Warum kann Licht durch Plasma nicht durch?

Ich beschäftige mich sehr stark mit Licht-Materie-Wechselwirkung und freue mich über so eine Frage. Zunächst stimmt das nicht immer! Es gibt gewisse Voraussetzungen, damit Licht wirklich nicht durch ein Plasma kommt.

Natürlich beeinflusst allgemein ein Plasma die Propagation einer Lichtwelle, jedoch muss man hier etwas ins Detail gehen und aufpassen. Licht kann sehr wohl durch Plasma hindurch, jedoch nicht immer. Wichtig ist, dass die Frequenz des Lichts hoch genug ist. Genau bedeutet dies, wenn die Lichtfrequenz größer als die Plasmafrequenz ist, dann kommt es zu keiner Kopplung der Elektronen mit dem Lichtfeld, weil sie gar nicht erst so schnell darauf „reagieren“ bzw. antworten können. Die Plasmafrequenz selbst wird durch die Instabilität der dielektrischen Funktion freier Elektronen im Plasma hervorgerufen. Wenn wir eine Quantisierung des freien Elektronengases durchführen landen wir sogar bei neuen Quasiteilchen, den Plasmonen.

Die Licht-Materie-WW zwischen Plasmonen und einem Lichtfeld bzw. Photonen sind auch der Grund dafür, warum Metalle so glänzend in ihren Farben erscheinen, es ist die Antwort der freien Elektronen auf die Photonen, die das Plasma durchsetzen. Aber damit es eben genau zu dieser „Antwort“ kommt, darf die Frequenz der Photonen nicht zu groß werden.

Das besondere Teilchengemisch verhindert das Durchdringen von Teilchen.

Licht hat Teilchen- und Wellencharakter. Auch kann die hohe Energiedichte im Plasma das durchdringen von Wellen verhindern.

Weil Plasma viele ionisierte Teilchen enthält, die Licht absorbieren können.