Почему зеркало отражает свет?

[Munin]

chislo_avogadro в сообщении #1105278 писал(а):

Граничное условие на металле для эм волн - отсутствие тангенциальной составляющей $\mathbf{E}$ на отражающей поверхности.

Это скорее идеализация (сверхпроводник, или очень низкие частоты). В оптике волна заходит в металл на расстояние порядка длины волны.

[Andrey Safonov]

Munin в сообщении #1105265 писал(а):

Фейнман. КЭД: странная теория света и вещества.

Хорошая книжка, на третьей лекции я запнулся. Но в общем смысл понятен. Все-таки поглощение и снова излучение, а далее фронт волны . Ну и интерференция, как способ объяснить почему свет светит туда. Спасибо, пошел перечитывать еще раз.

[Munin]

Andrey Safonov в сообщении #1105322 писал(а):

Все-так поглощение и снова излучение

Ну кому как...

Красные стрелки у вас на картинке - неправильные.

[Andrey Safonov]

Красные стрелки из подобного вопроса: http://my.mail.ru/community/hulypole/249DA5A063C7C50B.html. К теме нашей дискуссии прямого отношения не имеют.

[Munin]

Ну почему, имеют.

Там написано:

Цитата:

ВОПРОС: а что мы будем делать с теми фрагментами сферических волн,на которые я указала красными стрелочками? Вымараем,чтобы не нарушали идиллию? Если мы их не регистрируем в тех местах в левой части рисунка,то о чём это говорит?

Написано человеком невежественным, в запале. Ответ: на самом деле, эти "фрагменты" вполне регистрируются. Просто, конечно же, они очень слабы в обычной жизни. Для того, чтобы их уверенно поймать, надо рассчитать их величину на основе законов дифракции, и тогда их можно будет обнаружить. Это дело сравнительно несложное, потому что в лаборатории давно уже проведены куда более тонкие интерференционные и дифракционные опыты и измерения.

Я думаю, что может быть, такой демонстрационный опыт может подготовить любая вузовская учебная оптическая лаборатория, имеющая лазеры, дифракционные решётки и т. п. необходимое оборудование. Хотя я ещё не рассчитывал конкретной схемы и деталей.

[AL Malino]

bocharov в сообщении #1105108 писал(а):

Вы не заметили, что меняется очень важный параметр- направление движения фотона. Это говорит о том что фотон всё же поглощён системой …

Да ни о чём это не говорит. Либо же нужно давать в каждом конкретном случае более строгое определение понятию «система».

bocharov в сообщении #1105108 писал(а):

… и говорить об его индивидуальности нет никакого смысла.

Это тоже немножко опрометчивое суждение: "индивидуальность" (а, кстати, ЧТО Вы под этим термином подразумеваете?) фотон порой сохраняет в таких ситуациях, что и поверить то с непривычки тяжело.

bocharov в сообщении #1105108 писал(а):

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.

Ну, в исходное состояние система может вернуться и с довольно большой задержкой. Это будет считаться упругим рассеянием?

bocharov в сообщении #1105108 писал(а):

Относительно размеров тоже можно привести некоторую аналогию, напр. небольшое облачко тумана (фотон) может быть поглощено каплей жидкости(электрон), значительно меньших размеров.

Вот "голый" электрон поглотить фотон точно не может. Хотя ход рассуждений в целом верный: атомы и молекулы способны поглощать и испускать излучение, длина волны которого порой на порядки превосходит их размеры.

chislo_avogadro в сообщении #1105278 писал(а):

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.

Really? Ну, тогда осталось ответить на самый каверзный вопрос: как это любой свет, отражаясь от зеркала, ухитряется попасть на него так, что фаза электрического вектора волны на поверхности получается всегда равной нулю?

[chislo_avogadro]

AL Malino в сообщении #1105385 писал(а):

как это любой свет, отражаясь от зеркала, ухитряется попасть на него так, что фаза электрического вектора волны на поверхности получается всегда равной нулю?

Я ведь ничего не говорил о "фазе, равной нулю". Такого требования нет.

[Droog_Andrey]

Munin в сообщении #1105265 писал(а):

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.

Munin в сообщении #1105265 писал(а):

Рентгеновских зеркал не бывает

И всё-таки: появляется ли диполь размером с длину волны в месте отражения фотона?

