¿Cómo es posible que mi ventana no distorsione la imagen de mi jardín?

¿Cómo puede pasar una imagen a través de una ventana si los átomos en el vidrio emiten fotones al azar en cualquier dirección? He leído que el vidrio es transparente porque los átomos no absorben fácilmente la luz visible, por lo que la atraviesa. Pero entonces, ¿cómo puede una lente de vidrio refractar algo si ni siquiera está interactuando? ¡Sin embargo, las lupas queman hormigas! También leí que la refracción tiene que ver con la diferencia de velocidad de la onda en diferentes medios, pero pensé que también tenía que ver con la adsorción. ¿Tal vez es porque una pequeña cantidad de fotones se adsorbe y eso de alguna manera retiene toda la onda? ¿O es solo otro de esos lugares donde la intuición clásica se rompe y tienes que ir a mathy/qm?

Las lupas no queman hormigas. La gente quema hormigas.

Respuestas (1)

Pregunta muy razonable. Intentaré responderla de forma intuitiva.

Si tiene un medio de dispersión , los fotones se reflejan en direcciones aleatorias; pero cuando tienes un medio refractivo , sucede algo más. El fotón no se absorbe y se vuelve a emitir: en cambio, el fotón interactúa con los electrones en el medio, y dado que estos electrones están algo unidos a los átomos, un desplazamiento (debido al campo E del fotón) da como resultado una fuerza de restauración. . Podemos medir el grado de desplazamiento o polarización y expresarlo en términos de la constante dieléctrica del material. Si hay mucha polarización, la constante dieléctrica es alta. Y el índice de refracción se puede mostrar matemáticamente a escala con la raíz cuadrada de la constante dieléctrica.

Lo que sucede entonces es que los electrones enlazados se mueven "detrás de la fase" con el fotón, lo que resulta en un cambio de fase de la onda EM (la fase original del fotón que perdió un poco de su amplitud, y una fase retrasada del electrón ). El fotón no se destruyó, se retrasó, pero mantuvo su dirección.

Ahora, cuando tiene una interfaz entre dos materiales de diferente índice de refracción, y la luz incide en un ángulo con esa interfaz, entonces se acumula una mayor diferencia de fase entre los haces adyacentes, razón por la cual la luz se refracta; pero si toda la luz viaja a través del mismo medio de índice de refracción constante, todos los rayos se refractarán en la misma cantidad y permanecerán paralelos.

Es por eso que puedes ver a través de una ventana.

Pero si usa vidrio esmerilado, la superficie ya no es plana, sino que se ha modificado para cambiar la dirección, y esto da como resultado que la imagen detrás del vidrio se vuelva borrosa. El mismo principio existe en el vidrio utilizado en muchas duchas (imagen original de las publicaciones de Victoria Elizabeth Barnes sobre la remodelación del baño :

ingrese la descripción de la imagen aquí

Puede ver claramente cómo la mitad inferior de la ventana desenfoca la imagen de los árboles afuera. En el artículo llaman a este vidrio "guijarro".

en el medio refractivo: ¿cómo pueden los fotones mover los electrones sin ser destruidos? Estoy bastante seguro de que el fundamento de la mecánica cuántica es que la luz interactúa con la materia en cuantos de energía llamados fotones, por lo tanto, hacer que los electrones del dieléctrico bailen requiere que los fotones sean absorbidos.
Breve comentario: los fotones pueden interactuar con los electrones sin ser destruidos, y hay muchos ejemplos de esto. Véase, por ejemplo, la dispersión de Compton, o incluso la dispersión coherente (donde los fotones cambian de dirección después de interactuar con un electrón enlazado sin perder energía). Un comentario largo sería demasiado largo para un comentario...
¿Tiene evidencia en estos fonemas de que los fotones emitidos son "los mismos" que los incidentes?
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