Mein Physikprofessor hat mir erklärt, dass elektromagnetische Wellen aus zwei Komponenten bestehen – elektrisch und magnetisch – die sich gegenseitig verursachen.
Ich denke, die eigentlichen Elektronen von Silberatomen spielen eine Rolle, aber warum ist dann nicht jedes Material reflektierend? Weil es nicht "perfekt" flach ist? Wenn ich Atome eines nichtmetallischen Elements in einer perfekten Ebene (vielleicht mehrere Reihen) anordnen würde, würde es Licht genauso reflektieren wie Spiegel?
Die Reflexion könnte als zweistufiger Prozess angesehen werden. Die einfallende Welle versetzt die Elektronen im Silber in Schwingung wie in einer Antenne. Durch die Vibration strahlen sie jedoch auch das gleiche Licht aus. Es sind also die Elektronen an der Oberfläche des Silbers, die die ankommende Welle reflektieren. Wie Sie bereits erwähnt haben, ist die Welle teils elektrisch und teils magnetisch, aber diese können nicht auseinander genommen 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.
Der Versuch, elektrische und magnetische Teile einer Welle zu trennen, ist nicht möglich (Maxwells Gleichungen koppeln sie für die Ausbreitung), daher werde ich Ihre ersten beiden Absätze ignorieren.
Die Spiegelleitfähigkeit ist der Schlüssel. Das elektrische Feld des Lichts erreicht das Metall des Spiegels und verursacht dadurch einen Stromfluss (der tatsächlich eine sich entgegengesetzt bewegende elektromagnetische Welle erzeugt, um das elektrische Oberflächenfeld nahezu aufzuheben). Das reflektierte Bild, das Sie sehen, wird wirklich durch diese induzierten Ströme erzeugt.
"Ebenheit" spielt keine Rolle. "Freie Elektronen zum Bewegen" sind wichtig.
Tal
JPattarini