Kann es Resonanz in elektromagnetischen Wellen geben?

Elektromagnetische Wellen können in einem Hohlraum (sowohl im optischen als auch im Mikrowellen-/HF-Bereich) in Resonanz gebracht werden, ähnlich wie Schallwellen in einem akustischen Hohlraum in Resonanz treten. Abhängig von Randbedingungen muss die Welle (elektromagnetisch) an der Hohlraumwand enden, und daher kann der Hohlraum nur ganzzahlige Wellenlängen der Frequenz unterstützen, mit der die EM-Welle oszilliert. Beispielsweise unterstützt ein 1-dimensionaler Hohlraum einen Modus, der durch den folgenden Ausdruck beschrieben wird:

Bildquelle: http://pcwww.liv.ac.uk/~awolski/Teaching/Liverpool/PHYS370/AdvancedElectromagnetism-Part5.pdf

Sie können sehen, dass nur eine halbe ganze Zahl von Wellenlängen zwischen die Hohlraumwände passt, ähnlich wie bei einem akustischen Hohlraum, bei dem die Welle auf beiden Seiten enden würde, wenn er an beiden Enden vollständig geschlossen wäre. Die EM-Welle kann auf vielfältige Weise extern angetrieben werden, aber wenn der Hohlraum verlustfrei ist, schwingt die Welle bis ins Unendliche, ohne dass eine externe Antriebskraft erforderlich ist. Das gilt natürlich auch für die Akustik. Durch kontinuierliches Antreiben des Systems beispielsweise durch eine externe Quelle bei der Resonanzfrequenz addieren sich die Amplituden der Hohlraumwelle und der Antriebswelle konstruktiv und führen zu einer Intensitätszunahme innerhalb der Hohlraumwände.

Plasma unterstützt eine Vielzahl von sowohl elektrostatischen als auch elektromagnetischen Resonanzen. Es gibt eine schöne, prägnante Wikipedia- Seite, auf der die am häufigsten vorkommenden in diesem Bereich aufgelistet sind. Resonanzen im Plasma entstehen nicht nur durch angelegte elektromagnetische Felder, sondern auch durch Felder, die von den Ladungen erzeugt werden, aus denen das Plasma selbst besteht. Die Möglichkeit einer Rückkopplung zwischen dem Plasma und externen Feldern bedeutet, dass bestimmte Resonanzmoden im Plasma instabil sind, was bedeutet, dass die Amplitude der Welle mit der Zeit zunimmt. Das ist ein elektromagnetisches Analogon zum akustischen Zertrümmern fester Materialien.