Kann sich die Natur einer EM-Welle nach der Interaktion mit einem Gerät ändern?

Wenn wir in Youngs Doppelspalterfahrung annehmen, dass ebene Wellen die Löcher durchqueren, bleiben sie weiterhin ebene Wellen?

Ich frage das, weil ich im Internet viele Bilder mit Kugelwellen sehe, ich glaube, das liegt am Huygens-Prinzip.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung einQuelle: Wikipedia-Commons.

Also frage ich: Kann aus einer ebenen Welle eine Kugelwelle werden? Wie auf dem Bild vorgeschlagen?

Ein Professor von mir hat einen solchen Ansatz in einer Klasse gemacht und ähnliche Ergebnisse wie bei Flugzeugwellen erzielt.

Ich würde antworten: nicht, weil die erste keine physikalische Welle ist (die Energie nimmt nicht mit der Entfernung ab), das Gegenteil von Kugelwellen. Wenn man also glaubt, dass ein unphysikalisches Ding nicht zu einem physikalischen Ding werden kann, kann eine ebene Welle nicht in eine sphärische Welle umgewandelt werden.

Eine ebene Welle benötigt unendliche Frequenzkomponenten senkrecht zur Ausbreitungsrichtung. Es stimmt, dass eine perfekte ebene Welle eine Idealisierung ist. Der Versuch, eine nahezu ebene Welle durch eine räumliche Einschränkung auszubreiten, wirkt jedoch im Wesentlichen als Frequenzfilter, der die Form der Welle auf der anderen Seite der Einschränkung beeinflusst. Fourier ist hier dein Freund.
Beobachtung: Mit Natur meine ich die geometrische Form der Lösung der Wellengleichung...

Antworten (1)

Kann aus einer ebenen Welle eine Kugelwelle werden? Wie auf dem Bild vorgeschlagen?

Ich hoffe, Sie haben Zeit, etwas längere Überlegungen zu lesen.

Wirf einen Stein ins Wasser. Warum werden deiner Meinung nach Wellen erzeugt und warum breiten sie sich im Kreis aus? Was Sie brauchen, ist ein komprimierbares Medium [und zur besseren Visualisierung erfolgt die Beobachtung an der Grenze zwischen diesem und einem weniger dichten Medium (z. B. Wasser zu Luft)]. Durch Komprimieren des Mediums in eine Richtung – vom fallenden Stein – weicht das Medium um den fallenden Stein herum aus. Sie erhalten das erste Wappen, nicht überraschend in Form eines Kreises. Das Medium muss aber nicht nur komprimierbar, sondern auch elastisch sein. Für ein elastisches Mediumlokale Kompressionen, die bei geringerer Dichte des Mediums in Entspannungen übergehen. Da es eine Phasenverschiebung vom Ort des geworfenen Steins in den ersten Kamm gibt, setzt sich diese Verschiebung fort und der Kamm bzw. die Kämme dehnen sich immer kreisförmig aus. Diese Ausdehnung wird Dissipation genannt .

Was ändert sich, wenn wir einen Stab in das Pfund werfen? Die Kompression folgt der Form des Stabes und auf beiden Seiten sind die Kämme ebene Wellen. Am Ende der Rute bekommen wir noch (halb)kreisförmige Wellen. Die Dissipation folgt also der Form des Wellengenerators.

Was macht ein Hindernis mit einer Wellenzerstreuung? Ein Hindernis ist ein Medium ohne Dissipationsfähigkeit (zumindest theoretisch). Aber die Energie der Welle muss irgendwo hin, und so wird die Welle reflektiert. Hinter einer Hinderniskante kann sich die Welle wieder auflösen und dies geschieht erneut im Kreis, diesmal im Viertelkreis.

Für all diese Wellen ist es wichtig zu verstehen, dass die Dissipation einer Welle ein Dämpfungsprozess ist , der weder beobachtbar noch vorhanden ist, wenn die dissipierte Energie in einem Volumen geringer ist als die thermische kinetische Energie in diesem Volumen.

Ein gutes Beispiel für eine lang anhaltende ebene Welle ist eine ebene Welle in einem langen Kanal. Diese Welle kann kilometerweit laufen. Kreisförmige Wellen treten nur an Stellen auf, an denen der Kanal Kanten hat.

Wenn man also glaubt, dass ein unphysikalisches Ding nicht zu einem physikalischen Ding werden kann, kann eine ebene Welle nicht in eine sphärische Welle umgewandelt werden.

Dass du recht hast. Beweisen Sie es mit den Erklärungen, die ich gegeben habe. In der obigen Skizze laufen die Wellen zwar im Kreis links und rechts der Schlitze, aber zwischen den Rändern sind die Wellen immer noch ebene Wellen.