Ich habe ein mechanisches Modell einer Blaskapellen-Analogie der Brechung einer Wellenfront gezeichnet, indem ich die Konzepte eines geometrischen/trigonometrischen Beweises des Snellschen Gesetzes verwendet habe. Die Zeichnung ist dieser Frage beigefügt. Ich habe drei Bedingungen für Wellenfronten auf der gegenüberliegenden Seite der Grenzfläche gezeichnet (durchgehender blauer Punkt, wenn , rot wenn , und offener Kreis, wenn ).
Was ich finde, ist, dass die Mitglieder der Blaskapelle zusammendrücken (Verengung der Wellenfront), wenn sie von einem langsameren Medium zu einem schnelleren Medium wechseln. Und sie bewegen sich auseinander, wenn sie sich von schnellerer Geschwindigkeit zu langsamerer Geschwindigkeit bewegen. Im Grenzfall der Totalreflexion bewegen sich die Marschierer entlang der Grenzflächenachse. Die Blaskapellenmitglieder auf der schnelleren Seite scheinen sehr gebündelt zu sein und sich als enge Gruppe entlang der Diagonale zu bewegen, um mit dem nächsten Marschierer Schritt zu halten, der noch nicht an der Schnittstelle ist, und eine kürzere Strecke zurückzulegen, um die Wellenfront in derselben wiederherzustellen Zeit.
Aus mechanischer Sicht bin ich damit einigermaßen zufrieden. Ich bin auch einigermaßen zufrieden mit der zugrunde liegenden geometrischen Argumentation, dass sich die Richtung der Blaskapelle oder Wellenfront an der Grenzfläche ändern muss, um eine Front aufrechtzuerhalten, die sich in einer Richtung senkrecht zur Achse der Blaskapellenlinie oder Wellenfront bewegt. Ich weiß auch, dass wir quantenmechanisch unter Lichtintensität die Anzahl der Photonen verstehen, die in einem bestimmten Zeitraum ankommen.
Meine Frage ist, hat dieses mechanische Zusammendrücken oder Verbreitern Auswirkungen auf das Verhalten von Licht bei der Brechung?
Danke
Ihre Analyse ist richtig: Die Breite eines Strahls kann sich ändern, wenn der Strahl die Richtung ändern kann, wenn er die Grenzfläche zwischen zwei Medien mit unterschiedlichem Brechungsindex kreuzt. Dies ändert die Intensität des Strahls, aber nicht die Anzahl der Photonen pro Sekunde im Strahl.
Ein Beugungsgitter macht etwas sehr ähnliches: Wenn ein Strahl bei der Beugung seine Richtung ändert, kann sich seine Breite ändern.
Darum geht es bei der abbildenden Optik. Das macht ein Objektiv.
Arpad Szendrei
S. McGrew