Wellenlänge und Auflösung

Ich lese einige Texte, die scheinbar ein Wissen über Licht voraussetzen, mit dem ich nicht allzu vertraut bin. In welcher Beziehung steht die Wellenlänge des Lichts zu der minimal beobachtbaren Entfernungsspanne (dh Sie können keine Linse groß genug machen, um einzelne Atome aufzulösen), und ist dies ein Lichtphänomen oder ein intrinsisches Wellenphänomen?

Antworten (2)

Dies ist ein Wellenphänomen. Angenommen, Sie haben eine ebene Wasserwelle. Angenommen, es trifft ein kleines Objekt. Wenn das Objekt kleiner als die Wellenlänge ist, stört es die Welle nicht sehr. Wenn die Wellenlänge kleiner ist und das Objekt gleich groß oder größer als das Objekt ist, wird die Welle am Objekt gestreut. Ich versuche, ein Video davon in einem Ripple-Tank zu finden, kann aber anscheinend keins online finden.

Das war die Antwort, die ich gesucht habe, danke. Aber gibt es einen Grund, warum es die Welle nicht stört, wenn das Objekt kleiner ist? Gibt es weitere grundlegende Begriffe, die erklärt werden können?
"[...] und das Objekt ist gleich groß oder größer als das Objekt, dann ..."

In der Quantenphysik kann man die Lichtfrequenz direkt auf Energie beziehen:

E = H v
Wo H ist die Plancksche Konstante und v ist Frequenz.

Man kann die Häufigkeit auch auf die Periode beziehen:

v = 1 T
die auf eine Wellenlänge bezogen werden kann, wenn man die Phasengeschwindigkeit des Systems kennt:
v = v λ
Die Lichtgeschwindigkeit ist C , Deshalb:
v = C λ
Wir können dies wieder in unsere erste Gleichung einsetzen und erhalten:
E = H C λ
.

Es ist die Wellenlänge des Lichts, die die Auflösung des betreffenden Systems steuert. Die Wellenlänge muss auf der gleichen Skala oder kleiner sein wie das Merkmal, das wir aufzulösen versuchen. Wenn die Wellenlänge größer als das Merkmal ist, können wir das Merkmal selbst nicht sehen. Da die Energie des Lichts umgekehrt proportional zu seiner Wellenlänge ist, ist das Licht umso energiereicher, je kleiner die Wellenlänge ist. Daher benötigt man sehr energiereiches Licht, um sehr kleine Merkmale aufzulösen. Die Anspielung auf die Größe der Linse ist eine Anspielung auf einen Kondensor in einem Mikroskop. Man müsste viel Licht (Energie) sammeln und sich auf sehr hohe Frequenzen konzentrieren, um die Wellenlänge klein genug zu machen, um ein Atom sehen zu können.

Meine Frage war vielleicht etwas schlecht formuliert, ich habe mich gefragt, warum man Merkmale kleiner als die Wellenlänge nicht auflösen kann. Könnten Sie das bitte näher erläutern?
@Andreas Hagen Ich bin mir nicht ganz sicher, was du vorhast. Angenommen, Sie möchten eine kompliziertere Erklärung als einfache Intuition, würde ich Sie auf das Nyquist-Shannon-Abtasttheorem verweisen , das Ihnen im Grunde sagt, dass Ihr Abtastintervall mindestens halb so groß sein muss wie das fragliche Intervall, um die volle Auflösung zu erhalten (oder alternativ muss die Abtastfrequenz doppelt so hoch sein wie die betreffende Frequenz).
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