Телескопы покупают здесь


A A A A Автор Тема: Как фотон "отражается" от атома?  (Прочитано 14978 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн Ihtamnet IIАвтор темы

  • *****
  • Забанен!
  • Сообщений: 3 020
  • Благодарностей: 144
    • Сообщения от Ihtamnet II
И в самом деле, интересный вопрос попался в ФБ.
Если падая на зеркало фотон взаимодействует с одним единственным атомом, как получается нужный угол отражения? По идее, все направления должны быть равноправны?
Дурака учить - только портить.  (с) народная мудрость.

Оффлайн LV46

  • *****
  • Сообщений: 7 099
  • Благодарностей: 411
    • Сообщения от LV46
Re: Как фотон "отражается" от атома?
« Ответ #1 : 21 Янв 2022 [04:45:33] »
Ну, видимо это такое свойство электронов в тех атомах, которые имеют свойство зеркала.
Потому что обычно фотон как раз отражается в случайном направлении, то есть происходит рассеивание, благодаря которому кстати мы вообще можем видеть всё вокруг.

Оффлайн Vyuton

  • ***
  • Сообщений: 101
  • Благодарностей: 3
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Vyuton
Re: Как фотон "отражается" от атома?
« Ответ #2 : 21 Янв 2022 [06:43:36] »
Мне кажется, необходимо вспомнить что у фотона имеются ещё и волновые свойства. И при отражении они проявляются весьма существенно ( например, поляризация). Поэтому, говорить об отражении конкретного фотона от конкретного атома не очень корректно.

Оффлайн Змей Петров

  • *****
  • Сообщений: 33 333
  • Благодарностей: 577
  • В тёмной комнате всегда найдётся очень черный кот
    • Сообщения от Змей Петров
Re: Как фотон "отражается" от атома?
« Ответ #3 : 21 Янв 2022 [09:48:19] »
Стоит уточнить , что в металлах отражением занимается электронный газ из обобществлённых электронов , в который как бы погружена кристаллическая решётка .
Но вопроса это не снимает - один фотон взаимодействует с одним электроном .
Впрочем , и неметаллы отражают свет по законам геометрической оптики .
- За это я превращу тебя в скользкую холодную рыбу.
- Но... Вы обещали - в кота ...
- Недостоин

Оффлайн vomitron

  • ***
  • Сообщений: 131
  • Благодарностей: 17
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от vomitron
Re: Как фотон "отражается" от атома?
« Ответ #4 : 21 Янв 2022 [12:40:05] »
Дело в том, что фотоны не падают и не отражаются. Они только поглощаются и испускаются. Поле взаимодействует не с конкретным атомом, а со всем на свете(особенно если никто не смотрит), как в интерферометре или двухщелевом эксперименте. Тем более, что кристаллическая решетка - вполне себе квантовый макроскопический объект.

Оффлайн Ihtamnet IIАвтор темы

  • *****
  • Забанен!
  • Сообщений: 3 020
  • Благодарностей: 144
    • Сообщения от Ihtamnet II
Re: Как фотон "отражается" от атома?
« Ответ #5 : 21 Янв 2022 [12:48:01] »
Дело в том, что фотоны не падают и не отражаются. Они только поглощаются и испускаются. Поле взаимодействует не с конкретным атомом, а со всем на свете(особенно если никто не смотрит), как в интерферометре или двухщелевом эксперименте. Тем более, что кристаллическая решетка - вполне себе квантовый макроскопический объект.
Это набор, наверное, правильных постулатов, но Вы можете примерно объяснить КАК именно происходит взаимодействие зеркала и фотона, в результате чего испускается (допустим) фотон именно в "нужном" направлении?

необходимо вспомнить что у фотона имеются ещё и волновые свойства
В наше время "дуализм" признан устаревшим положением и считается даже в школе так объяснять - неправильно.  ^-^
Дурака учить - только портить.  (с) народная мудрость.

Оффлайн diant

  • *****
  • Сообщений: 4 030
  • Благодарностей: 505
  • Две вещи поражают мое воображение...
    • Сообщения от diant
Re: Как фотон "отражается" от атома?
« Ответ #6 : 21 Янв 2022 [13:00:24] »
Если падая на зеркало фотон взаимодействует с одним единственным атомом, как получается нужный угол отражения? По идее, все направления должны быть равноправны?
Если бы он взаимодействовал с одним единственным атомом - все так бы и было, это верно (неопределенность проекции импульса в плоскости зеркала была бы огромной из-за локализации в этой плоскости самого фотона - гейзенберг).
Но в реальности падающий фотон обычно не локализован так узко, поэтому все компоненты его вектора состояния взаимодействуют со всеми атомами, а потом отраженные компоненты интерферируют между собой - получается обычное отражение с углами.

PS. А вопрос очень хороший.

