Huygensches Prinzip und Tunneleffekt
Hallo Sebastian,
Sobald der Abstand zwischen zwei Körpern kleiner als die halbe
Wellenlänge des sichtbaren Lichts wird, wird das Licht an
dieser Stelle nicht mehr gebrochen. Damit wird diese Stelle
transparent.
Du meinst vermutlich transparente Körper, zwischen denen sich ein ebenfalls transparenter Spalt mit unterschiedlicher optischer Dichte befindet.
Das nutzt man z.B. bei der Erzeugung von
Transparentpapier. Man Verdichtet die Fasern so stark, dass
die Zwischenräum unter die halbe Wellenlänge sinken.
Dabei findet nicht nur keine Brechung mehr statt sondern auch keine Reflexion.
Wieso ist das so?
Man sagt, dass die Welle durch den Spalt "hindurchtunnelt), wenn er hinreichend klein ist. Bei der Herleitung des Brechungsgesetzes nach dem Huygenschen Prinzips kommt die Brechung dadurch zustande, dass ebene Wellen, die schräg auf eine Grenzfläche treffen, dort mit unterschiedlicher Phasenlage ankommen. Wegen der unterschiedlichen Lichtgeschwindigkeiten in den Medien hat nun die Wellenfront (Bereich gleicher Phase) einen anderen Winkel als die ursprüngliche Welle (siehe auch http://de.wikipedia.org/wiki/Snelliussches_Brechungs… ).
Wenn nun der Spalt, in dem sich das Medium anderer optischer Dichte befindet, sehr klein ist, wird auch der Laufzeitunterschied sehr gering, sodass er irgendwann nicht mehr ins Gewicht fällt. Die Wellenfront kann sich dann fast ungestört in gleicher Richtung weiter ausbreiten. So kann z.B. auch eine Totalreflexion in eine völlige Transparenz übergehen, wenn man den Luftspalt zwischen zwei Glaskörpern immer kleiner werden läßt. Das kann man sehr schön sehen, wenn man zwei Prismen zusammendrückt.
Wieso wird das Licht in Räumen die kleiner
als die halbe Wellenlänge sind nicht gebrochen? Wieso genau
die halbe Wellenlänge?
Der Übergang sollte eher fließend sein und vom Brechungsindex der Medien abhängen. Bei fast gleichem Brechungsindex müßte die Welle auch wesentlich größere Strecken ungestört überwinden können.
Hat das was mit dem Abbschen Beugungssatz zu tun? Dieser
besagt ja auch, dass man Teile die kleiner als die halbe
Wellenlänge des Lichtes gar nicht oder nur verschwommen sieht.
Sehr kleine Objekte können kein Licht mehr mit wesentlich unterschiedlicher Phasenlage abstrahlen. Ein mit einer Optik abgebildetes Objekt ist nichts weiter als das Interferenzmuster des vom Objekt abgestrahlten Lichtes. Wenn das Objekt aber nur Licht mit mehr oder weniger einer Phasenlage abstrahlt, gibt es im Interferenzmuster auch nur ein einziges mehr oder weniger Scharfes Maximum, selbst wenn das Objekt eine feinere Struktur besitzt.
Jörg
