Ist eine perfekte/verlustfreie Spiegelung möglich?

Bei herkömmlichen Spiegeln wird ein Teil des einfallenden Lichts von Atomen in der Spiegeloberfläche absorbiert und geht als Wärme „verloren“, wodurch die Qualität des reflektierten Bildes beeinträchtigt wird.

Könnte dieser Verlust durch eine Reihe von "angetriebenen Elementen" kompensiert werden, die so angeordnet sind, dass sie nahegelegene Photonen reflektieren und sie mit einer Art elektromagnetischer Kraft abstoßen, um einen Verlust vollständig zu verhindern?

Dies würde den perfekten Spiegel realisieren , der alles Licht zurückreflektiert.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Totale interne Reflexion ist, na ja, (fast) total ...

Antworten (3)

Es gibt keine mechanischen Oszillatoren, die die gleichen Frequenzen wie sichtbares Licht haben. Die häufigsten Oszillatoren mit den gleichen Frequenzen wie sichtbares Licht sind die Elektronen, die Atome umkreisen, weshalb Atomübergänge sichtbares Licht emittieren und absorbieren.

Wenn Sie bereit sind, ein System mit Stromversorgung zu akzeptieren, könnten Sie das gesamte Licht in ein Bildverarbeitungssystem absorbieren und dieses Bild dann in eine andere Richtung projizieren, möglicherweise mit viel mehr Lichtintensität als das ursprüngliche Bild hatte. Zum Beispiel verwenden Leute mit Teleskopen manchmal Videokameras, um Objekte zu beobachten, die zu schwach sind, um sie mit bloßem Auge in Echtzeit zu sehen .

Beachten Sie, dass Phaseninformationen verloren gehen, selbst wenn die Intensität erhalten bleibt. Eine wesentliche Eigenschaft eines Spiegels ist, dass er die Phase bewahrt, sodass Sie beispielsweise ein Beugungsexperiment durchführen können.
Sie müssten eine phasenempfindliche Detektionsmethode durchführen. So etwas wäre möglich, allerdings gibt es immer Messrauschen. Sogar mit einer Detektionseffizienz von Einheitsverstärkung würde es immer noch Schrotrauschen in der Messung geben, was den Ausgangsstrahl etwas anders machen würde als den Eingangsstrahl. In der Praxis haben die besten Detektoren eine Quanteneffizienz von etwa 90 %. Sie sind besser dran mit einem 99,999% reflektierenden Spiegel.

Um beispielsweise hochfeine Kavitäten herzustellen, können Sie heutzutage problemlos Spiegel mit einem Reflexionsgrad von bis zu 99,999% kaufen. Es gibt auch Spiegel mit Supraleiterbeschichtung und andere Bragg-Elemente, die besser reflektieren, aber Sie können sie nicht kaufen, weil einige Leute ihren Vorteil beim Design von IMU (Inertial Measurement Unit) behalten wollen :).

Je höher die Finesse oder der Q-Faktor des Spiegels, desto länger dauert es, bis das volle Reflexionsvermögen erreicht ist. Unendliches Q dauert unendlich lange.

Nicht wirklich, selbst ein Supraleiter gewinnt etwas an Schwung, es sei denn, er ist unendlich massiv und unendlich starr.

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