Jump to content

Ayna ışığı nasıl yansıtıyor?


Recommended Posts

Ayna nasıl oluyor da ışığı düzgün açılarla yansıtıyor? Aynaya 45 derece ile gelen ışık 45 ile yansıyor ama atomik düzeyde bu olay nasıl gerçekleşiyor? Fotonun çarptığı atom sonuçta tek bir atom olduğuna göre çarpılan atom çarpan fotonu nasıl aynı açı ile yansıtıyor? Veya dalga olarak bu nasıl açıklanıyor? Atomlar dalga halinde gelen ışığı nasıl yansıtırlar? Sorularda teknik hatalar olabilir. Özellikle kuantum fiziği ile alakadar arkadaşlar cevaplarsa memnun olurum.

tarihinde sonus tarafından düzenlendi
Link to post
Sitelerde Paylaş

Konuyla ilgili değildir ancak aynalar hakkında ilgimi ve dikkatimi cezbeden şey : Aynalar dikey ters görüntü verir mesela tarak sağ elinde ise solda gösterir.Ancak garip olan dikeyde görüntü ters iken yatayda görüntüde değişiklik olmaz.Mesela ayaklarımız karnımızda karnımız ayaklarımızda olmadı hiç bu güne kadar.

Özel tasarlanan aynalarda her türlü ilginç görüntü elde edilebiliyorsa tabi o zaman tasarımcının marifetidir herşey.Mesela zayıfken şişman görünebilirsin 'şaka' aynaları diyorum ben onlara.

Link to post
Sitelerde Paylaş
Yansımanın kuantumla alakası ne?

Yansıma dediğin şeyde foton ile atom etkileşimidir ve kuantum mekaniksel açıklaması vardır

Aslında herşey temelde kuantum mekanikseldir ama dizel motorların çalışma prensibi veya akciğer kanseri konusunda bilgi verirken o ölçeklere inen açıklamalara gerek duyulmaz

tarihinde DeHRi tarafından düzenlendi
Link to post
Sitelerde Paylaş

Biraz uzun ve matematiksel açıklamalar içeren bir konu, şu an biraz yorgunum, hem kafamı toparlayım daha sonra birşeyler yazarım.

Feymanın "Kuantum Elektrodinamiği" kitabı amatör olarak ilgilenenler için faydalıdır

Link to post
Sitelerde Paylaş

Kısaca açıklayalım.. Daha uzun bir açıklaması da var..

Bu elbette kuantum bir fenomendir.

Fotonlarla atomların ilişkisisi aslında fotonlarla atomun en dış yörüngesindeki elektronların ilişkisi şeklinde gerçekleşir.

Atomların veya moleküllerin en dışındaki elektronlar fotonlarla önce karşılacaklarından bu doğal bir ilişkidir.

Tabii yansıtan yüzeydeki serbest elektronlar da aynı şekilde fotonlarla tepkileşirler.

Metallerde olduğu gibi..

Elektronları atom içinde tutan bağlayıcı güçler (eleltrostatik güçler) her zaman elektronlar tarafından yansıtılan fotonların enerjisinden yüksek olduğundan, yalnız fotonlar yansıtılır.

Işık bu elektronlar üzerine düşünce onlar osilasyona uğrarlar. Yani bulundukları yerde, ileri geri dans edip, titrerler. Bu titremenin frekansı elektronların üstüne düşen fotonların frekansı ile aynıdır. Bu osilasyon sırasında açığa çıkan foton yansıtılır.

Link to post
Sitelerde Paylaş
Atomlar dalga halinde gelen ışığı nasıl yansıtırlar?

Bildiğim kadarıyla Compton Saçılması denen bir olay var ve bu olay ışığın tanecikli yapısını destekliyor

tarihinde kenzo tarafından düzenlendi
Link to post
Sitelerde Paylaş

Işığı, atomlara bağlı elektronlar değil, metaldeki serbest elektronlar yansıtır (aynalar metalden yapılır). Uygulamada, metal çizilmesin ve oksitlenmesin diye, cam bir yüzeye yapıştırılır.

"Ayna" işlevi için, yüzeyin ışığın dalgaboyu ölçeklerinde düz olması gerekir. Görünen ışığın dalgaboyu 0.5 mikron kadardır. Bu yaklaşık 5000 atom boyuna denk gelir.

Yansıtma olayı ise, ışığı elektromanyetik dalga kabul edip, elektromanyetiğin kanunları uygulanarak bulunabilir (Maxwell-Lorentz denklemleri).

.

