Photonen Reflexion, Absorption bzw. Destruktion?
Hallo
Folgende (banale) Frage:
Wenn ich eine Lampe einschalte, gehen ja von ihr Photonen aus. Diese werden teils von beispielsweise der Wand absorbiert und ein Teil reflektiert. Nun ist meine Frage: Wie nimmt ein Objekt diese "Lichtwelle" auf bzw. wie reflektiert es jene? Und warum ist ein weißer Raum wo einst eine Glühbirne brannte nicht ewig erleuchtet wenn die Wände das Licht reflektieren bzw. wie kommt es dazu, dass der Wirkungsgrad nie 100% beträgt sondern immer ein Teil verloren geht?
Vielen Dank für eure Antworten!
2 Antworten
Folgende (banale) Frage:
gar nichts ist banal.
Wenn ich eine Lampe einschalte, gehen ja von ihr Photonen aus
vergiss photonen! licht ist eine elektromagnetische welle, und mehr brauchst du hier nicht. nie sachen komplizierter machen noetig! (und nie einfacher als erlaubt. und genau den mittelweg zu finden, darin liegt die kunst).
Diese werden teils von beispielsweise der Wand absorbiert und ein Teil reflektiert.
ja (und bei manchen stoffen geht ein teil auch durch, aber bei einer wand wohl eher nicht).
Nun ist meine Frage: Wie nimmt ein Objekt diese "Lichtwelle" auf bzw. wie reflektiert es jene?
wenn licht auf materie trifft, dann regt es diese zum schwingen an. ein teil dieser energie bleibt in dem koerper als waermeenergie (dieser teil wird absorbiert). durch dieses schwingen werden die atome in dem koerper allerdings selbst auch wieder zu einem kleinen "sender" von elektromagnetischen wellen.
bei glatten metalloberflaechen z.B. fangen die elektronen in dem metall so kolllektiv zu schwingen an, dass fast das gesamte licht wieder zurueck gesandt wird, und zwar genau unter dem selben winkel. das ist dann ein spiegel.
bei anderen stoffen koennen die elektronen nicht kollektive schwingen sodass erstens viel weniger zurueck geworfen wird und zweitens diffus in alle richtungen. das passiert z.B. wenn licht auf die wand trifft. aber dein auge ist als detektor fuer elektromagnetische wellen gut genug um auch dieses bisschen gut wahrzunehmen.
Und warum ist ein weißer Raum wo einst eine Glühbirne brannte nicht ewig erleuchtet wenn die Wände das Licht reflektieren
jedes mal wann das licht auf die wand trifft wird ein (groesser) teil absorbiert. damit hast du einen exponentiellen abfall der lichtintensitaet. wenn du noch hinzunimmst wie hoch die lichtgeschwindigkeit ist und wie klein der raum ist, dann ergibt sich dass quasi sofort das gesamte licht absorbiert ist.
Im Photonenmodell würde ich diese Frage folgendermaßen beantworten. Reflexion ist dann ganz einfach, dass ein Photon vom Objekt abprallt (Reflexionsgesetz quasi wie beim Billard). Einige Male passiert das. Andere Male regt das Photon in den Atomen der Wände ein Elektron an. Das bedeutet, dass das Photon seine Energie an ein Elektron abgibt und dieses in einen höher energetischen Zustand übergeht. Dabei geht das Photon verloren. Teilweise entsendet das Atom zwar wieder ein Photon, wenn das Elektron wieder in seinen ursprünglichen Zustand zurückfällt, aber das passiert nicht immer. Manchmal relaxiert ein solches angeregtes System auch strahlungsfrei und regt z.B. Molekülschwingungen an, welches als Wärme wahrnehmbar ist. Das Licht wurde dann somit in Wärme umgewandelt und das bedeutet in diesem Fall dass der "Wirkungsgrad" nicht gleich 100% ist. Das ist zwar keine vollkommen korrekte physikalische Erklärung, jedoch ist sie hoffentlich verständlich und ausreichend.