Отражение электромагнитных волн против отражения света

Связанный: взаимодействие рентгеновского излучения с атмосферой

Я знаю, что электромагнитные волны определенных частот отражаются от ионосферы. И свет (который с одной точки зрения является электромагнитной волной) также отражается от… скажем, снега. Эти виды отражения имеют одинаковую природу или здесь задействованы разные механизмы?

Свет — это электромагнитная волна со всех точек зрения, а не только с одной.
Это тоже частицы (фатоны), не так ли?
Все электромагнитные волны являются фотонами. Не только свет имеет корпускулярную природу, все электромагнитные волны имеют такую ​​природу. Хорошо, я понимаю, что вы говорите. Я думал, что вы отделяете свет от остального электромагнитного спектра с какой-то эзотерической точки зрения.

Ответы (4)

Электромагнитное излучение будет отражаться от любого изменения показателя преломления.

Для света, отражающегося от снега, у вас есть граница воздух/лед, а показатель преломления воздуха составляет около 1,0, а у льда — около 1,3, поэтому вы получаете отражение. На самом деле вы получаете множественные отражения, поэтому вы получаете диффузное рассеяние и поэтому лед выглядит белым.

Для радиочастотных волн, отражающихся от ионосферы, показатель преломления ионосферы изменяется свободными выборами в ней, поэтому существует несоответствие показателей преломления между воздухом очень низкого давления под ионосферой и самой ионосферой, что вызывает отражение. Утверждать, что у ионосферы просто другой показатель преломления, немного махать рукой, но это хорошая отправная точка. Если вы хотите посмотреть более подробно, см. http://ecjones.org/physics.html и многие другие статьи, которые легко найти в Google.

Так что я полагаю, что механизмы в основном одинаковы.

"ионосфера имеет другой показатель преломления" правильно, а не махание руками. Более высокая проводимость означает большую мнимую часть показателя преломления - звено .

Это был такой простой вопрос, но вы, ребята, дали такие сложные ответы :(

На самом деле не так уж сложно ответить: в обоих случаях мы можем моделировать отражение как свет (электромагнитную волну), проходящий через среду с изменяющимся показателем преломления. В обоих случаях мы можем анализировать его как волны или лучи, но лучше анализировать и то, и другое как волны. В обоих случаях волны отражаются при изменении показателя преломления (как уже указывал Ренни). В этом смысле это тот же механизм.

Верно, технически то, что происходит в ионосфере, немного сложнее, когда радиоволны постепенно отклоняются обратно к земле, а не отражаются на четко определенной границе с неоднородностью показателя преломления, но это игнорируется, когда фактические пользователи таких радиосвязь (например, радиолюбители) работают с точки зрения (виртуальной) высоты соответствующего слоя ионосферы (слои D-F2). См. http://www.electronics-radio.com/articles/radio/basic_radio/propagation/ionospheric-hf-propagation.php для упрощенного объяснения ионосферного отражения, http://www.qsl.net/zl1bpu/IONO/ iono101.htm для более подробной информации.

О, есть еще один аспект, в котором они отличаются: поскольку лед и воздух оба являются диэлектриками со льдом, имеющим более высокий индекс, отражение инвертирует фазу. Обычно нас это не волнует, потому что фаза все равно теряется в диффузных отражениях.

Но поскольку воздух в ионосфере является проводящим, мы должны моделировать его как отражение, где одна среда диэлектрическая, а другая проводящая, поэтому трактовка фазы отличается. Если бы это был хороший проводник, отражение сохраняло бы фазу; но поскольку ионосфера является довольно слабо проводящей, полное рассмотрение электромагнитных волн в этом случае довольно сложно и не встречается в элементарных текстах E&M: нужно прибегнуть к странным или старым источникам, таким как Франкель, чтобы увидеть это полностью проанализировано. Тем не менее, как упоминается выше в ссылке на сайт QSL, иногда можно услышать эффекты фазовых искажений в ВЧ-сигналах, отраженных от ионосферы. Так что разница актуальна.

