Warum können wir nur reflektiertes Licht „sehen“? [Duplikat]

Das ist eine Frage, die mich schon länger beschäftigt. Ich weiß nicht einmal, ob es Sinn macht oder nicht (wie ob es eine physikalische Frage ist oder eine philosophische Frage wird). Aber hier geht es. Der springende Punkt meiner Frage ist im Grunde, dass wir alle wissen, dass wir Licht (wie in seiner Photonen- oder elektromagnetischen Wellenform) nicht direkt sehen können, wenn es an uns vorbeizieht. Wir wissen jedoch auch, dass wir Objekte durch das von ihnen reflektierte Licht sehen. Das bedeutet dann, dass wir das vom Objekt reflektierte Licht „sehen“, das dann das Signal an unser Gehirn sendet, dass wir ein bestimmtes Objekt sehen. Wir wissen, dass sowohl Licht, das an uns vorbeigeht, als auch Licht, das von Objekten reflektiert wird, aus Photonen besteht (sie sind also von der gleichen Art)? Meine Frage ist also, was mit dem Photon eines Lichts passiert, nachdem es von den Objekten reflektiert wurde.

Deine Annahme ist einfach falsch. Es ist, als würde jemand fragen, warum die Erde flach ist?
Warum wirst du nicht von einer Kugel verwundet, die dich nicht trifft?

Antworten (7)

Der Schlüssel ist, dass Licht in das Auge eindringen muss, damit Sie etwas sehen können.

Sie können einen Lichtstrahl von einem schwachen Laser, der nicht auf Ihr Auge gerichtet ist, nicht sehen, wenn die Luft, durch die das Licht wandert, staubfrei ist.
Wenn Sie der Luft Staub hinzufügen, können Sie die Flugbahn des Laserstrahls sehen, da das Licht vom Staub reflektiert / gestreut wird und in Ihr Auge eintritt.

Ebenso führt keine Atmosphäre auf dem Mond selbst bei Tageslicht zu einem schwarzen Himmel, während auf der Erde der Himmel blau ist.

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.

+1 für das Erkennen der Erklärung / Formulierung, die sich direkt auf das bezieht, was der Fragesteller nur schwer verstehen konnte. Vielleicht explizit erwähnenswert: Das bedeutet auch, dass es keinen Unterschied zwischen reflektiert und nicht reflektiert gibt: Sie sehen jeden Tag auch nicht reflektiertes Licht, zum Beispiel von der Sonne, Glühbirnen, Computer-/Telefonbildschirmen usw., aber nur weil ein Teil dieses Lichts tatsächlich auch in Ihr Auge eindringt.
Ich frage mich, wie viele jetzt einen Laser direkt auf ihr Auge richten, um zu überprüfen, ob sie es sehen können. Muss ich einen Hinweis hinzufügen, dass dies eine SCHLECHTE Idee ist?
@JensSchauder Eigentlich stellen wir es uns schlechter vor, als es wirklich ist. Laser der Klasse IIIa sind so konzipiert, dass es unwahrscheinlich ist, dass sie die Netzhaut schädigen. Jetzt habe ich meine Regel über Hochspannung (vertraue deinem Herzen nicht etwas, das jemand auf SE gesagt hat), und ich nehme an, es gilt auch für Laser (vertraue deinem Auge nicht etwas, das jemand auf SE gesagt hat), aber es wird angenommen Es dauert viele Sekunden, bis ein IIIa Netzhautschäden verursacht, und im Allgemeinen sorgt unser Blinzelreflex dafür, dass dies nicht geschieht, es sei denn, Sie unternehmen Anstrengungen, um dies zu verhindern.
Die US-Zulassungsbehörde FDA hat zwei Meldungen über anekdotische Schäden aufgrund eines bestimmten grünen Lasers herausgegeben, aber allgemeine Studien haben keinen Zusammenhang zwischen einer unbeabsichtigten IIIa-Exposition und Netzhautschäden gefunden. Die einzigen Studien, die Schäden zeigten, waren diejenigen, die eine längere Betrachtung des Strahls (10+ Sekunden) beinhalteten.