Celestron C8 SC XLT, SW150/750PDS, SW120/600, SV503 ED100, DS80/600 (солнцескоп с клином Гершеля + Baader SC)
Азимутал TS AZGP, экваториал HEQ5 Pro belt
Nikon Action 7x35, Minolta Standard 10x50 (on sale)

Оффлайн Ihtamnet IIАвтор темы

  • *****
  • Забанен!
  • Сообщений: 3 020
  • Благодарностей: 144
    • Сообщения от Ihtamnet II
Re: Как фотон "отражается" от атома?
« Ответ #7 : 21 Янв 2022 [13:26:18] »
Но в реальности падающий фотон обычно не локализован так узко
Но разве поглощение фотона и его последующее испускание происходит не одним единственным атомом, а "сразу всеми"?
Дурака учить - только портить.  (с) народная мудрость.

Оффлайн diant

  • *****
  • Сообщений: 4 030
  • Благодарностей: 505
  • Две вещи поражают мое воображение...
    • Сообщения от diant
Re: Как фотон "отражается" от атома?
« Ответ #8 : 21 Янв 2022 [13:57:44] »
Но в реальности падающий фотон обычно не локализован так узко
Но разве поглощение фотона и его последующее испускание происходит не одним единственным атомом, а "сразу всеми"?
В этом и заключается изюминка квантовой реальности. Именно всеми (пока вы не подсматриваете за системой). Двухщелевой эксперимент еще 100 лет назад обнаружил, что реальность именно такова. А наши бытующие представления о пожимании руки атом-к-атому - иллюзия. Все - со всеми, и сразу, а потом интерферируют. Так устроен мир, можно грустить, а можно радоваться (я скорее радуюсь :)
Celestron C8 SC XLT, SW150/750PDS, SW120/600, SV503 ED100, DS80/600 (солнцескоп с клином Гершеля + Baader SC)
Азимутал TS AZGP, экваториал HEQ5 Pro belt
Nikon Action 7x35, Minolta Standard 10x50 (on sale)

Оффлайн Игорь Мухин

  • *****
  • Сообщений: 1 609
  • Благодарностей: 58
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Игорь Мухин
Re: Как фотон "отражается" от атома?
« Ответ #9 : 21 Янв 2022 [14:27:16] »
Вот вам для просвещения: https://www.teoriyavsego.ru/teoriya_otrajeniya_sveta.html

Оффлайн Бобр-99

  • *****
  • Сообщений: 2 368
  • Благодарностей: 44
    • Сообщения от Бобр-99
Re: Как фотон "отражается" от атома?
« Ответ #10 : 21 Янв 2022 [14:36:48] »
Вот вам для просвещения: https://www.teoriyavsego.ru/teoriya_otrajeniya_sveta.html
Сайт устроен так:
- Вот так объясняет Фейнман.
- А вот так я.
Кто сей "я" не известно. Подписи нет.
2x54, 16x50
Доб 305 мм F/5
24/67, 14/72, 10/72, 6/100

Оффлайн sergey_g

  • *****
  • Сообщений: 521
  • Благодарностей: 8
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от sergey_g
Re: Как фотон "отражается" от атома?
« Ответ #11 : 21 Янв 2022 [15:25:03] »
Но разве поглощение фотона и его последующее испускание происходит не одним единственным атомом, а "сразу всеми"?
Фотон как электромагнитная волна почти  не "отражается" единичным атомом. Это осуществляется ансамблем атомов кристаллической решетки.
Достаточно сравнить шаг - расстояние между атомами этой решетки с длиной волны отражаемого света.
По этой причине аморфные (например сажа) тела гораздо меньше отражают свет чем имеющие кристаллическую решетку. Шаг решетки большинства кристаллов лежит в пределах ед. ангстрем, т.е. десятые доли нм. Длина волны видимого света порядка нескольких сотен нм. Поэтому отражение/переизлучение света осуществляется как бы фазированной решеткой большого числа атомов.
И также поэтому почти невозможно отражение рентгеновского и гамма излучения т.к. длины волн этого диапазона (от 102 - 10-3 нм) меньше на порядки длин волн видимого света.
Образно сравнивая, свет отражается тысячами атомов, а рентгеновское и гамма излучение гораздо меньшим количеством - единицами/десятками..
...длина волны рентгеновских лучей столь мала, что поверхность любого тела является шероховатой, и поэтому возможно лишь диффузное их отражение, то есть рассеяние. Зеркального отражения не происходит, и соответствующий ему закон отражения не выполняется.

Оффлайн Змей Петров

  • *****
  • Сообщений: 33 333
  • Благодарностей: 577
  • В тёмной комнате всегда найдётся очень черный кот
    • Сообщения от Змей Петров
Re: Как фотон "отражается" от атома?
« Ответ #12 : 21 Янв 2022 [15:29:19] »
Фотон как электромагнитная волна почти  не "отражается" единичным атомом. Это осуществляется ансамблем атомов кристаллической решетки.
Но, согласно Стандартно Модели  - фотон точечная частица .

