質問: 光の屈折、反射、吸収 光の屈折、反射、吸収に関する質問です。良くわかっていないので質問自体間違っているかもしれません。 質問1 光は屈折によって弱まることはないんでしょうか? 例えば吸収率0の物質によって屈折を延々と繰り返した光は、屈折を繰り返した前と後で全く同じエネルギーを持っているんでしょうか。屈折により方向を変えた光はエネルギーを失わないんでしょうか。 質問2 光は反射する際、タイムロスしないんでしょうか? 例えば真空かつ無重力の空間で光を発射し30万km先に届く時間と、15万km先に反射板(鏡)を設置し反射して戻ってくる時間は完全に一致しているんでしょうか? 完全に一致しているとすると、反射物質に吸収され放出される時間は0という事になりますが、日常の常識的に考えると吸収して放出するんだからそれが全く同時に行われるというのは想像しにくいんですが、説明お願いします。また、タイムロスがあるとすると最も早く反射する物質は何なんでしょうか。その時間はどのくらいなんでしょうか。 質問3 光を吸収した原子はその分のエネルギーもしくは質量をどこに持つんですか? あと、光を吸収する物質と、光を吸収し放出する物質(反射する物質)は原子レベルでは何が違っていて、振る舞いが異なるんですか? その違いは何なんでしょうか? いっぱい質問してすいません。一つでもいいので、やさしく教えてください。よろしくお願いします。
回答: 答えれる事だけ書きますね。 大量の光子を物質に向けて飛ばしたとき、 要するに光を物質に照射した時ですが、 光子は一度物質に吸収されてから、あらゆる方向に発散されます。 原子のなかの電子が励起され、基底状態に戻るまでには わずかですが時間がかかるはずです。 よって、タイムロスは起こるでしょう。 ところで、「あらゆる方向に発散される」と書きました。 ではなぜ屈折・反射の現象は、ある一方向にのみ光の筋が見えるのか。 これは、光を照射した対象物が原因です。 「ブラッグの法則」ってのを検索してみてください。 屈折を繰り返した光がエネルギーを失うかについてですが、 一部の光子は全く違う方向に発散され、同じ方向に進む光子の量が減るので、 光の強度は低くなると思います。 エネルギーについてはわかりません>< 原子はエネルギーを吸収すると、激しく振動します。 物が温かくなるという事です。 そして、一部は光として発散します。 アスファルトに日光が当たって、熱くなるのもそのためです。 アスファルトは日光が当たると、そのエネルギーを受け取り、 温度が高くなります。 一部のエネルギーは、光として発散されています。 その発散された光は、赤外線だったり、可視光線だったりと色々です。