Естественные науки
Про отражение света
Допустим есть поток света видимого излучения (400 - 700 нм) и частица размером 500 нм. Одинаково ли хорошо от неё будет отражатся свет во всём диапазоне или же всё таки свет с длиной волны 500 нм будет отражатся лучше всего? Если да то почему???
Это хорошая задача, но не до конца поставленная (как любая задача из реального мира, а не из учебника) .
Во-первых, поскольку размер частицы сравним с длиной волны излучения, геометрическая оптика не применима, и нужно использовать методы волновой оптики. То есть, чтобы точно ответить на этот вопрос, нужно решать уравнения Максвелла, в которых определена падающая монохроматическая волна, указаны граничные условия на поверхности частицы, и неизвестным является электромагнитное поле отражённой волны.
В свете такой постановки задачи, получаем во-вторых: нужно знать форму частицы, чтобы определить границу, на которой ставятся граничные условия. И в-третьих: нужно знать природу материала, чтобы понять, какие это граничные условия. Если материал -- хороший проводник, то граничным условием будет отсутствие электрического поля внутри частицы. Если материал -- диэлектрик, то нужно решать уравнения Максвелла внутри частицы, учитывая диэлектрическую проницаемость материала на данной длине волны, и сшивать это решение с решением снаружи частицы.
В любом случае, вопрос сложный, но интуитивно ясно, что, из-за волновой природы света, волна 400 нм будет отражаться совсем не так как волна 700 нм. Это ясно потому что длина волны сравнима с размером препятствия, и поэтому эффект дифракции (сильно зависящий от длины волны) будет в значительной мере определять свойства отражённой волны.
Во-первых, поскольку размер частицы сравним с длиной волны излучения, геометрическая оптика не применима, и нужно использовать методы волновой оптики. То есть, чтобы точно ответить на этот вопрос, нужно решать уравнения Максвелла, в которых определена падающая монохроматическая волна, указаны граничные условия на поверхности частицы, и неизвестным является электромагнитное поле отражённой волны.
В свете такой постановки задачи, получаем во-вторых: нужно знать форму частицы, чтобы определить границу, на которой ставятся граничные условия. И в-третьих: нужно знать природу материала, чтобы понять, какие это граничные условия. Если материал -- хороший проводник, то граничным условием будет отсутствие электрического поля внутри частицы. Если материал -- диэлектрик, то нужно решать уравнения Максвелла внутри частицы, учитывая диэлектрическую проницаемость материала на данной длине волны, и сшивать это решение с решением снаружи частицы.
В любом случае, вопрос сложный, но интуитивно ясно, что, из-за волновой природы света, волна 400 нм будет отражаться совсем не так как волна 700 нм. Это ясно потому что длина волны сравнима с размером препятствия, и поэтому эффект дифракции (сильно зависящий от длины волны) будет в значительной мере определять свойства отражённой волны.
От одиночной частицы столь малого размера в принципе вообще ничего не будет отражаться во всем диапазоне
Похожие вопросы
- Отражение света от зеркала. Почему это происходит?
- объясните мне различие между свечением звёзд и отражением света планет в небе ночью.
- в чем заключается явление полного отражения света на границе раздела двух сред?
- Почему человек может видеть предметы чёрного цвета , ведь отражения света от него нет (только поглощение) ?
- Отражение и поглощение света на молекулярном уровне.
- Почему отражение солнечного света от прямого оцинкованного листа, теплее чувствуется на коже, чем напрямую от солнца?
- Преломление света атомами? Что в материи управляет цветовыми излучениями? (коэффицентами отражение\поглощение и углом)
- Как происходит отражение и поглощение света на атомном уровне?
- Отражение фотонов...
- Зеркала отражения (формула подсчета)