Как моему окну не испортить образ моего двора?

Как изображение может пройти через окно, если атомы в стекле беспорядочно испускают фотоны в любом направлении? Я читал, что стекло прозрачно, потому что атомы плохо поглощают видимый свет, поэтому он проходит насквозь. Но тогда как стеклянная линза может преломлять что-либо, если она даже не взаимодействует? Но увеличительные стекла сжигают муравьев! Я также читал, что преломление связано с разницей скорости волны в разных средах, но я думал, что это также связано с адсорбцией. Может быть, это потому, что небольшое количество фотонов поглощается, и это каким-то образом сдерживает всю волну? Или это просто еще одно из тех мест, где классическая интуиция ломается, и вам приходится обращаться к математике/qm?

Увеличительные стекла не сжигают муравьев. Люди сжигают муравьев.

Ответы (1)

Очень резонный вопрос. Я постараюсь ответить на него интуитивно.

Если у вас есть рассеивающая среда, фотоны отражаются в случайных направлениях; но когда у вас есть преломляющая среда, происходит нечто другое. Фотон не поглощается и не переизлучается: вместо этого фотон взаимодействует с электронами в среде, и, поскольку эти электроны в некоторой степени связаны с атомами, смещение (из-за поля E фотона) приводит к восстанавливающей силе. . Мы можем измерить степень смещения или поляризации и выразить ее через диэлектрическую проницаемость материала. Если есть большая поляризация, диэлектрическая проницаемость высока. И показатель преломления можно показать математически в масштабе квадратного корня из диэлектрической проницаемости.

При этом происходит следующее: связанные электроны движутся «отставая по фазе» от фотона, что приводит к фазовому сдвигу электромагнитной волны (первоначальная фаза фотона, потерявшего часть своей амплитуды, и отстающая фаза электрона). ). Фотон не разрушился - он задержался, но сохранил свое направление.

Теперь, когда у вас есть граница раздела между двумя материалами с разным показателем преломления, и свет падает под углом к ​​этой границе, между соседними лучами возникает большая разность фаз, поэтому свет преломляется; но если весь свет проходит через одну и ту же среду с постоянным показателем преломления, все лучи преломятся на одинаковую величину и останутся параллельными.

Вот почему вы можете видеть через окно.

Но если вы используете матовое стекло, поверхность больше не плоская, а изменена, чтобы изменить направление — и это приводит к тому, что изображение за стеклом становится нечетким. Тот же принцип существует в стекле, используемом во многих душевых (исходное изображение из сообщений Виктории Элизабет Барнс о реконструкции ванной комнаты :

введите описание изображения здесь

Хорошо видно, как нижняя половина окна размывает изображение деревьев снаружи. В статье это стекло называют "галечным".

в преломляющей среде: как фотоны могут перемещать электроны, не разрушаясь? Я почти уверен, что основа квантовой механики заключается в том, что свет взаимодействует с материей в виде квантов энергии, называемых фотонами, поэтому для того, чтобы заставить электроны диэлектрика танцевать, необходимо, чтобы фотоны поглощались.
Короткий комментарий: фотоны могут взаимодействовать с электронами, не разрушаясь, и тому есть масса примеров. См., например, комптоновское рассеяние или даже когерентное рассеяние (когда фотоны меняют направление после взаимодействия со связанным электроном без потери энергии). Длинный комментарий был бы слишком длинным для комментария…
Есть ли у вас в этих фоненоменах свидетельство того, что испускаемые фотоны «те же самые», что и падающие фотоны?
Как моему окну не испортить образ моего двора?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v