Das reflektierte Licht bewegt sich auf Ihr Auge zu / in Ihr Auge hinein , während das Licht, das gerade an Ihnen vorbeigeht, dies nicht tut. Sie können Licht sehen, das nicht "reflektiert" wird, wie das Licht, das von einer Glühbirne ausgestrahlt wird, es gibt nichts Besonderes an reflektiertem Licht. Alles, was benötigt wird, um Licht zu sehen, ist das Licht, das tatsächlich auf Ihre Netzhaut trifft.

Die Prämisse Ihrer Frage ist falsch - Sie können Licht direkt von einer Quelle sehen!

Das passiert, wenn Sie die Sonne oder eine Glühbirne oder ein Feuer sehen.

Die meisten Objekte erzeugen kein eigenes Licht, sie werden von der Sonne oder einer anderen Quelle beleuchtet und wir sehen sie als Ergebnis des von ihnen reflektierten Sonnenlichts. Wenn du in eine Höhle gehst, kannst du nichts sehen. Alles sieht schwarz aus, weil es kein Sonnenlicht gibt.

Nur die Photonen, die in Ihr Auge eintreten, ermöglichen Ihnen zu sehen. Photonen bewegen sich in geraden Linien, sodass Sie nicht um Ecken sehen können. Ihr Auge ist winzig im Vergleich zu dem Raum, in dem Sie sich befinden, daher gehen die meisten Photonen, die von den Objekten um Sie herum abprallen, in andere Richtungen. Einige von ihnen können in das Auge Ihres Freundes eindringen, wenn er bei Ihnen ist.

Was passiert also mit den Photonen, die von den Objekten um Sie herum reflektiert werden und nicht in Ihr Auge gelangen? Nun, wenn Sie sich in Innenräumen aufhalten, werden die meisten von ihnen von anderen Objekten absorbiert und ihre Energie wird als Wärme abgegeben. Wenn Sie sich draußen befinden, werden ziemlich viele von ihnen zum Himmel und in den Weltraum abgewinkelt sein. Schließlich können sie einen Planeten oder einen Nebel treffen und absorbiert werden. Es spielt keine Rolle.

Sie können das Licht sehen, das in Ihr Auge eintritt und von Ihrer Netzhaut absorbiert wird. Sie können also das vorbeiziehende Licht nicht sehen, weil es nicht auf Ihr Auge gerichtet ist. Trifft es jedoch auf ein Objekt, wird Licht reflektiert oder gestreut und ein Teil davon trifft auf Ihr Auge. Sie werden dann das Licht sehen, das von dem Objekt kommt.

Ich würde hinzufügen, dass Sie, wenn Sie Ihr Auge vor das Objekt richten, in das Licht, das es beleuchtet, das einfallende Licht genauso gut sehen werden.

Ein Objekt zu sehen bedeutet, dass die vom Objekt kommenden Photonen (entweder durch Reflektieren von Photonen vom Objekt oder durch Emittieren von Photonen vom Objekt selbst) Ihre Netzhaut erreichen, die Signale an Ihren visuellen Kortex sendet, wo ein Bild des Objekts erstellt wird Ich sehe nicht die Photonen, sondern das Objekt.

Um also ein Objekt wie ein Photon zu sehen, das Sie passiert, muss das Photon selbst Photonen in alle Richtungen emittieren (oder darauf gestrahlte Photonen reflektieren, was von QM ausgeschlossen wird, da es den Zustand des Photons ändert, das Sie "sehen" möchten). , und weil die Frequenzen von Photonen und die Photonen, die Sie auf die Photonen strahlen, Frequenzen haben müssen, die außerhalb des Teils des Photonen-Frequenzspektrums liegen, in dem die Photonen "sichtbar" sind), von dem ein Teil Ihre Netzhaut erreicht, woraufhin ein Bild entsteht des Photons wird in Ihrem visuellen Kortex erzeugt.

Jetzt wissen wir alle, dass Photonen keine Photonen emittieren, also werden keine Photonen, die von dem Photon kommen, Ihre Netzhaut erreichen, weshalb wir in unserem visuellen Kortex kein Bild eines Photons erzeugen können. Es geht einfach vorbei, ohne Photonen an Ihre Netzhaut zu senden.