Если подумать, мой собственный ответ оказался более сложным, чем я ожидал, когда смотрел на него тоже ;) Но я надеюсь, что он ответил на ваш вопрос более полно.

Вероятно, чтобы понять это, мне нужно понять, что такое показатель преломления с точки зрения электромагнитной волны. Везде просто описано "свет проходит через среду бла-бла", но не описано почему/как эта среда меняет свет как ЭМ волну на уровне частиц/полей. Вроде здесь описано: farside.ph.utexas.edu/teaching/315/Waves/node39.html Но нужно несколько раз перечитать, чтобы хоть что-то понять :)

Во-первых, для описания такого рода явлений достаточно «ракурса» ЭМ, но если вы хотите посмотреть на взаимодействие между светом и одним атомом, вам нужно описание, данное квантовой электродинамикой. Так что свет не является электромагнитной волной со всех точек зрения!

Отражение от ионосферы и то, которое вы наблюдаете от снега, одинаковы и называется диффузным отражением. Поскольку снег и ионосфера не являются упорядоченной/регулярной средой, фактически вы наблюдаете отражение во всех направлениях. В зеркале, в котором атомы расположены на регулярном расстоянии друг от друга, отражение возникает только в одном направлении, что объясняет Снелл-Декарт.

Надеюсь мой ответ ясен!

Но... ЭМ волна отражается от ионосферы не во всех направлениях. Например, на этой странице вы можете увидеть k''-волну, которая отражается плазмой: ecjones.org/physics.html , которая фактически используется для распространения радиоволн.
So light is not an EM wave from all perspectives!?? Почему так??
Правильное описание того, что называется электромагнитной волной со времен Максвелла, дается квантовой электродинамикой (читайте «Странную теорию света и материи», Фейнмана). Как вы, возможно, знаете, в 17 веке велись большие споры о природе света: это волна или состоит из частиц? Ньютон думал, что свет состоит из частиц, чтобы объяснить отражение; а Гюйгенс думал, что это волна. Действительно, вы не можете объяснить интерференцию с классическими частицами.
В 19 веке теория, выдвинутая Максвеллом, подтвердила, что свет является волной, и все явления были объяснены этой теорией. В начале 20 века Планк и Эйнштейн объясняли черное тело и фотоэффект только с помощью фотонов, что противоречит теории Максвелла! Затем Фейнман, Швингер и Томонага создали полную теорию, названную квантовой электродинамикой. В настоящее время эта теория объясняет все явления, связанные с материей и светом (лэмбовский сдвиг, вынужденное излучение), чего нельзя сказать о теории Максвелла.

Я здесь из-за ярких пятен на Церере. У него нет плотной атмосферы Ионосферы, поэтому я приведу вам ссылку на явления Отражения.

Об этом рассказывает Филип М. Морс «Глава 7 Hndbk физики колебаний упругих тел; распространение волн в упругих твердых телах, раздел 4. Отражение от плоской поверхности раздела, поверхностные волны»

' (если бы свободная поверхность была поверхностью земли, то это были бы SH-волны) отражается без изменения типа и с амплитудой -1. Другими словами, P- и SV-волны при отражении меняются местами, а SH-волны остаются SH-волнами».

Терминология на 3-99 использует физическую аналогию сейсмических волн.

Волны сжатия или продольные волны = P

Сдвиг или поперечное = S

Поперечные волны в горизонтальной плоскости = SH

Аналогия уместна, и он охватывает отражение Рэлея и называет их «ослабленными», а не рассеянными.

В части 6 Оптика гл. 6. Отражение и преломление на плоской границе.

ЕС Кондон из Колорадского университета

Охватывает закон Снелла и угол Брюстера.

Здесь применение граничных условий связано с уравнениями поля Максвелла.

раздела 3 ур. 1.17

Нормальные компоненты векторов D и B Касательные компоненты E и H **

Было бы предпочтительно, если бы вы, например. запишите уравнение, которое вы имеете в виду. Вы можете увидеть этот справочный пост, чтобы узнать, как писать свои уравнения в л А Т Е Икс .
Отражение электромагнитных волн против отражения света
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v