Wieso wird Licht von Gegenständen reflektiert, wenn Photonen doch aufhören zu existieren, wenn sie auf Materie treffen?
3 Antworten
Bei der Reflexion von Licht an der Oberfläche metallischer Leiter interagiert ein einzelnes Photon - wenn man es hier so nennen darf - nicht mit irgendeinem einzelnen Elektron oder Atom.
Sondern:
Die Valenzelektronen der Atome bilden gemeinsam eine Art Quasiteilchen. Dieses nimmt die Energie des Photons auf und strahlt sie sofort wieder ab.
Damit Energieerhaltung stimmt, hat das abgestrahlte Photon exakt die gleiche Wellenlänge wie das "eingefangene".
Damit Impulserhaltung stimmt, hat das abgestrahlte Photon exakt die Richtung, die du aus dem einschlägigen Reflexionsgesetzen kennst.
Damit der Gesamtimpuls (Licht + reflektierender Körper) erhalten bleibt, wird der senkrechte Anteil des Impulses des Photons auf den Körper übertragen (Strahlungsdruck).
1.) warum sollten sie aufhören zu existieren?
2.) weil photonen keine kleinen bällchen sind, sondern etwas sehr viel abstrakteres. für die frage, wie ein spiegel funktioniert, funktioniert das modell einer klassichen elektromagnetischen welle einweindfrei (und ist darüber hinaus viel viel einfacher.) solange du nicht wirklich so was experimente an teilchenbeschleunigern odre ähnliches beschreiben wills, vergiss einfach dass es photonen gibt und denke an elektromagnetische wellen.
Weil die Photonen auf die Elektronen im Atom treffen und sie dadurch ein höheres Energieniveau erhalten. Das ist jedoch extrem instabil, weshalb das Elektron sehr schnell wieder auf sein altes Energieniveau "herab fällt", wobei es aufgrund der kinetischen Energie die es dabei verliert ein neues Photon abstrahlt.
Naja, die Lampe erzeugt Photonen, die dann eben wie oben beschrieben dafür sorgen, dass die Elektronen über die Energieniveaus springen und ein neues, aber weniger energetisches Photon erzeugen. Und zwar so oft, bis es zu schwach ist um neue Elektronen zu lösen. Und wenn die Lampe dann aus ist, gibt es keine neue Photonenquelle mehr, weshalb es dunkel wird.
Nicht direkt langsamer, naja, sie bewegen sich ja nicht mal wirklich "auf Schalen". Das Schalenmodell ist nur ein in der Chemie genutztes Modell, mit dem man sich chemische Vorgänge gut veranschaulichen kann. Tatsächlich haben Elektronen laut der Quantenphysik und eine gewisse Aufenthaltswahrscheinlichkeit um den Atomkern herum, welches eben durch den Impuls verursacht durch ein Photon quasi "mehr Energie bekommt", welche es dann aber sofort wieder abstrahlt, wobei ein neues Photon ensteht.
Aber wenn man beim Schalenmodell bliebe: Die Elektronen der inneren Schalen sind nicht langsamer, sondern weniger energetisch.
Das - was du da beschreibst, Amago - ist nicht Reflexion, sondern:
Absorption und spontane Emission.
Das ist was anderes.
Und wieso bleiben Zimmer dann nicht ewig hell, wenn man das Licht ausschaltet? Irgendwann müssen die Photonen ja aufhören, zu existieren... oder?