Ich glaube, Sie haben ein grundlegendes Missverständnis darüber, wie Licht mit einem Objekt interagiert. Die meisten Objekte reflektieren kein Licht. Sie absorbieren Licht und geben es wieder ab. Wenn Sie normale Objekte wie ein Haus oder einen Baum sehen, sehen Sie kein reflektiertes Licht. Sie sehen Licht, das von dem Objekt ausgestrahlt wird. Der Grund, warum Objekte Farbe haben, liegt darin, dass die Objekte nur Licht in bestimmten Frequenzen aussenden. Beispielsweise absorbiert das Blatt eines Baumes das gesamte rote und blaue Licht und gibt Licht im grünen Teil des Spektrums wieder ab. Auf atomarer Ebene passiert, dass das Licht auf Atome des Objekts trifft und die Elektronen der Atome kurzzeitig angeregt werden. Die Elektronen kehren dann in ihren Normalzustand zurück und senden dabei neue Photonen aus. Die emittierten Photonen sind ANDERE Photonen als die ursprünglich eintreffenden.

Reflektiertes Licht ist normalerweise weißlich gelb, weil das die Farbe der Sonne ist. Reflektiertes Licht ist das, was wir „Blendung“ nennen. Wenn Sie den Glanz der Sonne vom Wasser eines Sees sehen, wird das Licht reflektiert. Reflektiertes Licht wird von Materialien reflektiert, die das Licht aus welchen Gründen auch immer nicht absorbieren können. Reflektiertes Licht hat immer die Farbe, die es ursprünglich hatte.

Wir sehen die Dinge nicht durch Licht, das reflektiert wird. Wir sehen die Dinge aus dem Licht, das sie ausstrahlen.

Wenn Sie eine eher technische Beschreibung der Wechselwirkung von Licht mit Materie wünschen, lesen Sie diesen Artikel der Astronomieabteilung von Yale oder noch besser die Vorlesungen von Feynman über die Wechselwirkung von Licht mit Materie.

Kurz gesagt, auch wenn Sie vielleicht lesen, dass das Licht bei „diffuser Reflexion“ von den Materialatomen „abprallt“, ist dies nicht wahr. Es wird tatsächlich absorbiert und bei derselben Wellenlänge wieder emittiert. Dies kann durch zwei Mechanismen geschehen: Thomson Scattering oder Resonant Scattering. In jedem Fall werden alle Photonen absorbiert und teilweise wieder aufgenommen (es sei denn, das Objekt ist schwarz und sie werden alle absorbiert.