Link to post
Sitelerde Paylaş
Işığı, atomlara bağlı elektronlar değil, metaldeki serbest elektronlar yansıtır (aynalar metalden yapılır). Uygulamada, metal çizilmesin ve oksitlenmesin diye, cam bir yüzeye yapıştırılır.

"Ayna" işlevi için, yüzeyin ışığın dalgaboyu ölçeklerinde düz olması gerekir. Görünen ışığın dalgaboyu 0.5 mikron kadardır. Bu yaklaşık 5000 atom boyuna denk gelir.

Yansıtma olayı ise, ışığı elektromanyetik dalga kabul edip, elektromanyetiğin kanunları uygulanarak bulunabilir (Maxwell-Lorentz denklemleri).

.

Aslında ışığı hem serbest elektronlar, hem atom ve moleküllerin en dışındaki elektronlar yansıtırlar..

Ama serbest elektronlar bu işi daha iyi becerirler.

Bu yüzden en iyi aynalar metallerden yapılır.

Bilindiği üzere metallerde dış elektrolar serbesttirler..

Peki aynadan yansıyan ışık neden her zaman belli bir açı ile yansır?

Bu da önemli bir sorudur ve yanıtı sanıldığından çok daha zordur.

İşte burada kuantum fiziğinin önemini takdir edebilirsiniz..

Bu soruyu yanıtlayabilmek için conduction band dispersion kavramını bilmek gerekmektedir.

Şu kadarına değinmekle yetineyim. Konu çok tekniktir..

Aynadan ışığın yansıması orijinal ışığın paralel momentumunun korunması yasasını izler.

Bu sırada aynanın tümü ışığı aksi yöne doğru, dik momentumu koruyarak, yansıtır.

Yani yansıma sırasında aynı paralel momentuma karşı ona eşdeğer ama zıt bir dik momentum ortaya çıkar..

Yansıtan elektronlar gelen ışığı karşıtına yansıtırlar.

HACI

Link to post
Sitelerde Paylaş

Daha da kafa karıştırıcı soru, ışık aynanın neresinden yansır?

Işığa doğru olan yüzeyden(üst) mi, öteki yüzeyden(alt) mi, yoksa merkezden mi?

Hepsinden homojen yansımadığı ortadadır, yoksa görüntü oluşmaz, kaymalar oluşurdu.

Cevap üst yüzeydir! Ama bu bambaşka ve klasik fizikle işin içinden çıkılmaz fenomene neden olur:

Aynanın kalınlığı yansımanın oranını değiştirmektedir, peki bu nasıl oluyor? Kuantumla oluyor...

Link to post
Sitelerde Paylaş

Ayna yapımında, genellikle, cam levha ve gümüş kullanılır. Cam levhanın bir yüzü gümüş "suyu" ile kaplanır ve ayna elde edilir. Civa amalgamları da kullanılır.

Işık cam levhadan yansımaz, metalden yansır. Metaller non-lokal iletim elektronları taşır, bunlara serbest elektronlar da denir. Bu elektronlar gelen fotonu emer ve band geçişi yaşanır. Daha sonra bir önceki band'e dönüş için emilen elektron atılır. Burada Hacı'nın bahsettiği momentumun korunumu işin içine girer. Yüzeye paralel momentum bileşeni olduğu gibi, yüzeye dikey momentum bileşeni ise 180 derecelik değişim ile korunur. Bu değişimin sebebi sanırım elektronun negatif yüklü olması... Enerji alışverişi şeklinde de açıklanabilir, zaten yansıma sırasında sapma da yaşanır fakat %1'lik olur. Sebebi ısı kaybıdır, dediğim gibi termodinamik açıdan da ele alınabilir. Sonuçta iletim elektronu fotonun elektrik alanından enerji alıyor. Tekrar edeyim, geliş açısı (angle of incidince) dönüş açısı (angle of reflection) ile tam olarak aynı değildir.

Yine de anlamadığım noktalar var ama amatör açıklama olarak kabul edilebilir en azından...

tarihinde Rexino tarafından düzenlendi
Link to post
Sitelerde Paylaş
Aslında ışığı hem serbest elektronlar, hem atom ve moleküllerin en dışındaki elektronlar yansıtırlar..

Ama serbest elektronlar bu işi daha iyi becerirler.

Bu yüzden en iyi aynalar metallerden yapılır.

Bilindiği üzere metallerde dış elektrolar serbesttirler..

Peki aynadan yansıyan ışık neden her zaman belli bir açı ile yansır?

Bu da önemli bir sorudur ve yanıtı sanıldığından çok daha zordur.

