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henry00
Anmeldungsdatum: 11.10.2010
Beiträge: 39
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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 dermarkus Verfasst am: 18. Dez 2010 14:08 Titel: Re: Lichtkräfte auf Kugeln |
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| henry00 hat Folgendes geschrieben: |
nun ist mir nicht ganz klar, wie die kraft auf den körper von der intensität abhängt.
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Wie groß der Impuls eines Photons ist, hast du ja eben schon gezeigt. Wie groß ist folglich die Impulsänderung, der so ein Photon unterliegt? Weißt du damit auch schon, was Impuls und Kraft mit der Anzahl der pro Zeit eintreffenden Photonen zu tun haben? Wie hängt die Kraft mit dem Impuls zusammen? Magst du vielleicht dazu mal in Worten sagen, wie das die Photonen machen, dass sie eine Kraft ausüben können?
| Zitat: |
und dann noch zu b)
Was ist der unterschied zwischen: F2) Es findet keine Reflexion statt, nur Brechung?
und F3) Die Photonen werden vollständig absorbiert?
Ich mein, wenn sie absorbiert werden findet ja logischerweise keine Reflexion statt???
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Na, lies mal genau: Findet in Fall 2 Brechung statt? Findet in Fall 3 Brechung statt? Was ist also der Unterschied zwischen diesen beiden Fällen? Wie sehen deine Skizzen für diese beiden Fälle aus, und kannst du die Impulsänderung eines Photons in den jeweiligen FÄllen einzeichnen?
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henry00
Anmeldungsdatum: 11.10.2010
Beiträge: 39
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| henry00 Verfasst am: 18. Dez 2010 15:05 Titel: Re: Lichtkräfte auf Kugeln |
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Hallo dermarkus
Erstmal danke für die Antwort, ist ja schon ne ganze menge, auch wenn
ichs in meinem Kopf noch nicht so recht strukturieren kann.
| dermarkus hat Folgendes geschrieben: |
Wie groß der Impuls eines Photons ist, hast du ja eben schon gezeigt. Wie groß ist folglich die Impulsänderung, der so ein Photon unterliegt? |
Nun ja, der Impuls ändert, wenn der k-vektor sich ändert. Also wenn ein
Photon gebeugt wird, ändert es seinen k-vektor und überträgt einen Teil
seines impulses auf den körper. (Impulserhaltung)
| dermarkus hat Folgendes geschrieben: | | Weißt du damit auch schon, was Impuls und Kraft mit der Anzahl der pro Zeit eintreffenden Photonen zu tun haben? |
Also die Kraft ist die Ableitung des Impulses nach der Zeit. Sprich,
schlussendlich ist auch hier der k-vektor entscheidend. Ändert er seine
richtung, findet eine Wechselwirkung (Kraft) statt. Wenn ich nun N
photonen habe, multipliziere ich diese kraft einfach mal N
| dermarkus hat Folgendes geschrieben: | Wie hängt die Kraft mit dem Impuls zusammen?
Magst du vielleicht dazu mal in Worten sagen, wie das die Photonen
machen, dass sie eine Kraft ausüben können? |
Die Photonen ändern ihre richtung. Dass kann nur dann
geschehen, wenn sie mit materie wechselwirken und somit Kräfte
übertragen.
| dermarkus hat Folgendes geschrieben: | | Zitat: |
und dann noch zu b)
Was ist der unterschied zwischen: F2) Es findet keine Reflexion statt, nur Brechung?
und F3) Die Photonen werden vollständig absorbiert?
Ich mein, wenn sie absorbiert werden findet ja logischerweise keine Reflexion statt???
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Na, lies mal genau: Findet in Fall 2 Brechung statt? Findet in Fall 3 Brechung statt? Was ist also der Unterschied zwischen diesen beiden Fällen? Wie sehen deine Skizzen für diese beiden Fälle aus, und kannst du die Impulsänderung eines Photons in den jeweiligen FÄllen einzeichnen? |
Also im fall 2 findet offensichtlich brechung statt, im fall 3 nicht. Nur, wie
muss ich mir das vorstellen mit der vollständigen absorption? Werden die
Photonen beim fall 3 dann irgendwie in phononen umgewandelt?
liebe grüsse
und danke nochmal
henry
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 18. Dez 2010 15:08 Titel: Re: Lichtkräfte auf Kugeln |
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Prima, ich finde, damit bist du mit deinen Überlegungen schon ziemlich weit 
| Zitat: |
Nur, wie muss ich mir das vorstellen mit der vollständigen absorption? Werden die Photonen beim fall 3 dann irgendwie in phononen umgewandelt?
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Beim Fall der vollständigen Absorption würde ich das einfach so malen, dass die Photonen an der Stelle, an der sie auftreffen, einfach in der Kugel steckenbleiben, also sozusagen auf Null abgebremst werden.
