Reflexion von Licht (bzw. Photonen) im Quantenmodell

spitfire99 · Newbie Anmeldungsdatum: 08.12.2009 Beiträge: 2

Ist eine Reflektion von Photonen anhand einer absorption eines Photons und emission eines Photons zu erklären? Wie funktioniert die Reflexion im Quantenmechanischen Modell?

oder erklärt man sich diese Wechselwirkung zwischen Materie und elm. Welle anders ?

ichbinsisyphos · Senior Member Anmeldungsdatum: 31.05.2007 Beiträge: 1377

Reflexion eines Lichtstrahls funktioniert im Teilchenmodell glaub ich gar nicht.
Laut Huygenschem Prinzip ist das ja wieder eine Interferenzerscheinung von Elementarwellen. Das einzelne Photon wechseltwirkt zwar quantenmechanisch mit Atomen der Grenzfläche, aber die Emission eines einzelnen Photons wäre ja ungerichtet.

spitfire99 · Newbie Anmeldungsdatum: 08.12.2009 Beiträge: 2

Ja das stimmt aber kann ich bei der Remission also der ungerichteten Reflexion davon ausgehen, dass es unter der Emission von Photonen geschiet. Und daher auch die Farbigkeit eines Objekts bestimmt wird?

Man findet dazu sehr unterschiedliche Ergebnise im Internet die für das Modell sprechen und dagegen.

ichbinsisyphos · Senior Member Anmeldungsdatum: 31.05.2007 Beiträge: 1377

Die Farbe kommt daher, dass Stoffe wellenlängenabhängige Transmission/Reflexion/Absorption haben.

Photonen absorbieren und emittieren (im Sinne von Anregungen von Elektronenpotentialen) können die Atome bei der Reflexion nicht, das wäre auf einen zu kleinen Wellenlängenbereich beschränkt.

Wir haben uns das immer mit dem "Oszillatormodell" erklärt, also einfallendes Licht bringt sie zum Schwingen und das Schwingen zum Aussenden neuer Wellen.

Die Oszillatoren wären dabei aber nicht Atome, sondern recht homogene Körper, die dann auf Grund ihrer Masse und Ladungen eine bestimmte Resonanzfrequenz haben. Und diese Resonanzfrequenz bestimmt die Wechselwirkungen mit Licht unterschiedlicher Frequenz.

Bei Metallen geht man überhaupt von einem Plasma aus, also nicht von den Atomen, sondern von der Elektronenwolke im Leiter ...

Wo genau da die Schnittstelle zur QM ist, weiß ich nicht.

capsman · Junior Member Anmeldungsdatum: 08.02.2010 Beiträge: 45

Die Reflexion von Photonen wird in der QED über sogenannte Glauber-Zustände beschrieben, also kohärente Zustände als Eigenzustände des Vernichtungsoperators des elektrischen Feldes. Glauber hatte für seine Arbeiten auf dem Gebiet der Photonenoptik in den 60er Jahren auch 2005 den Physiknobelpreis erhalten (also zur Hälfte).
Eine präzise Rechnung zur Beschreibung der Reflexion über die QED führten in den 60 Jahren bspw. Paul et al. durch, vgl.
"Lichtreflexion im Formalismus der Quantenelektrodynamik", H. Paul, W. Brunner, G. Richter, Annalen der Physik 17 (1966), S. 262-269.