Um Ihre Terminologie nicht zu kürzen, aber "Licht absorbieren und wieder emittieren" ist wohl die eigentliche Definition von Lichtreflexion ...
@fluffy Hast du meine Antwort überhaupt gelesen? Wenn Licht reflektiert wird, prallt das Licht vom Objekt ab. Es gibt nur ein Photon. Wenn Licht absorbiert und wieder emittiert wird, werden die Photonen, die auf das Objekt treffen, verbraucht und NEUE Photonen werden emittiert. Es ist eine ganz andere Art von Veranstaltung.
Es hört sich so an, als würden Sie sagen, dass das meiste Licht, das wir von Objekten sehen, das Ergebnis von Fluoreszenz und nicht von diffuser Reflexion ist . Ich glaube nicht, dass das stimmt; Wenn ich ein Blatt mit blauem Licht beleuchte, erscheint es schließlich blau und nicht grün. Hast du eine Quelle für irgendetwas davon?
@TannerSwett Das ist grundlegende Physik. Vielleicht einen Physikkurs besuchen?
Ein reflektiertes Photon ist immer ein "neues" Photon, zumindest weil es einen anderen Wellenvektor hat. Sicher, es wird in Bezug auf das einfallende Photon in einer festen Phase erzeugt, aber es ist immer noch eine andere. Es ist kontraproduktiv, sich immer nur auf die korpuskulare Interpretation der Em-Strahlung zu beschränken.
@TannerSwett Ich habe meine Antwort mit einem Artikel aktualisiert, den Sie lesen können. Auch wenn viele Online-Beschreibungen von „diffuser Reflexion“ sagen, dass das Licht von Atomen „abprallt“, ist das nicht wahr. Wie LL1AMnYP sagt, werden diese nicht "abgeprallt", sondern Photonen, die mit derselben Frequenz / Wellenlänge wie die einfallende Strahlung erneut emittiert wurden.
Reflektiertes Licht wird auch von Elektronen absorbiert und sofort wieder emittiert , im gleichen Sinne und durch genau denselben Mechanismus wie die Thomson-Streuung, die in dem von Ihnen verlinkten Astrophysik-Artikel beschrieben wird. Es ist nur so, dass, wenn Sie eine flache feste Oberfläche anstelle einer Wolke aus isolierten Partikeln haben, die reemittierten Wellen miteinander interferieren und eine kohärente Reflexion anstelle einer zufälligen Streuung erzeugen. Ob Sie dies "Abprallen vom Atom" oder "Absorption und Wiederemission mit derselben Wellenlänge und fester Phasendifferenz" nennen, ist nur Semantik.
@IlmariKaronen Großartig, jetzt, wo wir festgestellt haben, dass meine Antwort vernünftig ist, können wir sie bitte positiv bewerten?
Die Verwendung von "neuem Photon" ist wissenschaftlich bedeutungslos, da (a) alle Elementarteilchen identisch und nicht unterscheidbar sind und (b) Photonenzahlen nicht einmal erhalten bleiben, was die Situation verschlimmert. Es gibt KEINE MÖGLICHKEIT zu testen, ob ein Photon das "ursprüngliche" Photon ist, und es gibt keine Vorstellung von Originalität und Neuheit. Daher die Ablehnung.
Unabhängig von der Semantik sind die Mechanismen, wie die Reflexion funktioniert, für die gestellte Frage irgendwie irrelevant, und diese Antwort trägt nichts dazu bei, die Frage tatsächlich zu beantworten.
@fluffy Ich denke, der 2. und 3. Absatz sollten entfernt werden (da der 1. Absatz gerade festgestellt hat, dass "reflektiertes" Licht einfach "absorbiert und dann wieder emittiert" wird), dann bietet diese Antwort eine alternative Perspektive auf das Problem von OP, dh alle Photonen werden emittiert, nichts unterscheidet sie von "reflektierten" Photonen.
Ich glaube, diese Antwort ist richtig. Etwas tiefer eintauchen. Wenn wir Dinge um uns herum sehen, erzeugt im Grunde unser Gehirn dieses Bild. Unsere Augen haben Fotorezeptoren, die auf Licht reagieren. Die 3 Arten von Zapfenzellen sind Zapfenzellen mit Roterkennung, Blauerkennung und Grünerkennung. Die Wahrheit ist, dass wir nur 3 Primärfarben sehen können und der Rest der Farben durch die Mischung dieser 3 Farben erzeugt wird. Wir sehen nur einen kleinen Teil des elektromagnetischen Spektrums, das bedeutet nicht, dass nur dieser Teil bunt ist und der Rest nicht. Es gibt einige Beweise, die dies rechtfertigen. Wie manche Vögel haben sie 4 Zapfenzellen.
Das hilft diesen Vögeln, sogar die ultravioletten Strahlen zu sehen. Fangschreckenkrebse haben 12 Arten von Zapfenzellen. Und es gibt auch einige Menschen, obwohl sehr selten, die auch 4 Arten von Zapfenzellen haben, deren Augen mehr Farben erzeugen können als wir. In Bezug auf sie sind wir also farbenblind. Und die Menschen, die wir farbenblind nennen, sind diejenigen, die zwei Arten von Zapfenzellen haben, das heißt, sie können vielleicht blau oder grün sehen, aber nicht rot. Und in einigen extremen Fällen fehlen den Menschen alle drei Kegelzellen, wodurch sie in Graustufen sehen können.
