Почему свет называется «электромагнитной волной», если он не является ни электрическим, ни магнитным?

Как можно назвать свет электромагнитным , если он не кажется ни электрическим , ни магнитным?

Если я выхожу на солнечный свет, магниты не влияют (или не кажутся). И нет переноса электрического заряда/электронов (как в переменном/постоянном токе в космосе).

В частности, фотоны (из которых, как предполагается, состоит свет) не имеют ни электрического заряда, ни магнитного .

Я ищу объяснение, которое мог бы оценить средний Джо, не являющийся физиком.

Это как разница между давлением воздуха и звуком. Звук — это просто быстро меняющееся давление воздуха.
Был тот же вопрос и нашел это произведение искусства: youtu.be/7eutept5h0Q

Ответы (10)

Свет представляет собой колеблющееся электрическое и магнитное поле, поэтому он является электрическим и магнитным.

Позже: повторите редактирование вашего вопроса, я думаю, что есть две проблемы. Во-первых, взаимодействие с электрическим зарядом, а во-вторых, взаимодействие с магнитами.

Свет сам по себе не несет никакого заряда, поэтому он не притягивает и не отталкивает заряженные частицы, такие как электроны. Вместо этого свет представляет собой колеблющееся электрическое и магнитное поле. Если вы возьмете электрон и поместите его в статическое электрическое поле (например, вокруг генератора Ван де Граафа), то электрон почувствует силу поля и будет двигаться. Это происходит, когда электрон взаимодействует со световой волной, но поскольку световая волна представляет собой колеблющееся поле, электрон движется туда-сюда, и чистого движения нет. Если бы вы могли наблюдать за проходящим светом электроном, вы бы увидели, как он начинает колебаться туда-сюда, но его чистое положение не изменилось бы.

Это именно то, что происходит в вашей телевизионной антенне. Свет (т.е. электромагнитное излучение радиочастоты) заставляет электроны в телевизионной антенне колебаться, и эти колебания генерируют колеблющийся электрический ток. Напряжение, которое это генерирует, усиливается вашим телевизором. В телевизионном передатчике то же самое происходит в обратном порядке: к телевизионному передатчику прикладывается колебательное напряжение, электроны в ответ колеблются, и колебание генерирует электромагнитную волну. Таким образом, процесс представляет собой колебательные электроны -> свет -> колеблющиеся электроны.

Я не совсем уверен, что вы подразумеваете под отсутствием передачи электрического заряда/электронов (как в переменном/постоянном токе в космосе) . Если приведенное выше не объясняет удовлетворительно, что происходит, возможно, вы могли бы расширить свой вопрос.

И, наконец, о взаимодействии с магнитами.

Большая разница между электрическим и магнитным полями состоит в том, что (насколько нам известно) не существует изолированных магнитных зарядов. Если бы существовали изолированные магнитные заряды, например, если бы вы могли наблюдать за магнитным монополем при прохождении световой волны, то вы бы увидели подобное поведение электрона. Но их нет, так что не надо.

Если бы я был ОП, я бы хотел большего, чем переформулировать предложение, которое я подвергаю сомнению.
Чего бы ты хотел, если бы не был ОП? Так как вы не, то это более уместно. :)
Это, конечно, совершенно правильно, но я действительно не думаю, что это отвечает на вопрос, который имплицитно спрашивает, почему солнечный свет не кажется электрическим или магнитным, особенно в форме более повседневных форм электричества и магнетизма.
(v2) ...Если бы вы могли наблюдать электрон, когда свет проходит мимо, вы бы увидели, как он начинает колебаться туда-сюда, но его чистое положение не изменилось бы... Ммм, так что либо вы моделируете вещи как идеально размытые вне плоской волны или как пакет, который может «пройти мимо». Тогда я не уверен, что можно просто поспорить с классическим колебательным потенциалом заряженного электрона, не приводящим к чистому движению. И даже колеблющийся электрон подразумевает переменное электрическое поле, а затем больше света, верно? Теперь все становится размытым. В любом случае, в какой-то момент граф дерева КЭД должен сработать.
Я чувствителен к объяснению, которое может оценить средний нефизик Джо . Есть предел тому, что может быть достигнуто с учетом этого ограничения.
Любопытно, что имеет наибольшую потерю мощности в этой цепи:oscillating electrons -> light -> oscillating electrons

Как можно назвать свет электромагнитным, если он не кажется ни электрическим , ни магнитным ??

Но свет кажется электрическим и магнитным по своей природе. Например:

Фотоэлектрический эффект :

Фотогальванический эффект — это создание напряжения или электрического тока в материале под воздействием света.