[arbuz]

Droog_Andrey в [url=/post1105394.html#p1105394]сообщении #1105394[/url] писал(а):

И всё-таки: появляется ли диполь размером с длину волны в месте отражения фотона?

Тема явно пошла вкривь и вкось...

Если у вас действительно энергии на один фотон, то ее нельзя сфокусировать с точностью лучше, чем длина волны. При этом миллионы электронов в месте фокусировки "почувствуют" эту энергию и синхронно отреагируют. Результатом этой синхронности будет отражение как в классической оптике. (Подход полуклассический, то есть электрон - квантмех, свет - волна)

Если же придумать такую ситуацию, что о области фокуса будет всего один электрон способный делать все, что требуется, то будет переизлучение фотона на произвольный угол (по формуле для диполя)

Если же все рассматривать с точки зрения КТП то задача усложняется, хотя ответ тот же.

Вобщем, есть два подхода. В одном есть всякие граничные условия из ЭД сплошных сред, но нет фотона. В другом - наоборот. Если эти два подхода слить в один, то будет тарабарщина.

[amon]

Droog_Andrey в сообщении #1105394 писал(а):

И всё-таки: появляется ли диполь размером с длину волны в месте отражения фотона?

Во-первых, как тут правильно заметили, в задаче об отражении относительно длинноволнового (видимого) света от металла про фотоны лучше забыть. Электрическое поле вызывает ток ($\mathbf{j}=\sigma \mathbf{E}$). Возникновение тока эквивалентно появлению поляризации, поскольку $\operatorname{div}j+\frac{\partial\rho}{\partial t}=0,$ а $\rho=\operatorname{div}P.$ Поэтому слова "в месте падения волны возникнет ток" и "в месте падения волны среда поляризуется" эквивалентны.

[arbuz]

Вообще есть несколько "уровней" отражения металлом.

1. Если металл не пропускает сквозь себя (это про скин слой) и не поглощает, то где-то, как-то отражение куда-то уже будет. Такое отражение наверно приемлемо для радиотехники.

2. Если отражает, но диффузно, не зеркально - это другой случай.

3. Если отражает зеркально - это третий. Можно делать зеркала для телескопов. Надо брать люмень, серебро, полировать и т.д. Графики есть для многих металлов. Часто в видимом диапазоне отражение выше 95%, но в УФ обычно резко падает.



Вобщем, вся суть в коллективном поведении многих электронов, попавших под лучик. Именно они все вместе формируют плоскую отраженную волну, а не такую как у диполя - одиночного атома. Все остальное - детали.

[Munin]

Droog_Andrey в сообщении #1105394 писал(а):

И всё-таки: появляется ли диполь размером с длину волны в месте отражения фотона?

Нет, конечно.

AL Malino в сообщении #1105385 писал(а):

Ну, в исходное состояние система может вернуться и с довольно большой задержкой. Это будет считаться упругим рассеянием?

Ну, при отражении от зеркала задержки нет. И вообще, для такого процесса корректней говорить о сдвиге по фазе, а не о задержке.

[Andrey Safonov]

Munin в сообщении #1105346 писал(а):

Ну почему, имеют.

Там написано:

Цитата:

ВОПРОС: а что мы будем делать с теми фрагментами сферических волн,на которые я указала красными стрелочками? Вымараем,чтобы не нарушали идиллию? Если мы их не регистрируем в тех местах в левой части рисунка,то о чём это говорит?

Ответ: на самом деле, эти "фрагменты" вполне регистрируются. Просто, конечно же, они очень слабы в обычной жизни. Для того, чтобы их уверенно поймать, надо рассчитать их величину на основе законов дифракции, и тогда их можно будет обнаружить.

Об этом очень подробно написано в КЭД, которую вы рекомендовали к прочтению. Со стрелочками и понятными (даже мне) формулами.

[Droog_Andrey]

Munin в сообщении #1105449 писал(а):

Droog_Andrey в сообщении #1105394 писал(а):

И всё-таки: появляется ли диполь размером с длину волны в месте отражения фотона?

Нет, конечно.

А как же тогда

amon в сообщении #1105426 писал(а):

Поэтому слова "в месте падения волны возникнет ток" и "в месте падения волны среда поляризуется" эквивалентны.

?

[Munin]

Droog_Andrey в сообщении #1105496 писал(а):

А как же тогда

"Поляризуется" ≠ "диполь размером с длину волны".