Почему зеркало отражает свет?

[Pphantom]

Munin в сообщении #1073029 писал(а):

А вот это что значит и как делается? (С учётом трудностей изготовления инструмента масштаба Keck...)

Снимается старый зеркальный слой и наносится новый. Вот, например, описание (хотя и в СМИ, но вполне корректное) подобной операции, которую этим летом проводили на БТА. С Keck'ами это, кстати, сравнительно несложная процедура - у них зеркала сегментированные.

[Munin]

Цитата:

На зарубежных телескопах процедура обновления зеркального слоя обычно занимает по времени от нескольких дней до пары недель. У некоторых обновление зеркал происходит непрерывно.

Вот это "непрерывно" заинтересовало - это как? :-)

[Pphantom]

Munin в сообщении #1073052 писал(а):

Вот это "непрерывно" заинтересовало - это как?

Если зеркало многосегментное, то почему бы и нет? Сняли один сегмент, обработали, навесили, сняли другой...

[Munin]

А, ну разве что...

[Andrey Safonov]

Дамы и господа, прочитал этот наиинтереснейший пост, но так и не нашел ответа на свой вопрос: вот летит фотон, встречает на своем пути атом(?), электрон(?), много электронов(?) и не поглощается, а отлетает назад сохраняя все свои параметры. Что заставляет фотон отразится? Какое может быть "упругое отскакивание", если фотон больше волна чем частица, а электрон тоже немного волна?

[Munin]

С точки зрения квантовой теории, фотон поглощается, и тут же излучается обратно, в едином квантовом процессе - про это говорят как про рассеяние фотона на системе заряженных частиц.

[bocharov]

Andrey Safonov в сообщении #1105063 писал(а):

Дамы и господа, прочитал этот наиинтереснейший пост, но так и не нашел ответа на свой вопрос: вот летит фотон, встречает на своем пути атом(?), электрон(?), много электронов(?) и не поглощается, а отлетает назад сохраняя все свои параметры. Что заставляет фотон отразится? Какое может быть "упругое отскакивание", если фотон больше волна чем частица, а электрон тоже немного волна?

Вы не заметили, что меняется очень важный параметр- направление движения фотона. Это говорит о том что фотон всё же поглощён системой и говорить об его индивидуальности нет никакого смысла. Поглотившая система выводится из равновесия(возбуждается), и возвращаясь в исходное состояние испускает другой фотон, т.е. с другим направлением движения(может быть с несколько изменёнными и др. параметрами). Если поглотившая система после испускания фотона вернулась в исходное состояние, то весь процесс называется упругим рассеянием. Относительно размеров тоже можно привести некоторую аналогию, напр. небольшое облачко тумана (фотон) может быть поглощено каплей жидкости(электрон), значительно меньших размеров.

[Droog_Andrey]

Если не вдаваться в кванты, можно представить это так. Электромагнитная волна совершает работу, перемещая заряды в проводнике. Смещённое состояние зарядов невыгодно, они стремятся вернуться обратно в равновесное положение. Их возвратное движение возмущает отражённую волну.

Почти как шарик от батута.

[bocharov]

Droog_Andrey в сообщении #1105110 писал(а):

Если не вдаваться в кванты, можно представить это так. Электромагнитная волна совершает работу, перемещая заряды в проводнике. Смещённое состояние зарядов невыгодно, они стремятся вернуться обратно в равновесное положение. Их возвратное движение возмущает отражённую волну.

Лучше так не надо. Вы разве не заметили уровень задаваемых вопросов? То что Вы навалили кучу необязательных в данном случае понятий делу не поможет.

[Munin]

Droog_Andrey в сообщении #1105110 писал(а):

Если не вдаваться в кванты, можно представить это так. Электромагнитная волна совершает работу, перемещая заряды в проводнике. Смещённое состояние зарядов невыгодно, они стремятся вернуться обратно в равновесное положение. Их возвратное движение возмущает отражённую волну. Почти как шарик от батута.

Ну, это, увы, неправильно. Заряды, для которых смещённое положение невыгодно, - это заряды в диэлектрике, а диэлектрик прозрачен (хотя на его поверхности и есть незначительное отражение).

А обсуждается зеркало, металл. В нём смещённое положение для зарядов безразлично. Но вот не безразлична скорость: заряды стремятся остаться неподвижными.