Dies beweist, dass Farbe nicht die Eigenschaft von Materie ist. Farbe ist etwas, das unser Gehirn erzeugt. Und dasselbe gilt für den Ton. Schall ist auch eine Welle. Wir haben Hörbereich, Infraschall und Ultraschall. Und unser Gehirn kann nur einen kleinen Teil der Schallfrequenz erzeugen, den wir Hörbereich nennen. Einige Tiere können darüber hinaus hören. So wie Elefanten mit Infraschall kommunizieren und Hunde Hundepfeifen hören können, wir aber nicht. Diejenigen, die herabstimmen, sind einfach ignorant.
@MiranFirdausi Farbe ist eine Eigenschaft des Lichts entsprechend seiner Frequenz. Die Farbe des von einem Objekt ausgestrahlten Lichts variiert etwas in Abhängigkeit von der Farbe des Lichts, das darauf auftrifft. Farbe hängt nicht vom Gehirn oder anderen Wahrnehmungen ab. Farbe kann von Instrumenten wie Kolorimetern absolut erkannt werden, ohne dass ein Gehirn erforderlich ist, um sie wahrzunehmen.
@AmbroseSwasey Dem stimme ich nicht zu. Zunächst sollten wir damit beginnen, welche Farbe ist? Farbe ist die „visuelle Wahrnehmungseigenschaft“, die beim Menschen den Kategorien Blau, Grün, Rot usw. entspricht. „~wiki. Lichter sind nicht bunt. Denken Sie klar, was Licht ist? Ein oszillierendes elektromagnetisches Feld Farbe ist das, was wir wahrnehmen, und alles, was in unserem visuellen Kortex passiert Farbe ist nicht die Eigenschaft von Materie oder Licht, sondern Farbe und Sehen sind physiologische Phänomene.
"Checker shadow illusion" wird Ihnen helfen, dies klar zu verstehen, suchen Sie danach. In diesem Bild haben beide Kacheln genau die gleiche Farbe, scheinen aber aufgrund optischer Täuschung unterschiedlich zu sein. Wenn Farbe wirklich eine Eigenschaft von Licht ist, dann erklären Sie, warum manche Menschen farbenblind sind, denn Licht ist Licht und für alle gleich, aber die Zapfenzellen sind bei verschiedenen Lebewesen unterschiedlich. Das habe ich oben erklärt.
Warum sagen wir dann rotes Licht, blaues Licht und grünes Licht? Das liegt daran, dass wir das Wort Rot der elektromagnetischen Welle mit einer Frequenz zwischen 620 und 750 nm zugeordnet haben, und ähnlich für andere. Und wenn die elektromagnetische Welle von angenommen 7 nm auf unsere Netzhaut trifft, wird in unserem Gehirn ein rot gefärbtes Bild erzeugt. Und Kolorimeter/Spektralfotometer oder andere Farbsensorgeräte erkennen die Wellenlängen des Lichts und nehmen die Farbe nicht wirklich wahr. Angenommen, wenn ein Gerät eine Wellenlänge von 450 nm anzeigt, meinen wir damit, dass es blaue Farbe erkannt hat.
Auch wenn Sie die Welt aus der Perspektive eines anderen Tieres betrachten, wird die Welt für Sie anders aussehen. Sichtbereich, Farben, Hörbereich gelten nur für uns Menschen.
Und warum wir nur bestimmte Farben sehen, hängt mit der menschlichen Evolution zusammen. Unser Körper hat sich so entwickelt, dass er Licht jenseits von Infrarotstrahlen sieht, weil alle warmblütigen Tiere eine große Menge an Infrarotstrahlen aussenden. Wenn wir also Infrarot erkennen könnten, würden wir durch die Emission unserer Infrarotstrahlen geblendet, und deshalb sind Kreaturen wie kaltblütige Schlangen so entwickelt, dass sie Infrarotstrahlen sehen, damit sie sogar nachts ihre Gebete jagen können. Denn auch ohne Licht senden die warmblütigen Tiere aufgrund ihres wärmeren Körpers Infrarotstrahlen aus.

Gut erledigt. Sie begreifen ein Konzept, das viele nicht können. Die einfachste Erklärung ist, dass wir Licht nicht sehen, wir fühlen Licht. Mit Licht meine ich Photonen, nicht Helligkeit. Wir sehen Helligkeit, weil es eine visuelle Empfindung ist, die von unserem Gehirn erzeugt wird. Wenn unsere Netzhaut ein Photon erkennt, sendet sie eine Nachricht an das Gehirn und das Gehirn interpretiert diese Nachricht als Bild. Alles, was Sie sehen, wird vom Gehirn erstellt. Eine dreidimensionale visuelle Darstellung unserer Umgebung.

Etwas zu sehen bedeutet, die Form, Größe, Lage und die reflektierte Lichtwellenlänge (Farbe) zu erkennen, ohne es zu berühren. Wir nehmen nur Licht wahr, das auf unsere Netzhaut trifft. Deshalb fühlen wir uns leicht, wir sehen kein Licht. Licht zu fühlen ist Teil des Prozesses, den wir Sehen nennen.

Wie gesagt, nur sehr wenige Menschen verstehen dieses Konzept, aber wenn Sie an der Wahrheit interessiert sind, lesen Sie Seite 108 und 109. books.google.co.za/…