où vous ne connaissez pas QM, lamplitude de probabilité au carré est la probabilité de lévénement décrit, donc une contribution importante signifie que ce résultat se produira très probablement). Il y a une TRES bonne image et une description de ce processus dans Feynman – QED The Strange Theory of Light and Matter (comme je lai écrit dans le commentaire ci-dessus).
Dans le cas du réflecteur, la grande contribution se produit à langle classique de réflectance (encore une fois la loi de Snell). Notez la similitude entre cette formulation (appelée approche intégrale de chemin) et le principe semi-classique décrit ci-dessus; ce nest pas une coïncidence bien sûr.
Aussi pour faire une brève digression sur votre question implicite sur le temps de « réflectance » non nul par atome – en disant quune orbite électronique absorbe lénergie des photons pendant un certain temps. le réémettre un temps non nul plus tard est bien entendu aussi une légère simplification. En réalité, lélectron interagit avec le photon, change un peu son élan, le réémet (interagit) avec le nouveau photon et modifie à nouveau son élan. Ce processus de diffusion se produit à tous les instants et temps intermédiaires autorisés, qui sont alors tous superposés comme ci-dessus et par conséquent je ne suis pas sûr quil soit significatif de parler dun temps de réflexion appréciable. Notez que cette diffusion est en pratique très différente de la diffusion qui peut exciter lélectron vers une autre orbite.
Commentaires
- Ah, intéressant. Je pense que le dernier paragraphe était probablement le plus utile. Et, comme je continue à lire tout le monde, il semble que rechercher les exposés et les publications de M. Feynman ' est un bon moyen den savoir plus sur la gestion de la qualité en général. : D
Réponse
En fait, je considère la réflexion dune onde plus facile que la réflexion dune particule: disons que nous avoir un milieu dans lequel londe peut se propager facilement, cest-à-dire que son amplitude peut varier librement, remplissant une sorte déquation donde. Vous pouvez l imaginer comme une séquence d oscillateurs, où chacun d entre eux transmet toujours son énergie au suivant.
Si nous mettons maintenant un mur de briques dans le sens de la vague, nous créons essentiellement une région où il ny a pas ou beaucoup moins doscillateurs pour reprendre lénergie. Alors que fait londe? Elle ne peut pas continuer dans la direction dorigine, il ny a aucun moyen de se débarrasser de lénergie. Donc les oscillateurs ont pas dautre choix que de renvoyer lénergie à travers le médium.