¿Son realmente infinitos los reflejos entre dos espejos?

Question

Tal y como está escrito en el título es una pregunta un tanto retórica, así que permítanme ser más claro.

Digamos que tengo dos espejos enfrentados. Están perfectamente alineados y son perfectamente reflectantes. Miro a través de uno de ellos (utilizando el efecto de espejo unilateral) y veo lo que parecen ser infinitos reflejos.

Si miro de cerca el punto de fuga, obviamente no puedo ver muy bien lo que ocurre allí, porque los reflejos son demasiado pequeños. Mi pregunta es, ¿existen otras limitaciones?

a) Si miro lo suficientemente cerca del punto de fuga, ¿existe un punto en el que la luz tendría que recorrer demasiada distancia para llegar hasta mí como para que ningún fotón lo consiguiera?

b) Si empiezo a mirar inmediatamente después de encender la luz, debería pasar un tiempo mínimo hasta que se creen todos los reflejos, es decir, la luz tarda tiempo en hacer todos los viajes de ida y vuelta necesarios para crear las pequeñísimas imágenes. ¿Qué calidad de microscopio (¿telescopio?) necesitaría para poder ver la imagen que se crea? Es decir, para mirar a un punto y no ver nada, y luego, transcurrido un epsilon de tiempo, ver aparecer una imagen.

Answer 1

Miro a través de uno de ellos (utilizando el efecto de espejo unilateral) y veo lo que parecen ser reflejos infinitos.

Si se observan las reflexiones reflejadas de infinitas reflexiones reflejadas a través de un espejo de un solo lado, esto significa que la luz láser se extinguirá exponencialmente (excepto cuando el láser está continuamente dando láser.
El haz de fotones coherentes divergirá al cabo de un tiempo (en el vacío) a medida que las funciones de onda de los fotones se propaguen en el espacio.

En tu caso espejo (pongámoslo también en el vacío) ocurre lo mismo. Además, existe la posibilidad (dependiendo de la frecuencia del láser) de propagar un par de partículas virtuales escondidas en la oscuridad a un par real. Después de un tiempo infinito, puedes despedirte de tu rayo.

Answer 2

Esto complementa la respuesta de Brethlosze. Puede haber una tercera razón práctica por la que sólo se vea un número finito de imágenes. Se debe al aire que hay entre los dos espejos. Se supone que los fotones que rebotan entre los dos espejos y forman la imagen que se ve viajan en direcciones perpendiculares a los espejos. Durante su viaje, cada fotón, uno por uno, puede ser absorbido por una molécula del aire (probablemente $N_2$ o $O_2$ ) y se reemite en una dirección aleatoria. Procesos de dispersión similares también podrían cambiar la energía (y por tanto el color) de los fotones. Con el tiempo, la imagen podría decaer literalmente de fotón en fotón. Este efecto atmosférico impedirá ver un número infinito de copias de la imagen, y puede evitarse realizando la observación en el vacío.