Hoe weerkaatsen (licht)fotonen?

[Aikon]

Ik heb nu met Natuurkunde 2 wat gehad over fotonen, aangeslagen atomen e.d. En ik vroeg mezelf af hoe lichtfotonen weerkaatsen op bijv. hout.

Dus bijv een gloeilamp zend fotonen uit en raakt een stuk hout, dat hout moet dan toch die fotonen weerkaatsen en dan o.a. richting mijn oog sturen zodat ik ze waarneem?
Maar ik snap niet hoe ze dan weerkaatsen, want lijkt mij dat fotonen zo klein zijn dat ze vrijwel allemaal door het houtmolecuul gaan net zoals rontgen-fotonen.
Ik heb deze vraag voorgelegd aan mijn leraar, maar die lulde er omheen, en na een tijdje doorvragen had ik nog steeds geen antwoord, hij wist het dus ook niet

Dus wie kan dit eenvoudig uitleggen?

[FCA]

Hmmm...
Volgens mij (Disclaimer: ik weet niet alles, zeker niet op dit gebied)
worden de electromagnetische golven (wat licht eigenlijk is) teruggekaatst door de electromagnetische velden in het hout, veroorzaakt door de electronen en protonen (speciaal de electronen die het hout bij elkaar houden). Dat glas licht doorlaat bijvoorbeeld komt volgens mij door de speciale kristalstructuur van glas, waardoor licht als het ware in banen erdoorheen kan.

Om dat te kunnen beschrijven heb je de Maxwell-vergelijkingen nodig, en dan houd het met eenvoudig op

[Aikon]

Ik dacht dat fotonen geen lading hadden
Klinkt overigens wel aannemelijk wat je zei

Kga ff wat info over Maxwell opzoeken

[FCA]

geen lading, maar het zijn golven in het EM-veld. Dus ze worden er wel door beinvloed

[jwbagger]

ik had begrepen dat licht zich gedraagt als zowel golven als deeltjes...

dat verklaart de tegenstrijdige eigenschappen van licht...

verder weet ik 't ook niet hoor

[Aikon]

hmmm kan niet echt veel info vinden over Maxwell enzo. Maar is het dan zo dat elke stof EM golven uitzendt? En dat daardoor fotonen met 'weinig' energie erdoor worden afgestoten en fotonen met meer energie zoals rontgen er doorheen kunnen gaan?

[Verwijderd]

Op vrijdag 15 februari 2002 16:29 schreef Aikon het volgende:
hmmm kan niet echt veel info vinden over Maxwell enzo. Maar is het dan zo dat elke stof EM golven uitzendt? En dat daardoor fotonen met 'weinig' energie erdoor worden afgestoten en fotonen met meer energie zoals rontgen er doorheen kunnen gaan?

Elke stof zend wel EM straling uit, met een golflengte die gekoppeld is aan de temperatuur van het object (wet van Wien). Maar dat staat los van die koppeling waar je over spreekt. Het feit dat rontgen fotonen makkelijker door stoffen heen kunnen gaan is gewoon een kwestie van de kleine golflengte. Waar het hier om gaat is namelijk dat elk atoom wel bijna leeg is qua structuur, maar dat het veld dat gecreerd wordt door de electonen een zogenaamde werkzame doorsnede creeren die dus per soort atoom een bepaalde afmeting heeft. En dat is dus wat essentieel is voor de mate van transparantie van de fotonen (mbt de golflengte).

[Sebazztiaan]

fotonen reageren als deeltjes en als golven, maar niet als deeltjes en golven tegelijk.

ligt eraan hoe je ernaar kijkt.

afketsen van fotonen:

ze ketsen niet af, ze 'raken' een atoom, dat word in 'aangeslagen toestand' gemaakt, en een elektron verplaats naar een hogere elektronen-baan, valt weer terug, en zend daarna één of meerdere fotonen uit.

(meende ik te herinneren van scheikunde)

[Verwijderd]

Op zaterdag 16 februari 2002 02:11 schreef Sebazztiaan het volgende:
ze ketsen niet af, ze 'raken' een atoom, dat word in 'aangeslagen toestand' gemaakt, en een elektron verplaats naar een hogere elektronen-baan, valt weer terug, en zend daarna één of meerdere fotonen uit.

Bij weerkaatsing van licht zijn er volgens mij geen aangeslagen toestanden. Want anders zouden de atomen in een witte muur heel veel verschillende elektronen-banen moeten hebben zodat het uitgezonden licht voor ons wit lijkt. Ik stem voor de EM beïnvloeding.

[Aikon]

tnx plok, het is nu wel (ongeveer) duidelijk

[Verwijderd]

De weerkaatsing is sterk afhankelijk van het type materiaal.
Je kunt in eerste instantie refelctie onderscheiden in twee type reflecties:
- Speculaire
- Diffuse
Bij scpeculaire refelcties wordt het licht weerkaats in 1 richting, denk aan de weerkaatsing op van de ondergaande zon op een wateroppervlak.
Bij diffuse reflectie wordt het licht in alle richtingen verstrooid en is er de intensiteit van het verstrooide licht afhankelijk van de hoeken tussen object, lichtbron en waarnemer, Denk hierbij de weerkaatsing van een lamp op een stuk papier.

