¿Es la reflexión solo una longitud de onda reemitida en la escala electrónica? ¿La reflexión requiere absorción en primer lugar?

Estoy investigando cómo las diferentes longitudes de onda eligen reflejarse, absorberse o transmitirse a través de un material en particular.

He leído que la transmisión es cuando las ondas no interactúan con los electrones del material y que la reflexión es cuando el objeto aún absorbe la longitud de onda pero luego emite la misma longitud de onda que la onda reflejada.

¿Es la reflexión solo una longitud de onda reemitida en la escala electrónica? ¿La reflexión requiere absorción en primer lugar? No puedo encontrar enlaces de apoyo que expliquen todo esto.

Respuestas (2)

Este es un tema enorme y lo que sucede depende de la frecuencia de la onda electromagnética entrante y del material (sistema) que golpea la onda electromagnética.

El campo eléctrico oscilante entrante (onda em) interactúa con las cargas que forman parte del material y obliga a las cargas a oscilar a la frecuencia de la onda em entrante.
Las cargas que han sido forzadas a oscilar irradian ondas em de la misma frecuencia que la onda entrante en todas las direcciones.
Lo que "ve" es la suma de todas las ondas radiadas por las cargas oscilantes que forman la superficie reflectante, con algo de reflexión, algo de transmisión y algo de absorción.

En un metal, las ondas radiadas por los electrones libres oscilantes son aproximadamente 180 fuera de fase con las ondas entrantes y esto da como resultado un campo eléctrico neto casi nulo en el metal y las ondas reflejadas. Dicho de otra manera, el campo eléctrico oscilante entrante induce corrientes en la superficie del metal y esas corrientes oscilantes producen campos eléctricos oscilantes.

Los electrones libres en un metal tienen una frecuencia natural de oscilación llamada frecuencia de plasma que para el sodio corresponde a una longitud de onda de 210 norte metro es decir, muy por debajo de la longitud de onda de la luz visible en la parte ultravioleta del espectro em).
Entonces, los metales reflejan (y absorben debido a su resistencia) ondas electromagnéticas por encima de la longitud de onda del plasma.
Si la onda electromagnética entrante tiene una frecuencia mucho más alta que la frecuencia de plasma del metal (es decir, una longitud de onda < 210 norte metro para el sodio) entonces los electrones libres no pueden responder a la velocidad de oscilación de las ondas entrantes y las ondas pasan a través del metat - el metal es transparente a tal onda.

Buena respuesta. 1. ¿Puede decirme qué sucede si la frecuencia de la onda EM coincide con la frecuencia del plasma, en este caso exactamente 210 nm? ¿Pasará eso o se reflejará? 2. Pensé que la luz de longitud de onda más corta pasa a través del metal porque ve principalmente los espacios entre los átomos, y la interacción con los átomos en sí tiene menos probabilidad que simplemente pasar entre ellos.
La reflectividad cae abruptamente en/alrededor de la frecuencia del plasma.

Los fotones son entidades mecánicas cuánticas, al igual que los electrones, los átomos y las moléculas. Obedecen las reglas de la mecánica cuántica. La energía del fotón es h v dónde v es la frecuencia de la luz electromagnética clásica que acumulará una gran cantidad de fotones de energía. Vea esto para entender cómo los fotones construyen la onda electromagnética clásica

La interacción con los sólidos también depende de la naturaleza mecánica cuántica de los átomos y moléculas en el sólido. Un sólido puede tener una red. , un cristal por ejemplo.

La dispersión de la red de fotones puede ser elástica, y ahí es cuando pueden ocurrir reflexiones, desde la primera capa de la red.

Si la red no tiene niveles de energía con la energía h v que permitiría que los átomos o moléculas o la propia red se excitaran y absorbieran el fotón, el sólido es transparente al fotón.

Tanto para la reflexión como para la transparencia, es importante que la energía de los fotones individuales no cambie y también la fase que tiene su función de onda con todos los demás fotones en la corriente. Si la fase fuera diferente, como sucedería con la absorción y la reemisión, la luz no podría transportar ninguna imagen, porque la reemisión tiene fases aleatorias para cada fotón individual que compone la imagen reflejada. Los fotones que son absorbidos salen de la corriente.

Tenga en cuenta que las interacciones mecánicas cuánticas realmente están sucediendo con los campos eléctricos que establecen los átomos y las moléculas, no con los electrones individuales.