Фокус: измерение магнетизма света

Теперь две группы независимо друг от друга продемонстрировали, что крошечный металлический зонд будет сильно взаимодействовать с магнитным полем световых волн, запертых в своего рода полупроводниковой «коробке».

Как можно назвать свет электромагнитным, если он не кажется ни электрическим, ни магнитным?

Согласно теории электричества и магнетизма, неподвижные заряженные частицы являются «электрическими», заряженные частицы, которые движутся с постоянной скоростью, являются «магнитными», а заряженные частицы, которые ускоряются, испускают «электромагнитное излучение», которое распространяется со скоростью света.

Заряженные частицы не могут взаимодействовать мгновенно, но существует поле энергии, которое опосредует их взаимодействие. Это поле энергии и есть то, что мы называем «электромагнитным полем».

Другими словами, «свет» — это перенос энергии из одной части электромагнитного поля в другую, и он облегчает взаимодействие между электрическими и магнитными объектами, но сам по себе не является ни электрическим, ни магнитным.

Фотоны не имеют заряда!

Звук — это механическая вибрация, но вы можете лишь иногда наблюдать, как он заставляет вещи вибрировать. Иногда вибрации слишком малы или слишком быстры. То же самое относится и к свету.

Видимый свет имеет длину волны от 400 до 700 нм, что намного меньше, чем все, что вы можете различить без посторонней помощи. Это соответствует частотам около 4-7*10^14 Гц, намного быстрее, чем все, что вы можете воспринять.

Так что да, в очень маленьком и быстром масштабе солнечный свет состоит из электромагнитных волн (осциллирующих электрических и магнитных полей), и они действительно оказывают электромагнитное воздействие на вещи — просто обычно это невидимые эффекты.

Но, например, радио также является электромагнитным излучением (с гораздо большей длиной волны и более низкой частотой, чем видимый свет), и оно имеет электрические эффекты, поэтому антенна может преобразовывать радиоволны в колеблющиеся электрические токи.

Магнитные эффекты немного сложнее наблюдать. Возможно, наиболее известным из них является эффект Фарадея — магнитные поля могут изменять поляризацию света.

Свет представляет собой распространяющееся возмущение электромагнитного поля. Если мы игнорируем некоторые неясные квантовые эффекты, свет не искривляется электрическими или магнитными полями, потому что он не несет заряженных частиц. Возмущения поля просто накладываются на любые электрические и магнитные поля, пронизывающие проходимое пространство.

Почему-то это объяснение делает это понятным для меня. Таким образом, свет вызывает побочные эффекты электрических и магнитных сил, но сам на него не влияет ни то, ни другое.

Это изображение (взято из Википедии ) демонстрирует, как выглядит электромагнитная волна.

изображение

Изменение электрических полей индуцирует магнитное поле (так работают электромагниты), а изменение магнитных полей индуцирует электрическое поле (так работает зарядное устройство на вашей электрической зубной щетке). В результате, если один колеблется, колеблется и другой, и они будут постоянно индуцировать друг друга.

Я надеюсь, что хотя бы дает интуитивное объяснение этому (даже если кое-что из того, что я сказал, не на 100% технически правильно).

Это обычная иллюстрация из учебника, теперь анимированная и размещенная в Интернете, но она дает обманчивое представление о том, на что похожи электромагнитные волны.
@BrandonEnright, не могли бы вы пояснить, почему эта анимация неверна? (Во всех заслуживающих доверия книгах говорится, что электромагнитные волны являются продуктом различных электрических и магнитных полей, которые индуцируют друг друга).
@DarenW, не могли бы вы пояснить, почему эта анимация неверна? (Во всех заслуживающих доверия книгах говорится, что электромагнитные волны являются продуктом различных электрических и магнитных полей, которые индуцируют друг друга).
Я также хотел бы знать. Я взял это изображение прямо из статьи в Википедии, и оно до сих пор там. Текст этого ответа, конечно же, мой собственный. Ваша проблема в том, что это объяснение не учитывает квантовые эффекты волновых частиц.
Проблема здесь в том, что метки осей предполагают, что волна колеблется в пространстве , что совершенно неверно и часто сбивает людей с толку. У этой фигуры есть свое применение, но в том виде, в каком она представлена ​​здесь, у некоторых читателей возникнет ужасное непонимание.
@dmckee Если волна не колеблется в пространстве, где она колеблется?
@glez Анимация НЕ НЕПРАВИЛЬНАЯ, НО На первый взгляд анимация выглядит как Е -поле колеблется вверх-вниз г -ось, а Б -поле слева и справа на Икс -ось, (что означало бы пространственный размер ЭМ в г а также Икс направление будет меняться во времени), но анимация на самом деле показывает, как значения поля (которые являются векторными величинами, поэтому они куда-то УКАЗЫВАЮТ, а длина вектора только визуализирует величину) изменяются в ОДНОЙ точке на у -ось.
Изменение значения величины или направления является определением колебаний. Быстрый Google показывает: «Колебание — это повторяющееся или периодическое изменение, обычно во времени, некоторой меры относительно центрального значения или между двумя или более различными состояниями».

