Warum reflektieren bestimmte Objekte, während andere brechen?

Sowohl Reflexion als auch Brechung sind Prozesse, bei denen Absorption und Reemission elektromagnetischer Wellen stattfinden, sie unterscheiden sich jedoch in der Richtung der Reemission. Welcher Faktor entscheidet besonders über die Richtung der Reemission?

Wenn Sie an einer Antwort aus der Quantenperspektive interessiert sind, schauen Sie hier: https://physics.stackexchange.com/questions/70003/why-do-some-materials-reflect-metals-and-other-materials-reflect -und-brechen

Antworten (1)

Erstens führen einige Objekte sowohl Reflexion als auch Brechung durch.

Brechung ist, wenn Licht beim Durchgang durch die Grenzfläche zwischen zwei Medien unterschiedlicher Dichte abgelenkt wird. Das passiert auch mit Glas oder Luft oder Wasser. In diesem Fall tritt die Wellenfront in das neue Medium ein.

Nun ist Reflexion die Richtungsänderung der Wellenfront an der Grenzfläche zwischen zwei Medien, wenn sich der Winkel in die entgegengesetzte Richtung oder in die Nähe dieser ändert. In diesem Fall tritt die Wellenfront nicht in das neue Medium ein.

Beide Fälle sind eher elastische Streuung. Wo Sie Absorption-Reemission sagen, trifft das für die meisten Fälle von Brechung und Reflexion nicht zu.

Ihre Frage, ob der Winkel so sein wird, dass die Wellenfront in das neue Medium eintritt oder nicht, basiert auf der molekularen Struktur des neuen Mediums. Und in einigen Fällen geschieht beides gleichzeitig. Ein Teil der Wellenfront wird reflektiert und ein Teil wird gebrochen.

Aber auf QM-Ebene entscheidet immer die Wechselwirkung zwischen den Photonen und den Atomen des neuen Mediums, also die molekulare Struktur des neuen Mediums.

Können Sie mir das auf QM-Ebene erklären?
„Die Reflexion kann als zweistufiger Prozess betrachtet werden. Die einfallende Welle bringt die Elektronen im Silber dazu, wie in einer Antenne zu schwingen. Durch die Schwingung emittieren sie aber auch das gleiche Licht. Es sind also die Elektronen an der Oberfläche des Silbers, die reflektieren die ankommende Welle. Wie Sie erwähnt haben, ist die Welle teils elektrisch und teils magnetisch, aber diese können nicht auseinandergenommen werden, da sie Ursache und Wirkung des anderen sind: Ohne das eine wäre das andere auch nicht da, und daher muss es beide Teile reflektieren.
Dass Silber (und alle Metalle) nicht verzerren, liegt daran, dass sie auch sehr gute Leiter sind. Dadurch wird verhindert, dass die elektromagnetischen Wellen in das Objekt eindringen. Die Randbedingungen, die gelten müssen (da es sich um einen Leiter handelt), führen zu einer perfekten Reflexion und dazu, dass der resultierende Winkel gleich dem Einfallswinkel ist.
Ähnliche Randbedingungen gelten für nichtleitende Materialien wie Kunststoff und Glas. Diese ähnlichen Bedingungen führen zur Reflexion von Glas und zum Glanz/Reflexion auf anderen glatten Oberflächen (obwohl es auch andere Ursachen geben kann). Auch das Snellsche Gesetz würde aus diesen Randbedingungen folgen.
Im Gegensatz zu leitenden Materialien können elektromagnetische Wellen in nichtleitende Objekte eindringen. Dadurch wird ein Teil der ankommenden Welle in das Material übertragen. Die Ausbreitung bzw. Dämpfung der Welle durch das Material ist maßgeblich von den Eigenschaften des Materials abhängig. Einige Materialien wie Glas dämpfen die Welle kaum und Sie können durch sie hindurchsehen, während andere wie die meisten Kunststoffe sie dämpfen und daher undurchsichtig sind. "
Warum reflektieren bestimmte Objekte, während andere brechen?
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