Mi az a fizikai folyamat, amelynek során a tükör visszaveri a fénysugarakat?

Peter N. Saeta, a Harvey Mudd College fizika adjunktusa válaszol:

“A beérkező fényhullámban rezgő elektromos mező erőt fejt ki a tükör belsejében lévő töltésekre. A legtöbb töltés vagy túl nehéz (mint az atommagok esetében), vagy túl szorosan kötött (mint a legtöbb elektron esetében) ahhoz, hogy e mező hatására jelentősen rezegjen. A viszonylag lazán tartott kötőelektronok, valamint a fémekben jelen lévő szabad elektronok azonban képesek mozogni ezekre az elektromos erőkre válaszul. Ezek az elektronok a beeső fény frekvenciájával azonos frekvencián rezegnek, ami a visszavert hullámot eredményezi.”

“Mivel a tükörben nagyon sok elektron van, amelyek mind a beeső fény frekvenciáján rezegnek, a tükörről való visszaverődés valójában csoportmunka. Az összes elektron ugyanarra a zenére táncol, amelynek ritmusát a beeső fényhullám adja. Ez az összehangoltság okozza, hogy a visszavert hullám a tükör felületéhez képest ugyanazt a szöget zárja be, mint a beeső sugár.”

“Egy tipikus tükör egy fémréteggel bevont üvegdarabból áll. Az üveg önmagában visszaveri a fény egy kis részét, de a fémréteg nagymértékben megnöveli a fényvisszaverő képességet. Ha a fém tökéletesen vezetne, akkor az összes fényt visszaverné, de a valódi fémek vezetőképessége nem tökéletes. Ez a tökéletlenség a fény némi elnyeléséhez vezet a fémben. Egy polírozott ezüstfelület például a beeső látható fény körülbelül 93 százalékát veri vissza, ami fémekhez képest nagyon jónak mondható. Érdekes módon, ha a fémréteg nagyon vékony – csak néhány száz atom vastagságú -, akkor a fény nagy része átszivárog a fémen, és hátul jön ki. Ha a fémréteg vastagsága megfelelő, akkor olyan sugárelosztót lehet készíteni, amely a beeső fénysugarat két egyenlő részre osztja, és a fénynek csak egy kis része vész el magába a fémrétegbe.”

“Bármilyen jó is az ezüsttükör visszaverő képessége, a dielektromos tükrökkel sokkal jobbat lehet elérni. Ezek a tükrök két különböző törésmutatójú átlátszó anyag váltakozó rétegéből állnak. A dielektromos tükrök visszaverő képessége 99,999 százalékos vagy jobb lehet azon a hullámhosszon, amelyre tervezték őket. Ezekben a tükrökben lényegében az összes beeső fény visszaverődik, és gyakorlatilag semmi sem nyelődik el a tükörben, illetve nem terjed át rajta.”

Vélemény, hozzászólás?

Az e-mail-címet nem tesszük közzé.