Свет называется «электромагнитной волной» по историческим причинам * в следующем смысле : оказалось, что эффекты видимого света и другого излучения можно рассчитать с помощью уравнений Максвелла , которые также используются для моделирования поведения электрически заряженных частиц. Это был момент успешного объединения, и с тех пор его никто не отменял. Девять ответов, а слово «Максвелл» еще не было использовано! См. также следующую статью в Википедии, содержащую раздел « Во-первых, чтобы предположить, что свет — это электромагнитная волна » .

(*Это смелое предложение, по сути, является тавтологией: люди называют вещи, и, таким образом, имена не являются независимыми от предыдущего опыта . эта особенность.)

Среди множества ответов только этот смог упомянуть, что JCMaxwell первым прояснил ситуацию.
Возвращаясь к этому ответу, который я дал 3 года назад, я чувствую, что он немного загадочен. Суть моего размышления в том, что я не думаю, что вопросы людей, если они сформулированы в ошибочной (по своей сути запутанной) концепции физики, математики и языка, возможно, не должны отвечать в их собственных терминах. Это только подкрепляет их идеи и превращает их в людей, которые сами дают необъяснимые объяснения (ответы, которые просто передвигают вопрос).
BBC4 показал два эпизода Dark and Light от профессора Джима Аль-Халили, где он объяснил массам долгий путь, пройденный учеными-гигантами (Евклид, Галилей, Ньютон, Максвелл и т. д.), чтобы просветить нас о природе ЭМ/света. . (жирное предложение - тавтология, я подозреваю, что это первый из самых популярных ответов)
Говоря с моим другом-физиком из Гарварда, это кажется самым правильным ответом. Свет ведет себя так же, как электромагнитные волны. Есть некоторые взаимодействия, которые описаны в других ответах, но для ответа на вопрос ОП используется термин «электромагнитная волна», потому что свет также подчиняется уравнениям Максвелла.

Чтобы проиллюстрировать магнитное воздействие электромагнитных волн на материю, я предпочитаю говорить о микроволнах.

Микроволновая печь — это лампа, но она излучает невидимый свет (более низкие частоты). Каждая поляризованная молекула будет колебаться под действием этого поля.

В результате молекула (т.е. вода) колеблется (вибрирует) и, следовательно, температура увеличивается (температура измеряет среднюю «скорость» молекул).

+ Закрыть. Электрическое поле не приводит непосредственно в колебание молекулы воды. Это заставляет ионы примесей, которые несут заряд, такие как натрий и хлорид, двигаться (т. е. иметь электрический ток) в воде, точно так же, как заряды движутся в антенне. Поскольку этот ток встречает сопротивление, он выделяет тепло, которое готовит пищу.

Как указывали другие, свет на самом деле является как магнитным, так и электрическим. Это часть электромагнитного спектра, в котором есть все: от невидимого света, такого как гамма-лучи, инфракрасные и рентгеновские лучи, до видимого света, о котором вы говорите.

Поскольку свет создается ускорением заряженных частиц и законом электромагнетизма, который гласит, что: ускоренный заряд создает электромагнитную волну, свет является электромагнитной волной. Собственно свет – это передача энергии от одной части электромагнитного поля к другой. Все знают, как выглядит электромагнитная волна (см. ответ asmesure). Поскольку электрическое и магнитное поля перпендикулярны друг другу, они ведут себя как перекрестное поле, но это не означает, что заряженные частицы не ощущают результирующей силы. Они испытывают некоторую силу, поэтому заряженные частицы колеблются при прохождении электромагнитной волны. колебания очень маленькие. Таким образом, мы не видим и не чувствуем заряженных частиц, на которые воздействует свет, несмотря на то, что он электромагнитный. Однако свет облегчает взаимодействие между электрическими и магнитными объектами.

Частицы чувствуют силу, поэтому заряженные частицы колеблются с проходящей электромагнитной волной.