İşte burada kuantum fiziğinin önemini takdir edebilirsiniz..

Bu soruyu yanıtlayabilmek için conduction band dispersion kavramını bilmek gerekmektedir.

Şu kadarına değinmekle yetineyim. Konu çok tekniktir..

Aynadan ışığın yansıması orijinal ışığın paralel momentumunun korunması yasasını izler.

Bu sırada aynanın tümü ışığı aksi yöne doğru, dik momentumu koruyarak, yansıtır.

Yani yansıma sırasında aynı paralel momentuma karşı ona eşdeğer ama zıt bir dik momentum ortaya çıkar..

Yansıtan elektronlar gelen ışığı karşıtına yansıtırlar.

HACI

Işığın metal, düz bir yüzeydem yansımasını açıklamak için Kuantum Fiziğe gerek yoktur sevgili hacı. Işığın elektromanyetik bir salınım olması ve serbest elektronların elektromanyetik kuvvetlerin etkisinde yerel elektrik akımları halinde hareket etmeleri olayı açıklar.

Bu yerel elektrik akımları, ışığın elektromanyetik salınımına karşı koyarak, metale girmesini engellerler (ters elektromanyetik alanlar yaratırlar). Söylediğin gibi, yüzeye dik momentum ters yansır, yüzeye paralel momentum değişmez. Sonuç olarak ışık geldiği açıyla yansır.

post-43-1205398889_thumb.jpg

not:

Metal yüzeyler iyi yansıtıcılardır ama en iyileri değildirler. %100 yansıtmazlar. Yüzeydeki yerel elektrik akımlarının karşılaştıkları direnç, enerjinin bir kısmının ısı olarak dağılmasına yol açar.

.

Link to post
Sitelerde Paylaş

Sevgili Gezgin.

Yukarda yaptığım açıklamalar kuantum fiziğinin konusudur.

Kuantum fiziğini bilmeden aynadan yansımayı açıklayamazsınız.

Işık yansıdıktan sonra genel fiziğin ilgi alanına girer ama, yalnız kuantum fiziği ışığın neden yansıdığını açıklayabilir.

Metallerden daha etkin bir yansıtıcı bilmiyorum.

Çünkü serbest elektronlardan zengindir metaller..

İki türlü yansıma vardır..

İlki specular yansımadır. Aynadan yansıma bu türdür.

İkincisi diffüz yansımadır. Boyanmış bir duvardan ışığın yansıması bu türdür.

Bütün ışıklar önce yüzey tarafndan soğururlar. Sonra yansıtılırlar.

Specular yansıtmada atom düzeyinde electron gas denen bir yüzey vardır.

Bu demektir ki yüzeyde çok sayıda enerji düzeyleri mevcuttur.

Fotonlar bu enerji düzeyinde elektronlarla çeşitli şekillerde etkileşirler.

Bu süreç sırasında açığa çıkan mikro akıntılardan düşen ışığın aynı niteliklerini içerek yansıyan ışık ortaya çıkar.

Metaller içinde en iyi yansıtan gümüştür.

Ben gümüşten daha iyi yansıtan bir yüzey bilmiyorum..

Link to post
Sitelerde Paylaş

Aslında soruyu eksik sormuşum. Ayna deyince işin içine gümüş gibi yansıtıcılar giriyor. Cam bir tabakadan geçen ışığın büyük kısmı kırılırken çok küçük kısmı da camdan sekiyor. Bu sekme kısmî yansıma olarak adlandırılıyor. Feynman bunun komik olmadığının ve ciddi bir problem olduğunun altını çiziyor.

Link to post
Sitelerde Paylaş
....

Ben gümüşten daha iyi yansıtan bir yüzey bilmiyorum..

Benim de aklımda, metal yüzeyler arasında en iyi yansıtıcıların gümüş olduğu kalmış.

Yansıtma oranı %98.

Güçlü lazer'ler için bu %2 lik (ısıya dönüşen kayıp) çok fazla. Metal yüzeye zararlı bir ısınma söz konusu olabiliyor.

Bu yüzden, "dielektrik" yansıtıcılar geliştirmişler. Bunlar sadece bellli açılarda ve belli dalga boylarını yansıtıyorlar.

Yansıtma oranları %99.8 filan.

http://www.redoptronics.com/flat-plate-hr-mirror.html

.

Link to post
Sitelerde Paylaş
  • Konuyu Görüntüleyenler   0 kullanıcı

    Sayfayı görüntüleyen kayıtlı kullanıcı bulunmuyor.

×
×
  • Yeni Oluştur...