Impuls von Photonen bei Reflexion

Speedy · Anmeldungsdatum: 29.09.2004 Beiträge: 91

Könnte sich auch um eine mechanische Anfrage handeln, aber da es um Photonen geht ist es hier vielleicht nicht ganz schlecht aufgehoben

Ich bin bei meinen Abiturvorbereitungen auf eine Aufgabe gestoßen, wo ich bei jeder Rechnung auf das gleiche falsche Ergebnis gekommen bin. Nachdem ich mir den Lösungsweg angeschaut habe war mir auch klar warum.

Die Aufgabe handelt von Photonen, die auf eine Metallplatte stoßen und zu 20% absorbiert und zu 80% reflektiert werden. Es soll nun die Kraft ausgerechnet werden, die auf die Metallplatte wirken. Bei der Lösung wird der Impuls der Photonen aufgeteilt, die 20% der Photonen die absorbiert werden gehen einfach in die Rechnung ein und der Impuls der Photonen, die reflektiert werden, wird verdoppelt. Kann mir jemand erklären, warum dies so ist?

para · Moderator Anmeldungsdatum: 02.10.2004 Beiträge: 2874 Wohnort: Dresden

Das folgt im Grund aus der Impulserhaltung. Wird ein Objekt vom Impuls p zum Stillstand abgebremst, ist die Impulsänderung -p. Wird das Objekt aber elastisch reflektiert ist der Impuls nachher -p, die Gesamt-Impulsänderung also -2p.

Das lässt sich auch auf die Photonen in deiner Aufgabe übertragen (auch wenn diese ja nicht zum Stillstand abgebremst, sondern absorbiert werden). Setzt man dann mit dem Impulserhaltungssatz an, muss die Platte den Impuls p für absorbierte und 2p für reflektierte Photonen abbekommen und erfährt dementsprechend für reflektierte auch die doppelte Kraftwirkung.