İki ayna arasına bir ışık huzmesi yayılırsa, ışık kaybolmadan ileri geri yansımaya devam edecek mi?
İki ayna arasında bir ışık huzmesi yayılırsa, ışığın iki ayna arasında kaybolmadan ileri geri yansıması imkansızdır. Işık, yansıtma işlemi sırasında enerji tüketmek zorunda olduğundan, sınırlı sayıda yansımadan sonra ışığın enerjisi dağılacaktır.
Işığın iki ayna arasında sonsuz şekilde yansıtılması için% 100 yansıtma özelliğine sahip bir ayna gereklidir. Fotonlar camdan (esas olarak silikon dioksit) geçip gümüş kaplı tabakaya ulaştığında, gümüş atomları ışığın enerjisini emecek ve uyarılacak ve kararsız gümüş atomları yansıyan ışık oluşturmak için fotonları serbest bırakacaktır. Ancak böyle bir süreçte az çok belli bir miktar enerji kaybı olur ve tüm ışığın yansıtılması imkansızdır.
Öte yandan yansıma sayısını artırmak için iki ayna arasındaki boşluğun mümkün olduğu kadar vakum derecesini artırmak gerekir. Çünkü ışık havada yayıldığında, enerjilerinin bir kısmı gaz molekülleri tarafından emilecek, dolayısıyla bu sürece enerji kaybı da eşlik edecek.
% 100 yansıtıcılığa sahip bir ayna olmadığından ve mutlak boşluk olmadığından, ışığın yansıtma sürecinde kaçınılmaz olarak enerji kaybolur ve ışığın iki ayna arasında sonsuz bir şekilde yansıtılması imkansızdır.
Aynanın yansıtıcılığının% 99,999'a ulaşabileceğini varsayıyoruz, bu nedenle 69314 yansımadan sonra ışık enerjisinin yarısını kaybedecek. İki ayna arasındaki mesafenin 20 santimetre olduğunu varsayarsak, ışığın yayılma hızı saniyede yaklaşık 300.000 kilometre olduğundan, ışığın saniyede 1.5 milyar kez yansıtılabileceği söylenebilir. Bu, 46 mikrosaniye kadar, ışığın enerjisinin yarısını kaybedeceği anlamına gelir. 460 mikrosaniyeden sonra ışığın enerjisi orijinalin binde biri olacaktır. 4.6 milisaniyeden sonra, ışığın enerjisi 100 trilyon trilyonun bir kısmına bozunacak. Başka bir deyişle, neredeyse anında, ışığın enerjisi büyük ölçüde zayıflayacaktır.
Ek olarak, kuantum mekaniği perspektifinden, belirsizlik ilkesi, ışığın yansımadan sonra% 100 doğru konumda olmasını ve doğru yönde hareket etmesini ve ardından aynada tam olarak aynı konuma gelmesini yasaklar, bu nedenle ışık Tamamen yansıtılabilir.
