Warum ist der Lichtweg im Vakuum nicht sichtbar?

Wenn Licht auf unsere Augen gerichtet wird, erkennen wir die Quelle und lokalisieren sie. Im Prinzip von Huygens heißt es, dass jeder Punkt auf der Wellenfront als Quelle von Sekundärwellen fungiert, die sich wiederum in alle möglichen Richtungen ausbreiten.

Wenn Licht nicht auf unsere Augen gerichtet ist, so wie der Sehweg senkrecht zum Lichtweg ist, kann Licht von der Quelle der Sekundärwellen unsere Augen erreichen und wir können diese Quelle lokalisieren (diese Quelle befindet sich im Lichtweg). Warum können wir dann den Weg des Lichts im Vakuum nicht sehen?

Antworten (2)

Das Folgende kann nützlich sein, um darüber nachzudenken.

Es ist wahr, dass das Huygensche Prinzip besagt, dass jeder Punkt auf einer Wellenfront als Quelle von Sekundärwellen wirkt, die in alle möglichen Richtungen laufen. Diese einzelnen Wellen werden jedoch nicht getrennt, sondern nur als Überlagerung gesehen.

Mit anderen Worten, wenn Sie eine sehr weit entfernte Quelle betrachten, wird sie im Wesentlichen als ebene Wellen an Ihren Augen ankommen. Wenn man Huygens Wavelets auf halbem Weg zwischen der Quelle und Ihren Augen konstruieren würde, würden sich diese Wellen wieder zu ebenen Wellen kombinieren, wenn sie Ihre Augen erreichen. Wenn Sie also in die senkrechte Richtung schauen, tritt die Wellenfront nicht in Ihre Augen ein.

Wenn Sie sich jedoch vorstellen, eine Barriere mit einem kleinen Loch auf halbem Weg zwischen der Quelle und Ihren Augen zu platzieren, ist es aufgrund der Beugung möglicherweise möglich, die Quelle zu sehen, wenn Sie nicht direkt darauf schauen, da nur ein Teil der ebenen Wellenfront zulässig ist durch das Loch zu gehen.

Die folgende Abbildung zeigt die beiden Fälle.

Ich hoffe das hilft.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Damit wir ein Objekt sehen können, müssen die Rezeptoren unserer Augen Photonen absorbieren, die von dem Objekt kommen (oder davon gestreut werden).

Um etwas zu sehen, muss Licht in das Auge eintreten und die Stäbchen (und Zapfen) müssen ausreichend stimuliert werden, damit die Signale für die Verarbeitung durch das Gehirn erzeugt werden.

Warum können wir nur reflektiertes Licht „sehen“?

Im Vakuum gibt es nichts, woran die Photonen streuen könnten. Wenn die Photonen also nicht in unsere Augen gelenkt werden, können die Rezeptoren in unseren Augen sie nicht absorbieren, daher werden wir sie nicht sehen.

Jeder Punkt auf einer Wellenfront kann als Quelle sekundärer Kugelwellen betrachtet werden, die sich mit Lichtgeschwindigkeit in Vorwärtsrichtung ausbreiten.

http://farside.ph.utexas.edu/teaching/302l/lectures/node150.html#:~:text=When%20applied%20to%20the%20propagation, all%20of% 20this%20secondary%20wavelets .

Vielleicht denken Sie an diese Aussage über das Huygen-Prinzip, aber wenn Sie es sorgfältig lesen, sehen Sie, dass es besagt, dass sich die sekundären Wavelets in Vorwärtsrichtung ausbreiten.

Arpad, Sie haben sowohl das Photonen- als auch das Wellenmodell des Lichts berührt. Der erste mit Photonen sagt nicht voraus, dass Sie Licht alle 180 ° hinter einem Spalt messen werden, der letzte mit Wellen tut dies (siehe Skizze in der Antwort von ad2004). Ich gehe davon aus, dass die beste Empfindlichkeitsmessung kein Licht in +/- 90 ° hinter einem Spalt bekommt, wie das Wellenmodell vorhersagt. Das lässt mich zu einer Frage kommen, die ich stellen werde.
Warum ist der Lichtweg im Vakuum nicht sichtbar?
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