Wenn Sie also eine Glühbirne in einem Raum haben und Sie ein Werkzeug hatten, um die Lichtmenge im Raum zu messen, dann nehmen wir an, dass die Lichtmenge, die nur von der Glühbirne verursacht wird, "1" ist.
Wenn Sie einen Spiegel neben die Glühbirne stellen, erhöht sich die Lichtmenge im Raum auf "2"?
Können Sie so weitermachen, dass das Licht im Raum mit mehr Spiegeln auf 3 usw. ansteigt?
Wie weit kannst du damit gehen? Fügt es dem Raum tatsächlich Licht hinzu oder bewirkt es einfach, dass sich dieselben Photonen schneller bewegen (von einem Spiegel zum nächsten reflektieren), wodurch es so aussieht, als wäre mehr Licht im Raum, aber das ist wirklich nicht der Fall?
Hat mich zum Nachdenken gebracht, also dachte ich, ich frage hier :)
Ich denke, dass die anderen beiden Antworten einen interessanten Punkt Ihrer Frage übersehen. Stellen wir eine Glühbirne in eine 100% reflektierende Kugel. Alle emittierten Photonen bleiben innerhalb der Kugel und die Lichtintensität steigt kontinuierlich bis ins Unendliche.
Echte Spiegel sind nie zu 100 % reflektierend, aber es gibt Spiegel mit einem Reflexionsvermögen von 99,98 (dies sind dichroitische Spiegel, die nur in einem schmalen Wellenlängenbereich arbeiten). Mit solchen Spiegeln kann das Licht 1000-mal reflektiert werden, bevor es aus der Kugel austritt, sodass die Lichtintensität innerhalb der Kugel 1000-mal höher ist als bei einer Lampe ohne Spiegel. Die Energieerhaltung wird nicht verletzt, da keine neuen Photonen erzeugt werden.
Was wir gerade geschaffen haben, ist eigentlich ein optischer Resonator , obwohl wir normalerweise ein eindimensionales Gehäuse mit zwei parallelen Spiegeln und einem dazwischen eingefangenen Laserpuls haben (wie in der Cavity-Ring-Down-Spektroskopie ). Hohlspiegel werden zum besseren Lichteinfang verwendet.
Ich nehme an, Sie meinen mit "Licht im Raum" die von der Glühbirne pro Sekunde abgegebene Energie, die allgemein als "Leistung" (gemessen in Watteinheiten) bekannt ist. Sie können auch definieren, wie viel Strom auf einen bestimmten Bereich trifft, zum Beispiel die Zeitung, die Sie gerade lesen. Diese neue Größe heißt Intensität (Watt pro Fläche).
Indem Sie Spiegel in den Raum stellen, ändern Sie nie die Gesamtleistung, die Energie, die in einer bestimmten Zeit aus der Glühbirne kommt. Stattdessen ändern Sie die Intensität, dh wie viel Licht auf Ihre Zeitung trifft, aber es geht immer auf Kosten eines dunkleren Bereichs des Raums an anderer Stelle.
Um den letzten Teil Ihres Beitrags anzusprechen: Licht bewegt sich immer mit der gleichen Geschwindigkeit.
Lieber Sev, zunächst einmal eine einfache Sache. Licht im Vakuum bewegt sich immer mit der Geschwindigkeit von 299.792.458 Metern pro Sekunde: Diese Tatsache trifft aufgrund der modernen Definition von einem Meter genau zu. Die Lichtgeschwindigkeit in der Luft ist nur um 0,03 % kleiner als die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum. Nichts bewegt sich im Vakuum schneller als Licht.
Zweitens reflektieren Spiegel typischerweise weniger als 100 % des einfallenden Lichts – ungefähr 70 %. Aber das ist hier nicht das Hauptproblem.
Drittens bleibt die Energie erhalten, sodass Sie nicht viel mehr "Licht" erzeugen können, indem Sie Spiegel einsetzen. Sie können nicht 100 Haushalte beleuchten, indem Sie 1 Glühbirne haben und sie durch Spiegel "kopieren". Warum nicht? Während Sie die "Lichtmenge", die auf einen bestimmten Bereich trifft, erhöhen - und fast verdoppeln - können, wird diese Tatsache (mehr als) durch die Tatsache ausgeglichen, dass das Licht, das von dem vom Spiegel selbst eingenommenen Bereich absorbiert würde, dies nicht tut absorbiert.
Wenn es um den Energiehaushalt geht, ordnen ideale Spiegel (die der Einfachheit halber 100% des Lichts reflektieren) nur die Verteilung des Lichts neu - welche Bereiche es schließlich absorbieren und welche Bereiche es nur reflektieren. Die Gesamtlichtmenge, die absorbiert wird, ergibt sich aus der Gesamtlichtmenge, die auf die Glühbirne emittiert wird - und sie hängt nur von der Glühbirne (und ihrer Leistung) ab.
Wenn Sie Licht als „praktische Sache“ betrachten, die es uns ermöglicht, etwas zu sehen, dann möchten Sie, dass das Licht reflektiert wird, zB durch ein Buch. Aber das Zählen für ein Buch, das etwas Licht reflektiert – damit wir es lesen können – ist ähnlich wie das Zählen für einen Gegenstand, der das Licht absorbiert. Spiegel können die Lichtmenge erhöhen, die von einem bestimmten Buch reflektiert wird, aber sie erhöhen möglicherweise nicht die Lichtmenge, die vom gesamten Raum reflektiert wird, vorausgesetzt, er hat eine einheitliche Albedo.
Wenn Sie eine Glühbirne und einen Spiegel in der Nähe betrachten, sehen Sie sozusagen „zwei Glühbirnen“ und eine doppelte Lichtmenge. Das gilt aber nur aus bestimmten Richtungen. Aus anderen Richtungen ist das Ergebnis anders und oft entgegengesetzt. Wenn Sie beispielsweise Ihre Augen hinter den Spiegel stellen, sodass sich die Glühbirne auf der anderen Seite des Spiegels befindet als Sie, dann sehen Sie keine Glühbirne direkt – und kein unreflektiertes Licht einer Glühbirne (und kein Glühbirnenlicht nur von Spiegeln reflektiert).
Diese Lektion ist viel allgemeiner. Spiegel – und alle anderen Geräte – können Energie von einem Ort zum anderen bewegen oder sie von einer Form in eine andere umwandeln. Aber sie ändern nie die Gesamtenergiemenge.
Gruß LM
Sev