Вопрос о волновой природе света.

Цитирую из моего учебника: «Рассмотрите две вертикальные щели S1 и S2, расположенные параллельно друг другу, и через них пропущена нить. Конец B закреплен, а A совершает рывки перпендикулярно его длине. перпендикулярна S1, амплитуда колебаний становится равной нулю, то волна является поперечной волной, иначе — продольной».

Я понимаю, как это работает для механических поперечных волн, но не для света. Электрические и магнитные векторы не имеют пространственного расширения, хотя это показано в анимации. Осциллирующие векторы просто показывают переменную величину полей в точках на луче света. В противном случае это все равно, что сказать, что физическая стрелка (вектор скорости) простирается перед движущимся телом, размер которого зависит от скорости тела.

Итак, мой вопрос: почему должна влиять амплитуда света, если колебания не имеют пространственного расширения (учитывая только один луч света, проходящий через щели)?

Ответы (4)

Вы правы в том, что колебания электромагнитного поля не обязательно должны иметь какую-либо пространственную протяженность. Колебания, как вы указываете, заключаются в силе электрического и магнитного полей. Если я правильно понимаю ваш вопрос, вы спрашиваете, почему тогда некоторые объекты могут различать две разные поляризации света.

Это связано с тем, что анизотропные материалы (те, которые не имеют одинаковой структуры во всех направлениях) могут по-разному действовать на электрические поля, расположенные вдоль их разных осей. На изображении ниже материал в середине не поддерживает электрическое поле в горизонтальном направлении. Когда вы пытаетесь создать электрическое поле в горизонтальном направлении, энергия берется из источника, который пытается его создать (в данном случае из света). Таким образом, этот материал, который действует как типичный поляризатор, пропускает только свет, поляризованный в вертикальном направлении.

Есть и другие способы различить две разные поляризации света. Двулучепреломляющие кристаллы, например, имеют разные показатели преломления для двух разных поляризаций света. Поэтому они отклоняют две разные поляризации света на разную величину.

Из статьи Википедии о поляризаторах

Если вместо струны использовать Свет, то он пройдет через обе щели S1 и S2. Книга использует эту аналогию, чтобы объяснить концепцию поляроидов. (источник: aventalearning.com ) Вся система струнных прорезей, которую цитирует ваша книга, является аналогом показанной выше системы свет-полароид. Свет не пройдет через второй поляроид. Я не объясняю, как работает полароид, я объясняю, на что направлена ​​ваша книга.изображение

световые лучи не являются одномерными объектами. Правда, на рисунках показаны направленные отрезки. Математически вы можете представить себе своего рода бесконечно малый вектор, показывающий это направление. его можно сделать бесконечно малым. это 0 размерный маленький, я не знаю. Я так не думаю. Он будет иметь размерность dx.

Это не бесконечно малые векторы. Они показывают величину Е и Б . Посмотрите на это изображение, чем больше длина вектора, тем больше величина.
Я точно знаю, что они показывают. Однако кажется, что первоначальный вопрос возникает из-за неправильного толкования диаграмм. В любом случае свет не состоит из света световых лучей. Поле непрерывно меняется в пространстве. По крайней мере, в классической механике. вы не сможете исключить направление электрического поля при описании электромагнитных взаимодействий. Но проблема с направлением поля B. Это как вращение. Спин не направлен перпендикулярно динамике. Если вращение происходит в плоскости xy, +z и -z так же хороши.

электромагнетизм не ручная сила. Поэтому я не думаю, что вам даже нужно использовать поперечные векторы. Недавно я узнал о математическом объекте, называемом дифференциальной формой. dx+dy подобен единичному вектору k, а dx-dy подобен -k. Таким образом, вращение можно описать более естественным способом, не прибегая к перпендикулярному направлению.

Определенно, для вращения требуется более одного измерения. Требуется не менее двух. Итак, я полагаю, что более точной картиной было бы думать о входящих полосах света, а не о лучах или лучах. Вектор, направленный вверх, всегда можно отнести к флюидному вихрю. Это просто вращательное движение, оно не направлено вверх или вниз. Сам вихрь не может быть устранен.

Вероятно, правильнее думать об электромагнитной волне как о водной волне, лежащей по бокам. Движение волны несколько круговое, а не прямое вверх и вниз. Итак, то, что у вас есть, больше похоже на распространяющийся вихрь. Итак, водная волна как бы поляризована. Я не знаю, сможете ли вы изобрести поляризационный фильтр для водных волн.