Soweit ich weiß, bewegt sich Licht immer mit Lichtgeschwindigkeit. Wie wird es dann reflektiert und ändert die Richtung? Müsste es nicht abbremsen, zum Stillstand kommen und dann in die entgegengesetzte Richtung beschleunigen?
Oder wäre die Bewegungsrichtung diskontinuierlich, wenn sie als Funktion der Zeit aufgetragen würde?
Betrachten Sie die Reflexion von einem Stück Glas; Das Glas besteht aus amorphem Siliziumdioxid, einem Siliziumatom und zwei Sauerstoffatomen. Licht kann als elektromagnetische Welle modelliert werden, wobei die Frequenz des Lichts die Frequenz der Schwingungen des elektrischen Felds ist.
Das elektrische Feld interagiert mit dem Material, wenn es eindringt, und bewirkt, dass die gebundenen Elektronen als Antwort oszillieren. Eine detaillierte Analyse zeigt, dass das einfallende Licht den parametrischen Prozess antreibt, der die ausgehenden reflektierten und gebrochenen Strahlen erzeugt, die dieselbe Frequenz haben.
Somit wird das einfallende Licht nicht abgebremst; stattdessen verliert es Energie an die Prozesse, die wiederum das neue Licht erzeugen, das sich in die gebrochenen und reflektierten Richtungen ausbreitet.
Lehrbücher wie Griffiths Introduction to Electrodynamics und Hechts Optics leiten diese aus den Wirkungen der Maxwellschen Gleichungen in dielektrischen Medien ab. Eine etwas andere Analyse gilt für Reflexionen von einer metallischen Oberfläche, aber auch hier wird der ursprüngliche Lichtstrahl ausgelöscht. Eine quantenmechanische Analyse ist detaillierter, liefert jedoch im Wesentlichen die gleichen Ergebnisse, während sie zusätzliche Details erklärt.
Auf klassischer Ebene kann Licht mit elektrischen Ladungsverteilungen interagieren, wie durch die Maxwell-Gleichungen beschrieben. Dies kann verwendet werden, um die Linsenoptik zu erklären, die darauf angewiesen ist, dass sich das Licht langsamer bewegt als in einem dielektrischen Medium. Um diesen scheinbaren Widerspruch in Einklang zu bringen, dass Licht langsamer reisen sollte als , wird ein mikroskopisches Bild benötigt. Ich verweise Sie auf diesen Stackexchange-Beitrag, um weitere Informationen darüber zu erhalten, warum die Lichtgeschwindigkeit nicht der Fall ist in einem dielektrischen Medium.
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