[Droog_Andrey]

А разве в металле не возникает диполь на короткое время? На масштабе длины волны. Ведь недаром металл плохо отражает волны, на масштабе длины которых подвижность зарядов падает. И недаром металл одинаково хорошо отражает свет независимо от того, пропускают ли через него ток.

[Andrey Safonov]

Droog_Andrey в сообщении #1105110 писал(а):

Если не вдаваться в кванты...

Спасибо за разумное упрощение. А если вдаваться?

-- 09.03.2016, 08:04 --

Munin в сообщении #1105077 писал(а):

С точки зрения квантовой теории, фотон поглощается, и тут же излучается обратно, в едином квантовом процессе - про это говорят как про рассеяние фотона на системе заряженных частиц.

Почему угол падения равен углу отражения?

[Munin]

Droog_Andrey в сообщении #1105188 писал(а):

А разве в металле не возникает диполь на короткое время? На масштабе длины волны.

В оптике длина волны $\gg$ межатомного расстояния, и расстояния между отражающими электронами. Вообще в веществе оптика - коллективное явление, когда интерферируют отражения от множества атомов одновременно. Из-за этого сильно отражаются оптические свойства конденсированных сред (жидкости и твёрдые тела: пропускание и отражение) и газов (рассеяние).

Если вы уменьшаете длину волны до межатомного расстояния и меньше (это рентген), то у вас и оптические свойства сред превращаются в оптические свойства газов. Рентгеновских зеркал не бывает (точнее, их очень трудно сделать, и делается это не напрямую). Как и рентгеновских линз.

Droog_Andrey в сообщении #1105188 писал(а):

Ведь недаром металл плохо отражает волны, на масштабе длины которых подвижность зарядов падает.

Это какие это? Металл вообще хорошо отражает всякие волны.

Droog_Andrey в сообщении #1105188 писал(а):

И недаром металл одинаково хорошо отражает свет независимо от того, пропускают ли через него ток.

А от пропускания тока свойства металла не меняются. И почти у всех веществ не меняются.

Andrey Safonov в сообщении #1105233 писал(а):

Почему угол падения равен углу отражения?

Потому что отражение происходит сразу от многих атомов когерентно. На эту тему лучше всего написано в
Фейнман. КЭД: странная теория света и вещества.
Можно посмотреть и в книжках по волновой оптике, там это тоже будет объяснено. Квантовой теории для этого не нужно совершенно.

-- 09.03.2016 12:06:07 --

Напомню из начала темы:

Munin в сообщении #473016 писал(а):

В металле - целая электронная жидкость, из свободных электронов, и именно она работает как зеркало. Отдельный электрон может отразить фотон с не-100 %-ной вероятностью и в любом направлении. А электронная жидкость - строго назад (из-за интерференции отражений на многих электронах) и гарантированно (пока слой металла не слишком тонкий).

Munin в сообщении #473301 писал(а):

Зеркало из диэлектрика отражает плохо, частично пропускает. Почему - легко понятно на классическом уровне, где условия на электрические и магнитные поля на границе приводят к возникновению прощедщей и отражённой волны. А на уровне фотонов это приводит к вероятностям - пройти и отразиться. Тоже речь не об отдельных атомах, а о взаимодействии со всей массой атомов, и об интерференции результатов такого взаимодействия.

и ссылку
Зильберман. Электричество и магнетизм.

[AnatolyBa]

Диэлектрические зеркала, кстати, бывают очень хорошими благодаря сложным слоистым покрытиям. Диапазон длин волн меньше чем у металлов, но может быть сделан достаточно хорошим для оптики.
Но разбираться в этом на уровне фотонов и квантовой механики право же не стоит. Классической электродинамики вполне достаточно.

[chislo_avogadro]

Droog_Andrey в сообщении #1105110 писал(а):

Электромагнитная волна совершает работу, перемещая заряды в проводнике. Смещённое состояние зарядов невыгодно, они стремятся вернуться обратно в равновесное положение. Их возвратное движение возмущает отражённую волну.

Граничное условие на металле для эм волн - отсутствие тангенциальной составляющей $\mathbf{E}$ на отражающей поверхности. Если пытаться это "офизичить", то я предложил бы такую картинку: $\mathbf{E}$ волны пытается ускорить электрон, а тот испускает при этом волну в противофазе.

Фраза про "возмущение отражённой волны" непонятна.