●11936     7/08 Entropy1988  □ [禁書] 一方通行的反射膜外觀
文章代碼(AID): #1HsezzwC

作者: Entropy1988 ( ) 看板: C_Chat
標題: R: [禁書] 一方通行的反射膜外觀
時間: Mon Jul  8 18:07:54 2013

【文章三之二】
http://www.ptt.cc/bbs/C_Chat/M.1373278077.A.E8C.html



下面的部分我試著說明我後來又想到的關於反射膜的問題。

這邊我想要創個名詞來用。(中文不是很好想不到好詞請見諒)
==================
     「逆射」
==================
因為平常用的「反射」是指光的反射定律裡面的那種事情，

和一方通行的反射膜上面發生的事情並不一樣，要說明又顯得很麻煩，

為了方便所以我創這個詞在文章裡面用，指在一方通行的反射膜上發生的那種「反射」

從此「反射」和「逆射」的意思就分開了，反射是遵守反射定律的那種。

「反射膜」就還是維持原來的稱呼，指的就是一方通行的特殊膜。




【1】


我們究竟期待一方通行的反射膜對於射進去的光線(光波)做什麼事情？

大概來說就是讓射進去的光線行進方向相反。

當然一方通行的反射膜運作模式是可以調整的，

但是這邊我想要針對可以產生我最想討論的效果的這一種運作模式。

把一個平行波射向反射膜的話，

我們期待平行波出來後行進方向相反，往原本來的地方回去。(圖4)

http://i.imgur.com/d6Ia3E0.png

那麼現在有個點波源發射球面波過去呢？(點波源和反射膜是有一段距離的)

我們想到的理想狀態就是球面波後來會逆行，往點波源聚集，回歸點波源。(圖5)

http://i.imgur.com/cyWXl1L.png

以上是我們期待一方通行的反射膜發揮的效果。在這裡我為了方便，稱作「逆射」。




【2】


有一件事一般被認為是理所當然的。
===========================
先到達反射膜的光會先被逆射
===========================
一般想說只要光碰上了反射膜，那它就會被反射膜處理，所以這個想法應該沒錯。


然而問題就在這裡，這件事情和我們期望一方通行的反射膜要達成的效果是矛盾的。

例如看到平面波斜向射入反射膜的過程。(圖6)

http://i.imgur.com/RtIQkmV.png

首先波的右上部分會先接觸反射膜，然後漸漸輪到左下部分。

先接觸的地方先被處理，所以會從右上開始被處理。

我試著用惠更斯原理(有中學教科書叫海更士？)，平面波視為連串點狀波源發射出來的。

http://tinyurl.com/m8cs325

【原網址http://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%83%A0%E6%9B%B4%E6%96%AF%EF%BC%8D%E8
%8F%B2%E6%B6%85%E8%80%B3%E5%8E%9F%E7%90%86#.E6.AD.B7.E5.8F.B2】

於是，我們的平面波接觸反射膜表面的那個部分，(二者相交的地方其實是一條線)

有如一個幾乎貼在反射膜上面的點波源，(其實是個線波源，從2D圖來表現的話是個點)

點波源發出的波經過了「逆射」，依然會是從同樣的點射出來的波。

(想像一個點波源發出來的波，被反過來，又逆行回到了點波源，
經過了點波源後，接下來繼續前進，它又再度是從點波源發出來的波)
http://i.imgur.com/hnJ0X9x.png

這些逆射出來的波又重新合成了平面波，離開了反射膜。

借個維基百科的圖，這張圖上發生的事情與這裡的極為類似，

雖然和圖6方向差了180度，不過也可以用來說明上面的過程。
http://tinyurl.com/k2kb2yo

【原網址 http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/48/Reflexion_im_Wel
lenmodell.png】

除了波接觸反射膜的過程有細微的不同外，

可以說很好地敘述了入射波與出射波的行為。


這樣的過程導致的結果非常重要，重要的地方在於，

平面波往一方通行反射膜一進一出，就像發生在鏡面上的事情，它是遵守反射定律的。

光的反射定律。
http://tinyurl.com/l9sr8qp

【原網址http://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%85%89%E7%9A%84%E5%8F%8D%E5%B0%84%E
5%AE%9A%E5%BE%8B】

至於曲面波入射一方通行的反射膜的狀況，可以用平面波的結果推廣來得到。


再看一次整個過程。入射波射向反射膜，波與反射膜接觸到的局部發生波的「逆射」，

逆射出來的連串波構成了新的波，也就是出射波。

而入射波、反射膜、出射波三者將遵守光的反射定律。

從起始與結果來看，入射波被反射膜「反射」了。


以上的結果告訴我們，
=============================================
所以，一方通行的反射膜外觀看起來像鏡面。
=============================================

http://i.imgur.com/t3FMska.png
http://i.imgur.com/eKWwgY3.png

這都是這件看似理所當然的事情造成的結果
===========================
先到達反射膜的光會先被逆射
===========================


補充，

雖說如果經過詳細的計算則上面的結果可能要修正補充，但是主要的效應應該不會變。

這裡將光以波的方式處理。而光是電磁波，電波與磁波耦合；

但是一方通行的反射膜不應該同時將電場與磁場的值加負號，這樣不能阻止光的前進；

而是應該，例如說，只將電場加負號。


我們可以用試著幾何光學來理解反射膜上面發生的事情，

我在這裡則嘗試用波動的圖像。

那麼或許還可以用其他的圖像，例如可能用光子的圖像之類的。這裡就不多談。


--
※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc)
◆ From: 1.34.54.3
※ 編輯: Entropy1988     來自: 1.34.54.3            (07/08 18:09)