鏡が光線を反射する物理的プロセスとは?

ハーベイ・マッド大学物理学助教授のPeter N. Saeta氏は次のように答えています:

入射光波の振動電界は、鏡内部の電荷に力を発生させる。 電荷のほとんどは重すぎるか(原子の原子核がそうであるように)、あるいは強く結合しているため(電子のほとんどがそうであるように)、この電場に反応して大きく振動することはありません。 しかし、比較的ゆるく結合している電子や、金属に存在する自由電子は、この電気力に応じて動くことができる。 鏡の中には非常に多くの電子があり、すべてが入射光の周波数で振動しているので、鏡からの反射はまさにグループ作業なのです」

。 すべての電子は同じ音楽に合わせて踊り、そのリズムは入射光の波によって与えられます。

「典型的な鏡は、金属の層でコーティングされた一片のガラスからできています。 ガラスはそれ自体で光を少し反射しますが、金属層は反射率を大きく向上させます。 しかし、実際の金属の導電率は完全ではありません。 この不完全さが、金属に光を吸収させることにつながっているのです。 例えば、磨かれた銀の表面は、入射した可視光線の約93%を反射し、金属としては非常に優れています。 興味深いことに、金属層が非常に薄い場合(原子数百個分)、光の多くが金属を透過して裏側に出てきてしまうのです。 金属層の厚さが適切であれば、入射光を2等分するビームスプリッターを作ることができ、金属膜自体で失われる光はほんの少しです。 この反射鏡は、屈折率の異なる2つの透明な材料を交互に重ねたものです。 誘電体ミラーは、設計された波長で99.999%以上の反射率を持つことができる。 このようなミラーでは、入射した光は基本的にすべて反射し、ミラーに吸収されたり、ミラーを透過したりすることは事実上ありません」

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