作者profyang (prof)
看板Physics
标题Re: [问题] 电磁波的叠加
时间Thu Dec 27 23:35:12 2007
※ 引述《freehunter (freehunter)》之铭言:
: 现在有两个平面波:
: 一、Acos(kx-wt)
: 二、Acos(kx-wt)
: 叠加後得到 2Acos(kx-wt)
: 问题是:原本个别的 irradiance 是 I
: 叠加後的 irradiance = 4I ??
: 有没有违反能量守恒啊 ?
: ----------------------------------------------------------------------
: irradiance 是指对单位面积的功率流的量
: 如果我把上面的 I * 时间 * 面积 就应该要等於能量了,
: 可是就上述而言,好像流进的能量也不会相同。
: 那里想错了吗?
: ----------------------------------------------------------------------
: 另外一个 case
: 一、Acos(kx-wt)
: 二、Acos(kx-wt+pi)
: 叠加後得到 0
: ----------------------------------------------------------------------
: 照理说,这两个波都是向+x方向输入功率,大小也都是 I
: 可是怎麽叠加後,都变成 0 了,怎麽会这样??
首先在回答你之前,我要先陈述一件事实:所有电磁波都是由电荷产生。
(如果你发现不是这样的情形,请告诉我^^)
再来就你的问题讨论,你考虑平面波的情形,你可以想像它是由一块带电平板震动而产生
现在你想要再产生一个一样的平面波,为了方便起见,用一样的方法产生他,
就是在同样的地方加上一块一样的带电平板,於是,你又产生了一个平面波
经过叠加,你发现能量好像不守恒。
但是注意,重点来了:你在将一块平板加到原来平板上时,要不要做功呢??
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
当然要,因为有位能,所以说多出的能量来源就是这时候加进去的!
当然这时你会说:要是我将第二块平板摆到第一块平板後面够远处,远到期间位能可略
然後其间距为波长整数倍,这样也不是会造成叠加出来能量不守恒吗??
而且这种情况没有位能可以解释了!
但是,这种情况你会发现,第一块带电平板会受到第二块带电平板的电磁场影响
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
以至於他无法保持原来的运动,当然你可以强迫他保持,可是这样一来
你又要做功了!!这就是你能量的来源!!
至於相消的情况也是类似,只是你可能要用反号的电荷,
你就自己想想吧~~
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◆ From: 140.112.242.149
1F:推 Keelungman:正解! 12/28 08:44
2F:推 wen0034:不错的说法. 但是实验上做不到,若要了解加强与波坏干涉 12/28 10:23
3F:→ wen0034:还是应由具体实验才能一观全貌. 在具体实验中加强与破坏将 12/28 10:25
4F:→ wen0034:同时出现,而能量将必然守衡. 12/28 10:29
5F:推 wen0034:例如在干涉或绕射实验中 "Parseval's theorem"成立 12/28 10:33
6F:→ wen0034:例如曼克生实验中一片境子稍微放斜点,为能看到等顷条纹,而 12/28 10:39
7F:→ wen0034:能量守衡也将必然呈现 请指教! 12/28 10:41
8F:→ profyang:干涉绕射实验虽然中央会极大,但是也有地方会极小,所以你 12/28 16:17
9F:→ profyang:如果将之全部积起来能量也是会守恒的 12/28 16:18
10F:推 faradayslaw:漂亮 12/28 18:57
11F:推 waytin:我想请教一下,Parseval's theorem 指的是? 12/28 20:38
12F:推 askooen:给楼上 可以参考频谱分析的书 12/28 23:13
13F:→ askooen:讲简单一点就是能量守恒 12/28 23:14
14F:推 tpqf:电磁波 要算位能不就要算时间(t-r/c)的电子产生的电位 12/29 14:12
15F:推 happyjoe:光子不是电磁波,请参阅光子晶体的band gap engineering 12/31 22:14
16F:推 happyjoe:这跟相长干涉,相消干涉和同调光,非同调光有关,与作功无关 12/31 22:20
17F:→ happyjoe:详情请阅傅式光学 12/31 22:25