Warum wird Welle nur in eine Richtung reflektiert?

Wissenschaft Physik
#1

Hallo,
hier, http://www.walter-fendt.de/ph14d/huygens.htm, sieht man zwar, dass nach einer Reflexion eine Wellenfront nach Einfallswinkel gleich Ausfallswinkel abgeht, aber dass auch in die Richtung, aus der die ursprüngliche Welle kam, jede Elementarwelle verläuft.

Rein theoretisch würde von den Laufzeitunterschieden ja auch in diese Richtung eine positive Interferenz möglich sein.

Warum wird aber in die Richtung, aus der die ursprüngliche Welle kam, keine Energie emittiert, sondern nur nach rechts, obwohl doch Elementarwellen, von denen jede ein Teil der Energie der ursprünglichen Welle trägt, eben auch nach links wandern.

Welche Argumente braucht man noch, um zu begründen, dass wirklich alle Energie der Ursprungswelle nach rechts läuft?

Auch würde ja ein paralleler Lichtstrahl immer breiter werden, wenn er erstmal reflektiert worden ist.
In Experimenten sieht man aber, dass er auch nach der Reflexion parallel bleibt.

Kann es sein, dass man die Reflexion also mit dem Huygenschen Prinzip nicht vollständig erklären kann?

Vielen Dank für eine Antwort

#2

Wird sie wohl nicht
ISBN:3492048943 Buch anschauen

ein anderer Suchtbegriff ist das „Pfadintegral“

Viel Spaß damit!

#3

Tag,

die Graphik „http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Datei:Refl…“ beantwortet beide Deiner Fragen:

  1. Nein, in Zurueckrichtung ergibt sich keine positive Interferenz (wegen der zeitlich versetzten Anregung der Oberflaeche)
  2. Die Wellenfront laeuft nicht auseinander (falls Du es in der Graphik nicht siehst, konstruiere unterschiedliche Zeiten mal mit dem Zirkel)

Liebe Gruesse, Wizzy

#4

Prinzip kleinester Wirkung?
Hallo,
laut dem Buch wird die Reflexion ja so beschrieben:
http://www.chemgapedia.de/vsengine/vlu/vsc/de/ph/14/… unten auf dem Bild.

Es kann an jeder Stelle reflektiert werden, aber am wahrscheinlichsten ist die Stelle, bei der der Weg ankommt, wo das Licht am wenigsten Zeit braucht, und das ist mit Einfallswinkel=Ausfallswinkel.

Wenn man jetzt den Punkte Q etwas variiert, merkt man, dass dann die Wege immer länger werden, also eine Abweichung von Einfallswinkel=Ausfallswinkel unwahrscheinlich ist.

Es sei dann man verlegt Q dorthin wo P ist.
Dann sind die Wege genauso wie für Einfallswinkel=Ausfallswinkel, also dürfte das auch auch genauso wahrscheinlich sein, dass also die Welle am Ausgangspunkt ankommt.

Legt man das Prinzip kleinste Wirkung zu Grunde, dann ist ja nicht nur die kleinste Zeit Ausschlaggebend, sondern auch noch kleinste Energie, aber wieso wäre dieser Weg, wenn P und Q zusammenfallend Energie aufwändiger als wenn, wie im Bild P und Q eben in Einfallswinkel=Ausfallswinkel liegen?

#5

Eine rechnerische Begründung wäre folgende:

Die Begründung dafür ist, dass bei der ersten Möglichkeit aufgrund des Gangunterschiedes von 0, jede Elementarwelle mit jeder positiv in diese Richtung interferiert.

In die zweite Möglichkeit interferieren nur noch wenige Elementarwellen positiv und einige sogar noch negativ, also wird insgesamt wenig bis keine Energie in die Richtung der Ursprungswelle zurück?

Stimmt doch so, oder?

#6

Bei einer ideal glatten Reflektionsflaeche wird (soweit ich mich an meine Optikvorlesungen erinnere) keine Energie in andere Richtugen abgegeben. Die Interferenz ist perfekt negativ bis auf die Richtung der Wellenfront (plus ggf. die der gebrochenen Wellenfront).