Im Gegensatz dazu fliegen sie ja im Fall der Brechung mit anderem Impuls und anderer Richtung in dem Material weiter.
Magst du dazu mal zwei Skizzen malen, um das zu veranschaulichen?
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henry00
Anmeldungsdatum: 11.10.2010
Beiträge: 39
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| henry00 Verfasst am: 18. Dez 2010 15:25 Titel: |
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hallo dermarkus
Ja, habs hier mal skizziert.
Links nur mit beugung, rechts vollständig absorbiert.
(das k innerhalb der Kugel ist natürlich ein anderes als das ausserhalb, habs vergessen zu unterscheiden)
glg
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 18. Dez 2010 17:53 Titel: |
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Prima
Damit müsstest du nun anfangen können, das ganze konkreter zu berechnen, stimmts?
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henry00
Anmeldungsdatum: 11.10.2010
Beiträge: 39
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| henry00 Verfasst am: 18. Dez 2010 18:42 Titel: |
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hallo
Naja, nicht so ganz ehrlich gesagt.
Also die Winkel und so zu berechnen sollte kein problem sein.
Aber es happert noch bei den Kräften:
Die kraft ist ja (pro photon) gegeben durch:
also muss ich ja im prinzip die änderung des k-vektors nach der zeit an
der Knickstelle wissen. Dies ist aber eine nicht differenzierbare funktion,
da es ja an der übergangstelle eben einen knick gibt...
oder ist meine oben angegeben formel falsch?
in meinem skript steht nähmlich sowas wie:
allerdings verstehe ich hierbei nicht, wo das delta k hingegangen ist, und
woher plötzlich ne 2 kommt...
ich denk ich brauch da noch etwas hilfe
besten dank
henry
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 18. Dez 2010 18:50 Titel: |
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Wie groß die Impulsänderung ist, die ein einzelnes Photon bewirkt, kommt ja auf den konkreten Fall an, siehe zum Beispiel deine Skizzen. (Magst du solche Skizzen noch etwas ausbauen, um darin schon mal grafisch den Vektor der Impulsdifferenz pro Photon mit zu ermitteln und einzuzeichen?) Mal wird das ein  sein, mal  , mal etwas anderes.
Und was hat die Intensität eines Lichtstrahles mit der Anzahl der Photonen pro Zeit zu tun, die mit diesem Lichtstrahl durch die Gegend fliegen?
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henry00
Anmeldungsdatum: 11.10.2010
Beiträge: 39
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| henry00 Verfasst am: 18. Dez 2010 20:23 Titel: |
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hallo dermarkus
also, ich hab mal die differenz der k vekoren eingezeichnet für denn fall, dass vollständige beugung stattfindet.
der rote vektor steht für die differenz des einfallenden und gebeugten k-vektor. Allerdings irritiert mich das etwas, würde ja heissen, dass die kugel nach rechts oben driftet??
glg
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 18. Dez 2010 20:42 Titel: |
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Genau
Wenn die Kugel einen Lichtstrahl so bricht, dann muss sie dabei laut Impulserhaltung nach rechts oben beschleunigt werden, denn sie beschleunigt das Licht beim Beugen ja nach links unten.
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henry00
Anmeldungsdatum: 11.10.2010
Beiträge: 39
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| henry00 Verfasst am: 18. Dez 2010 21:03 Titel: |
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wow, cool
ok, das würde dann bedeuten, dass beim reflektierenden Fall die kraft direkt
nach unten zeigt, und beim absorbierenden fall die kraft entlang dem
einfallenden k-vektor verläuft, richtig?
Was mir noch eingefallen ist zum fall mit der beugung:
Der Betrag des Vektors k_2 hängt ja von der Wellenlänge ab, und diese
wiederum vom Brechungsindex des Mediums der Kugel. Das würde dann
bedeuten, die Richtung der Kraft und der Betrag des Kraftvektors hängen
direkt zusammen mit dem Brechungsindex der Kugel? Seh ich das richtig so?
viele grüsse
henry
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 18. Dez 2010 22:30 Titel: |
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| henry00 hat Folgendes geschrieben: |
ok, das würde dann bedeuten, dass beim reflektierenden Fall die kraft direkt
nach unten zeigt, und beim absorbierenden fall die kraft entlang dem
einfallenden k-vektor verläuft, richtig?
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Einverstanden
| Zitat: |
Der Betrag des Vektors k_2 hängt ja von der Wellenlänge ab, und diese
wiederum vom Brechungsindex des Mediums der Kugel. Das würde dann
bedeuten, die Richtung der Kraft und der Betrag des Kraftvektors hängen
direkt zusammen mit dem Brechungsindex der Kugel? Seh ich das richtig so?
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Ebenfalls einverstanden
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henry00
Anmeldungsdatum: 11.10.2010
Beiträge: 39
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| henry00 Verfasst am: 19. Dez 2010 14:13 Titel: |
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okey, dann nochmals vielen dank dermarkus für alle deine antworten
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