[Aikon]

Op maandag 18 februari 2002 09:40 schreef mausie het volgende:
De weerkaatsing is sterk afhankelijk van het type materiaal.
Je kunt in eerste instantie refelctie onderscheiden in twee type reflecties:
- Speculaire
- Diffuse
Bij scpeculaire refelcties wordt het licht weerkaats in 1 richting, denk aan de weerkaatsing op van de ondergaande zon op een wateroppervlak.
Bij diffuse reflectie wordt het licht in alle richtingen verstrooid en is er de intensiteit van het verstrooide licht afhankelijk van de hoeken tussen object, lichtbron en waarnemer, Denk hierbij de weerkaatsing van een lamp op een stuk papier.

jah dat weet ik, maar ging meer erom dat ik niet wist waarom het wordt weerkaatst. Hoe het weerkaatst is weer wat anders

tnx anyway

[Verwijderd]

Op zaterdag 16 februari 2002 02:11 schreef Sebazztiaan het volgende:

ze ketsen niet af, ze 'raken' een atoom, dat word in 'aangeslagen toestand' gemaakt, en een elektron verplaats naar een hogere elektronen-baan, valt weer terug, en zend daarna één of meerdere fotonen uit.

(meende ik te herinneren van scheikunde)

zoiets staat mij ook bij, maar dan uit een boek van Feynman (niet QED..).
daarbij was "de weg vd minste weerstand" op een of andere manier belangrijk, wat zou bepalen dat hoek v inval = hoek v uitval.

Ik denk dat zowel het verhaal mbt tot EM velden, als het atomaire verhaal hier opgaan; het zijn twee invalshoeken op verschillend niveau, die verklaringen geven op verschillend niveau (licht als golf vs licht als deeltje).

zoals je ook bvb een chemische reactie kan verklaren dmv de eigenschappen van de atomen/moluculen, maar hetzelfde ook kan verklaren op quantum niveau (maar dan meer in detail).

[Verwijderd]

Dit heeft niet veel met de topic te maken.
Maar ik geloof dat licht niet de korste maar de snelste route neemt. Dus de weg met de minste weerstand. Daardoor buigt licht ook af in een lens.

[Verwijderd]

Licht neemt de weg van de kortst mogelijke optische afstand: ds=n*dx
Hier is ds de optische afstand, n de brekingsindex en dx de afstand.
Het licht neemt dan de weg waarvoor geldt :

(Integraal Tussen twee punten) n*dx=Minimaal

Dit is afkomstig van Fermat, dezelfde als die van de stelling.
Maar als je dit omrekent komt dit neer op de snelst mogelijke weg want n=c0/c met c0 de lichtsnelheid in vacuum en c lichtsnelheid in het opject geeft dit:

(Integraal tussen twee punten)1/c*dx=Minimaal/c0

De integraalt die je nu uitrekent en minimaliseert is de reistijd.

[Verwijderd]

Volgens mij zijn er gewoon zo godsgruwelijk veel fotonen dat er altijd wel een paar (miljard) een hout atoompje raken. Van de fotonen die dan zo'n hout atoompje raken gaan er weer een paar richting jou oog. De kans dat een foton precies in je oog komt is verschrikkelijk klein maar er zijn er gewoon ongeloofelijk veel.

(Ik weet er ook niks van, dit lijkt me gewoon logisch)
By the way: Licht kun je als deeltjes en als golven opvatten. Het is allebei bewezen.

[Gé Brander]

Kan het zo zijn dat de energie die een foton bevat opgenomen er weer afgestaan wordt door het hout in de vorm van fotonen? (zo maar een idee! niet echt kaas van gegeten deze materie, maar wel interesting)

[Aikon]

Op woensdag 20 februari 2002 13:05 schreef c70070540 het volgende:
Kan het zo zijn dat de energie die een foton bevat opgenomen er weer afgestaan wordt door het hout in de vorm van fotonen? (zo maar een idee! niet echt kaas van gegeten deze materie, maar wel interesting)

Nee, want hout kan simpelweg geen licht uitzenden Of je moet het erg verhitten dan gaat het oranje gloeien enzo.

[intoxicated]

Op woensdag 20 februari 2002 13:05 schreef c70070540 het volgende:
Kan het zo zijn dat de energie die een foton bevat opgenomen er weer afgestaan wordt door het hout in de vorm van fotonen?

Ga daar maar niet vanuit, want waarom zou het atoom dan opeens in een gelijke hoek, gespiegeld in de normaallijn, een ander foton uitzenden, als het efficiënter zou zijn om het foton er gewoon aan de andere kant uit te laten schieten?

[Verwijderd]

nou vraag ik mij af waarom dit topic volstaat met replies, en ik in http://gathering.tweakers.net/forum/list_messages/418253/ geen enkel antwoord krijg...

misschien stel ik iets meer vragen, maar een van die is toch dezelfde als hier in dit topic...