Теперь сделаем опыт .
Будем пулять в зеркало по одному фотону в секунду .
Что будет ?
Диффузное отражение ? Или зеркальное ?
Что-то мне подсказывает - что всё равно - зеркальное .
- За это я превращу тебя в скользкую холодную рыбу.
- Но... Вы обещали - в кота ...
- Недостоин

Оффлайн diant

  • *****
  • Сообщений: 4 030
  • Благодарностей: 505
  • Две вещи поражают мое воображение...
    • Сообщения от diant
Re: Как фотон "отражается" от атома?
« Ответ #13 : 21 Янв 2022 [16:33:43] »
Но, согласно Стандартно Модели  - фотон точечная частица .
Вау! это надо подкрепить ссылкой.
Celestron C8 SC XLT, SW150/750PDS, SW120/600, SV503 ED100, DS80/600 (солнцескоп с клином Гершеля + Baader SC)
Азимутал TS AZGP, экваториал HEQ5 Pro belt
Nikon Action 7x35, Minolta Standard 10x50 (on sale)

Оффлайн Змей Петров

  • *****
  • Сообщений: 33 333
  • Благодарностей: 577
  • В тёмной комнате всегда найдётся очень черный кот
    • Сообщения от Змей Петров
Re: Как фотон "отражается" от атома?
« Ответ #14 : 21 Янв 2022 [16:45:21] »
Но, согласно Стандартно Модели  - фотон точечная частица .
Вау! это надо подкрепить ссылкой.

Не знаю - при чём тут вау .

Современная наука рассматривает фотон как фундаментальную элементарную частицу, не обладающую строением и размерами.

https://ru.wikipedia.org/wiki/Фотон

- За это я превращу тебя в скользкую холодную рыбу.
- Но... Вы обещали - в кота ...
- Недостоин

Оффлайн diant

  • *****
  • Сообщений: 4 030
  • Благодарностей: 505
  • Две вещи поражают мое воображение...
    • Сообщения от diant
Re: Как фотон "отражается" от атома?
« Ответ #15 : 21 Янв 2022 [16:50:55] »
Не-не, про "точечность" в СМ (не википедии) - вот это было бы интересно. Так-то у нас и пространство не обладает размером.
Celestron C8 SC XLT, SW150/750PDS, SW120/600, SV503 ED100, DS80/600 (солнцескоп с клином Гершеля + Baader SC)
Азимутал TS AZGP, экваториал HEQ5 Pro belt
Nikon Action 7x35, Minolta Standard 10x50 (on sale)

Оффлайн Бобр-99

  • *****
  • Сообщений: 2 368
  • Благодарностей: 44
    • Сообщения от Бобр-99
Re: Как фотон "отражается" от атома?
« Ответ #16 : 21 Янв 2022 [16:50:59] »
А вот объяснил бы кто, что есть фотон? Физики делают вид что никому кроме них этого не понять и не следует пытаться.
2x54, 16x50
Доб 305 мм F/5
24/67, 14/72, 10/72, 6/100

Оффлайн xd

  • *****
  • Сообщений: 17 977
  • Благодарностей: 378
    • Skype - deimos.belastro.net
  • Награды Открытие комет, астероидов, сверхновых звезд, научно значимые исследования.
    • Сообщения от xd
    • Белорусская любительская астрономическая сеть
Re: Как фотон "отражается" от атома?
« Ответ #17 : 21 Янв 2022 [16:51:41] »
Прям захотелось достать университетский конспект по курсу "Электродинамика и распространение радиоволн"... И учебник от лектора: https://www.bsuir.by/m/12_100229_1_54912.pdf
У природы нет плохой погоды, у неё просто на нас аллергия.

Учение без размышления бесполезно, но и размышление без учения опасно /Конфуций/
Слово есть поступок. /Л. Толстой/

Оффлайн LV46

  • *****
  • Сообщений: 7 099
  • Благодарностей: 411
    • Сообщения от LV46
Re: Как фотон "отражается" от атома?
« Ответ #18 : 21 Янв 2022 [17:06:58] »
Сдаётся мне, что тему можно объединить с вот этой: Что такое фотон и как он летит?

Оффлайн LV46

  • *****
  • Сообщений: 7 099
  • Благодарностей: 411
    • Сообщения от LV46
Re: Как фотон "отражается" от атома?
« Ответ #19 : 21 Янв 2022 [17:10:41] »
Фотон как электромагнитная волна почти  не "отражается" единичным атомом. Это осуществляется ансамблем атомов кристаллической решетки.
Достаточно сравнить шаг - расстояние между атомами этой решетки с длиной волны отражаемого света.
По этой причине аморфные (например сажа) тела гораздо меньше отражают свет чем имеющие кристаллическую решетку. Шаг решетки большинства кристаллов лежит в пределах ед. ангстрем, т.е. десятые доли нм. Длина волны видимого света порядка нескольких сотен нм. Поэтому отражение/переизлучение света осуществляется как бы фазированной решеткой большого числа атомов.
Это всё отлично и очень наглядно расписано, только Вы не ответили на сам вопрос: почему угол падения фотона равен углу отражения.