Gibt es eine Beeinflussung mechanischer Wellen durch elektromagnetische Wellen (und umgekehrt)?

Beeinflussen elektromagnetische Wellen wie Licht und Gravitationswellen (z. B. vom Mond) mechanische Wellen wie Schall?

Kann Schall den Weg des Lichts verändern?

Antworten (3)

Jedes physikalische Phänomen ist potenziell in der Lage, mehr oder weniger direkt eine Änderung an jedem anderen Phänomen zu bewirken. Wenn dies nicht der Fall wäre, könnte die physische Welt in völlig unabhängige Bereiche unterteilt werden; es gäbe nicht die eine einzige Welt, die wir Natur nennen.

In der Praxis können jedoch viele, wenn nicht die meisten der tatsächlich vorhandenen Wechselwirkungen zwischen Systemen ignoriert oder einfach als Störungen in Modellen behandelt werden, die nur die wichtigsten berücksichtigen. Dies liegt daran, dass Wechselwirkungen in einem weiten Bereich von Größenordnungen stattfinden. Beispielsweise würden Sie elektromagnetische Wechselwirkungen zwischen Mond und Erde normalerweise nicht in die Modellierung ihrer jeweiligen Bewegung einbeziehen, obwohl dies sicherlich eine gewisse Rolle im tatsächlichen Zusammenspiel der beiden Körper spielt (beide haben ein Magnetfeld). Wenn Sie vernachlässigbare Effekte nicht ignorieren, spielt sogar die nächtliche Stadtbeleuchtung eine Rolle, indem sie Photonen zum Mond sendet und ihn von der Erde wegdrückt!

Als Nebenbemerkung ist die Tatsache, dass einige Wechselwirkungen so viel weniger intensiv sind als andere, sehr nützlich: Es ermöglicht uns, sie als Messgeräte zu verwenden. Wie in einer anderen Antwort gezeigt, können wir die Schlierenfotografie als einfache Methode zur Anzeige der Luftdichte verwenden, da der Lichtweg zwar durch Kompressionswellen verändert wird, jedoch nur geringfügig. Wenn die Abhängigkeit elektromagnetischer Wellen von der Luftdichte stärker wäre, wäre es komplizierter, beide Effekte zu dekorrelieren.

Ich kann die Hälfte Ihrer Frage damit beantworten, dass ein Geräusch den Weg des Lichts verändern kann.

Eine Änderung der Dichte der Luft bewirkt eine Änderung des Brechungsindex der Luft und so kann eine Schlieren-Fotografie dies sichtbar machen.

Hier ist ein YouTube-Video, das eine durch Klatschen erzeugte Schallwelle zeigt.

Interessantes Video! Können wir also sagen, weil elektromagnetische Wellen die Eigenschaften der materiellen Umgebung verändern (zum Beispiel kann Licht die Temperatur der Luft erhöhen), können sie daher Auswirkungen auf mechanische Wellen haben, da mechanische Wellen von den Eigenschaften der materiellen Umgebung abhängen?

Ja, Schallwellen in einem Gas, einer Flüssigkeit oder einem Feststoff können das hindurchtretende Licht beeinflussen, da die Bewegung der Atome aufgrund von Schallwellen den Atomabstand ändert, und dies ändert den Brechungsindex geringfügig. Das Licht würde also gebeugt werden und ein Teil des Lichts würde eine Frequenzverschiebung nach oben und eine Frequenzverschiebung nach unten durch die Schallwellenfrequenz erfahren.

Die andere Möglichkeit besteht darin, dass elektromagnetische Wellen direkt Schallwellen erzeugen. Hier ist der Effekt viel kleiner: Wenn Strahlung wie Licht auf eine Oberfläche scheint, übt sie einen Druck aus, der als "Strahlungsdruck" bekannt ist, obwohl dies wiederum ein sehr kleiner Effekt ist.

Wenn jedoch ein Breitstrahl-Hochleistungslaser in einem sich wiederholenden gepulsten Modus arbeiten würde (mit einem Leistungspegel, der niedrig genug ist, dass er nicht ionisiert oder anderweitig Phasenübergänge wie Schmelzen usw. verursacht), würde der Laser einen Impuls verursachen mechanische Vibration in der Oberfläche aufgrund des sich ändernden Strahlungsdrucks, wodurch Schallwellen erzeugt werden.