[Verwijderd]

fotonen worden uitgezonden als een elektron van een verhoogde baan naar een (lagere) baan terugvalt. Dus hout kan ook wel fotonen uitzenden, maar meestal gaat het gepaard met warmte, omdat de atomen dan bewegen en dus vaak botsen, en bij die botsingen kan er genoeg energie overgedragen worden en als dat gebeurt dan komt er een elektron in een hogere baan, valt terug (die baan is niet stabiel) en zendt een foton uit.

dat foton heeft een energie, en met behulp van e=mc^2 zou je de massa kunnen uitrekenen als hij die had. Nu kun je ook de impuls van het foton uitrekenen, en zo kan je op een grotere schaal weerkaatsing uitrekenen etc. (de spiegel beweegt ook een beetje naar achteren ) en dan is dus ook de frequentie veranderd, volgens Efot = hf maar da's een ander verhaal.

maar als je op foton niveau gaat kijken, dan kom ik er ook niet uit waarom ze 'terugkaatsen' en waarom hoek van inval = hoek van terugkaatsing geldt. want als het foton terugkaatst, dan zou je verwachten dat ie een deletje geraakt heeft, maar waarom wordt die energie van dat foton niet geabsorbeerd en in kinetische energie omgezet?

trouwens terugkaatsing kan alleen voorkomen als je een foton op een oppervlak schiet dat een energie heeft die niet door een elektron geabsorbeerd kan worden, dus die niet gelijk is aan het verschil tussen de grondtoestand van hte elektron en een verhoogde toestand, anders wordt het elektron nl in een hogere baan gebracht, en als ie terugvalt dan schiet ie wel weer foton(en) uit die bij elkaar dezelfde energie hebben, maar dat kunnen er dus ook meerderen zijn, mocht het elektron terugvallen naar een lagere baan, wat niet de grondtoestand is. maar welke kant deze fotonen heengaan weet je niet, omdat het later gebeurt, kan het atoom/elektron op een hele andere plek zijn.

wat ik dacht is dat het elektron als er een foton op valt wat niet een energie heeft dat ie in een hogere toestand komt, de tijdens het omhoog gaan naar een andere baan, zijn energie weer kwijtraakt omdat ie tussen 2 banen in niet kan zijn. dus dan geeft ie als het ware het foton door, maar welke kant op?

ik hoop dat jullie het nog een beetje kunnen volgen... deze dingen staan ook allemaal niet in mijn Na2 boek en mijn leraar weet ze ook al niet (zat er ookal over te denken) maar dit heb ik bedacht wat misschien zou kunnen...

beetje vaag verhaal maarja...

[FCA]

Zoals ik al eerder zei, terugkaatsing en breking zijn effecten die je met de lichtgolven kunt beschrijven, maar niet met de lichtdeeltjes.
Het heeft niks met de opname van fotonen door electronen waardoor ze in een hogere baan komen te maken.

En precies datzelfde geld voor jou vraag in het andere topic.

[BaatZ]

Op woensdag 13 februari 2002 21:53 schreef Aikon het volgende:
Ik heb nu met Natuurkunde 2 wat gehad over fotonen, aangeslagen atomen e.d. En ik vroeg mezelf af hoe lichtfotonen weerkaatsen op bijv. hout.

Dus bijv een gloeilamp zend fotonen uit en raakt een stuk hout, dat hout moet dan toch die fotonen weerkaatsen en dan o.a. richting mijn oog sturen zodat ik ze waarneem?
Maar ik snap niet hoe ze dan weerkaatsen, want lijkt mij dat fotonen zo klein zijn dat ze vrijwel allemaal door het houtmolecuul gaan net zoals rontgen-fotonen.
Ik heb deze vraag voorgelegd aan mijn leraar, maar die lulde er omheen, en na een tijdje doorvragen had ik nog steeds geen antwoord, hij wist het dus ook niet

Dus wie kan dit eenvoudig uitleggen?

je had wat beter moeten opletten, als namelijk een opening kleiner is (qua grootst mogelijke diagonaal die je erdoor kan trekken) dan de golflengte van het licht, zal het licht (de fotonen) weerkaatst worden, Dit verschijnsel is helaas alleen te verklaren met het golf-model... het deeltjes model geeft hier geen antwoord op.
het weerkaatste licht is dus het licht wat je oog waarneemt. omdat uit dit licht na het weerkaatsen vele golflengten zijn weggefilterd, krijg je maar 1 bepaalde golflengte, of een range van golflengten, te zien. Dit bepaalt welke kleur je te zien krijgt.
Fotonen zijn energie-deeltjes. Zwart neemt alle golflengten op. Daarom word zwart papier bijvoorbeeld ook warmer dan wit papier, omdat zwart papier alle fotonen opneemt en dus meer energie krijgt, waardoor het warmer wordt. Dit is weer alleen te verklaren met het deeltjes model.

licht = een wazig verschijnsel...