Wohin geht die Energie bei der destruktiven Interferenz von Licht?
Lichtwellen heben sich auf, wenn sie um eine halbe Wellenlänge verschoben Licht hat aber eine bestimmte Energie und nach dem Energieerhaltungssatz bleibt die Energie in einem geschlossenen System immer gleich. Aber das Licht ist ja einfach weg. Wohin geht die Energie? Es wurde in der Schule nicht erklärt und auch im Netz finde ich keine richtige Antwort.
PS:
Ich bitte um eine Antwort, die ich mit meinen Physik Kenntnissen aus dem Abi und vllt etwas darüber hinaus verstehe, nicht so wie Labienlords Antwort
3 Antworten
die energie ist natürlich erhalten.
die wellen überlagern sich in anderen bereichen konstruktiv, sodass die gesamtenergie immer gleich ist.
das licht ist ja nicht einfach "weg". es gibt einfach nur bereiche wo es unwahrscheinlicher ist dass es auftritt und bereiche wo es wahrscheinlicher ist.
Über genau diese Frage habe ich sehr lange gegrübelt. Dann habe ich eine Physikprofessorin gefragt. Die hat's nicht gewusst. Dann hat sie zwei Assistenten gerufen, die es auch nicht wussten. Schliesslich hat jemand im Feynman nachgeschlagen:
Es ist nicht möglich, Lichtstrahlen so zu überlagern, dass sie sich überall auslöschen. Es gibt immer einen Ort, an dem sie sich positiv überlagern und verstärken. Dabei gilt: Bei der Überlagerung werden die Amplituden der Wellen addiert. Die Energie hängt aber vom Quadrat der Amplitude ab.
Wenn du z. B. eine Lichtwelle auf eine Scheibe schickst, geht z. B. die Hälfte der Energie ins Glas, die andere Hälfte wird reflektiert. Die Amplituden sind dann aber nicht 1/2, sondern Wurzel von 1/2 = 1/2^0.5. Wenn du zwei solche Wellen überlagerst, gibt es auf der einen Seite positive, auf der anderen negative Interferenz. Bei der negativen Interferenz verschwindet die Energie. Bei der positiven kriegst du als Amplitude 2/2^0.5=2^0.5. Die Energie ist das Quadrat davon, also 2. Dies ist die Energie der zwei ursprünglichen Wellen.
gut das gilt dann wohl für "eine große Menge" an Licht. Was, wenn es wirklich nur 2 Photonen oder Elektronen, um eine halbe Phase verschoben, sind. Die heben sich dann ja komplett auf. Die Energie kann dann ja nicht einfach irgendwo anders in eine konstruktive Interferenz gehen, oder?
Interferenz funktioniert sogar mit nur einem Photon. Die Amplitude^2 steht dann für die Wahrscheinlichkeit, dass das Photon da ankommt.
ok das ist cool das wusste ich nicht. danke
Wenn du dich weiter dafür interessierst und ein bisschen Mathe kannst (Integralrechnen), empfehle ich Harry Paul, 'Photonen'. Da wird die Quantenhaftigkeit des Lichts sehr gut erklärt.
Puh ne danke bin gerade mit dem Studium ganz gut ausgelastet :D
destruktive Interferenz ist ortsabhängig, an anderen Orten ist immer eine konstruktive Interferenz die das ausgleicht. Entscheidend für die Energie ist immer das gesamte resultierende Strahlungsfeld - wenn man überall destruktiv interferieren könnte, wäre das äquivalent zur Verhinderung der Emission.
naja so einfach scheint es ja nicht zu sein laut @diderot