Von Punkten und Parabeln

Hallo Hannes,

Licht bewegt sich in Form von Wellen fort.
Ein paralleler Strahl stellt eine gleichmäßige Abfolge von Wellen dar, eine sogenannte 'Wellenfront'.

Zu 1.
Einen punktförmigen Strahl kann es nicht geben, durch die Welleneigenschaft würde er sich ausbreiten. Je kleiner das Loch, aus dem der Strahl herauskommt, desto mehr fächern die Wellen sich auf (Beugung am Rand des Lochs).
Also trifft immer eine Wellenfront auf eine kleine Fläche des Spiegel, die dann in einem bestimmten Winkel reflektiert wird.

Zu 2.
Der Spiegel muss so genau sein, dass Unebenheiten deutlich kleiner als die Wellenlänge sind. Also bei Licht etwa in der Größenordung von unter 1/10000mm.

3.
Ja, so ist es.
Darum müssen Spiegel sowohl sehr glatt poliert sein, als auch in ihrer gesamten Form möglichst exakt der Parabel entsprechen, damit eine ebene Wellenfront (=paralleles licht) auch genau im Brennpunkt phasengleich (!) zusammentrifft. Dann ist der Kontrast maximal.
Der Brennpunkt kann aber wegen der Wellennatur des Lichts niemals exakt punktförmig sein, sondern hat immer eine kleine Ausdehnung (Beugungsscheibchen).
Man kann sich das bei Wasserwellen im größeren Maßstab vorstellen: Metergroße Wellen lassen sich auch mit eiger perfekt abgestimmten Wellenmaschine nicht auf einen Zentimeter bündeln.

Mit freundlichen Grüßen,
Martin Cibulski
http://www.martin-cibulski.de/atm/

So ich hoffe ihr habt etwas Nachsicht mit mir

CS, Hannes

[/quote]

Servas Kollege,

der Martin hat es schon toll erklärt. Als Veranschaulichung hier noch ein Link. http://www.walter-fendt.de/ph14d/huygens.htm

lg Thomas

Edit: Am besten gleich auf "Nächster Schritt" klicken. Beim Ersten passiert nicht viel

Hallo Hannes,

du kannst dir Licht entweder als Welle, oder als Teilchen (Photonen) vorstellen, aber es kann nicht beides zugleich sein.

Wenn du Dir Licht als Welle vorstellst, hilft dir der obige Link.

Wenn du dir Licht als Teilchen vorstellt, verhalten sich die Photone wie Bälle die gegen eine schräge Wand prallen.

Vielleicht hilft dir das ja weiter.

lg Thomas

Jetzt könnte man sich natürlich die Frage stellen, warum ein Ball von der schrägen Fläche nicht wieder gerade zurückkommt. Wenn ich den Ball an nur auf eine Punkt aufprallen lasse kommt er ja auch wieder gerade zurück.

Man könnte behaupten, dass leigt daran, dass sich der Ball verformt. Aber selbst wenn er sich nicht verformen würde, würde er bei einer schrägen Fläche trotzdem nicht gerade zurückkommen.

Der Grund dafür ist, der das nicht der zentrale Bereich des Balles auf die Fläche trifft.

Wie ich das meine, zeige ich dir gleich in einer Skizze

Edit: Und hier ist die Skizze

Der gelbe Kreis kennzeichnet den Punkt an dem der Ball (oder das Photon) aufprallen müsste damit er wieder gleich von der Fläche abprallt.

Wie du siehst trifft der Ball aber nicht mit dem zentralen Punkt auf die Fläche und somit sieht die Kräfteverteilung anders aus und der Ball wird nicht wieder gleich "zurückreflektiert"

Vielleicht konnte dir das weiterhelfen.

Gruß Thomas

Edit Edit: Man könnte vielleicht sagen, dass ein Photon mit unendlich kleinem Durchmesser (also mit einer Wellenlänge 0) gerade zurückreflektiert werden würde.

Aber so etwas kann es nunmal nicht geben.

ich nähere mich nicht mit Kreisen der oberfläche an, sondern habe einfach nur eingezeichnet welcher Punkt des Photons mit der Oberfläche in Kontakt tritt.

Du kannst dir aber auch einfach di Frage stellen: was passiert wenn der Ball nicht zentral auf deinen Punkt trifft. Würde er dann noch gerade zurückkommen?

Welcher punkt? Der Rote?

Das sieht man doch schön in der Skizze!?
Wenn die Fläche anders geneigt ist, ist es auch ein anderer.

Also Atome sich als Kugeln vorzustellen ist glaub ich nicht so gut.
Aber selbst wenn sie es wären, würde sich nichts daran ändern, solange die Wellenlänge größer als ein Atomdurchmesser ist.

Aber auch darunter wurde sich nichts ändern, da die Atome ja auch wieder zerlegbar sind.
Aber, wie auch immer, Atome als kleine Kugeln zu bezeichnen entspricht nicht mehr heutigen Elemtarteilchenmodell

Das Photon ist so "groß" (Wenn man das überhaupt sagen darf), wie die Wellenlänge. Natürlich kann die Wellenlänge jetzt kleiner sein als ein Atomdurchmesser, es wird sich aber trotzdem nichts ändern.

Edit: Ein Photon ist ein virtuelles Teilchen, kein reales

Hab ich doch schon vorher.
Aber für dich nochmal zum Mitschreiben:

1. Ist das Atom auch wieder zerlegbar (also die "Kugeln" werden kleiner)
2. Ist es nicht richtig sich ein Atom als Kugel vorzustellen (das aktuelleste Modell ist glaub ich das Bohr'sche Atommodell)

Edit: Wobei es eben auch nur ein Modell ist und nicht der Realität entsprechen muss

Edit Edit: ich seh grad, das Atommodell ist auch schon lang veraltet

Weil die Wellenlänge so klein ist, dass viele Teilchen quasi durch die Lücken im Atom (und die sind riesig im Vergleich zu den Teilchen die sich im Atom befinden) "durchschlupfen".
Aber ein Teil des Lichts "prallt" trotzdem auf etwas und wird reflektiert oder in Form von Wärme absorbiert. Umso kleiner die Wellenlänge jetzt ist umso mehr wird durchschlupfen, aber der Teil der reflektiert wird, verhält sich immer noch gleich.

Edit: Ob das Bohr Modell jetzt akutell war nicht so wichtig. Wichtig ist nur dass man sich Atomen nicht mehr als Kugeln vorstellt.

Edit Edit: Und nochmal, dass sind alles nur Veranschaulichungen die in keinster Weise der Realität entsprechen müssen, aber sie beschreiben die Realität halt recht gut.

Das bedeutet aber noch lange nicht, dass sie zentrisch auf die Teilchen aufprallen müssen.

Allerdings ist das ganze schon im Bereich der Quantenmechanik und lässt sich wahrscheinlich garnicht nicht mehr anständig veranschaulichen.

Also stell dir das ganze doch besser mit Licht als Welle vor [;)]