Warum dominiert das elektrische Feld im Licht?

Ich habe ein Buch über die Welleneigenschaft von Licht gelesen, in dem der Autor erwähnte, dass das elektrische Feld anstelle des magnetischen Felds die Lichteigenschaft dominiert. Ich verstehe nicht warum.

In der Theorie von Maxwell hat ein Lichtfeld gleichzeitig ein elektrisches und ein magnetisches Feld und sie stehen senkrecht zueinander. Auch in einigen Büchern, in denen sie die Polarisation betrachten, verwenden sie nur das elektrische Feld als Beispiel. Wenn beispielsweise die Schwingung des elektrischen Felds auf und ab geht, kann es nicht durch einen Polarisator gehen, der 90 Grad zur Schwingungsrichtung des Felds ausgerichtet ist, sodass kein Licht durch den Polarisator geht. Aber was ist mit dem Magnetfeld passiert? Das Magnetfeld ist senkrecht zum elektrischen Feld, also sollte das Magnetfeld in diesem Fall den Polarisator passieren, und wir sollten ausgehendes Licht haben – aber das haben wir nicht. Warum ist das so?

Antworten (4)

Materialien, und sicherlich lichtdurchlässige Materialien, haben nur wenige magnetische Eigenschaften. Sie bestehen nicht aus Atomen mit starkem Ferromagnetismus. Aber alle Atome haben starke elektrische Felder. Dies bedeutet, dass Licht, wenn es durch ein transparentes Medium geht, eine geringe Wahrscheinlichkeit hat, mit seiner Magnetfeldkomponente mit dem Medium zu interagieren, das für es hauptsächlich transparent ist.

Nehmen Sie als einfacheres Beispiel den Drahtgitter-Polarisator

Es besteht aus einer regelmäßigen Anordnung feiner paralleler Metalldrähte, die in einer Ebene senkrecht zum einfallenden Strahl angeordnet sind. Elektromagnetische Wellen, bei denen eine Komponente ihrer elektrischen Felder parallel zu den Drähten ausgerichtet ist, induzieren die Bewegung von Elektronen entlang der Länge der Drähte. Da sich die Elektronen in dieser Richtung frei bewegen können, verhält sich der Polarisator beim Reflektieren von Licht ähnlich wie die Oberfläche eines Metalls; und die Welle wird entlang des einfallenden Strahls rückwärts reflektiert (abzüglich einer kleinen Energiemenge, die durch Joule-Erwärmung des Drahts verloren geht).

Drahtgitter-Polarisator

Ein Drahtgitterpolarisator wandelt einen unpolarisierten Strahl in einen mit einer einzigen linearen Polarisation um. Farbige Pfeile zeigen den elektrischen Feldvektor. Die diagonal polarisierten Wellen tragen auch zur übertragenen Polarisation bei. Ihre vertikalen Komponenten werden durchgelassen, während die horizontalen Komponenten absorbiert und reflektiert werden.

Die magnetische Komponente in diesem Aufbau kann die Absorption des Lichts nicht so beeinflussen, wie es die elektrische mit den freien Elektronen im Metall des Drahts kann.

In Ihrem Beispiel "Drahtgitterpolarisator"; Wie kann ein elektrisches Feld mit einem Winkel von 45 ° es passieren, mit anderen Worten, wie können 50% dieses Lichts die Bewegung der horizontal ausgerichteten Elektronen induzieren und dann absorbiert werden, während die anderen 50% es passieren? und wie ist die Ausrichtung des vorbeifahrenden Lichts?
@Hammar Sowohl unpolarisiertes Licht als auch Licht, das in einem Winkel zur Vertikalen zum Gitter polarisiert ist, passieren vertikal. alle anderen Komponenten werden entweder absorbiert (Erwärmung der Drähte) oder reflektiert. Unpolarisiertes Licht hat alle Winkel, und nur die vertikale Komponente wird durchgelassen.
Lassen Sie mich einen Schritt zurückgehen und annehmen, dass dieser Satz "nur die vertikale Komponente wird übertragen" jetzt eine physikalische Realität ist, wenn wir einen Polarisationsfilter in einem Winkel von 45 ° zu der früher übertragenen vertikalen Komponente einführen und wir eine 50% ige Verringerung der Intensität erzielen Beachten Sie, dass es sich um dieselbe Frage handelt, jedoch aus unterschiedlicher Sicht, aber was passiert wirklich auf den kleinsten Ebenen, wie 50% der vertikal polarisierten Filter in der Lage sind, den 45 ° -Winkel zu verwenden?
Es ist nur eine Demonstration, wie das elektrische Feld Materie direkt beeinflussen kann. Es ist kein Filter, sondern ein Generator von in einer Richtung polarisierten Wellen. Ich habe es als Beispiel für die Wechselwirkung mit dem elektrischen Feld gegeben.

Wir neigen dazu, uns auf das elektrische Feld zu konzentrieren, weil es stark mit Ladungen, z. B. Elektronen, wechselwirkt und es viele Elektronen in der Umgebung gibt. Das Magnetfeld würde stark mit magnetischen Ladungen, dh magnetischen Monopolen, wechselwirken, aber soweit wir wissen, existieren magnetische Monopole nicht. Im Allgemeinen ist es also das elektrische Feld, das die Wechselwirkung von Licht mit Materie dominiert.

wir wissen, dass E(Betrag des elektrischen Felds) =B(Betrag des magnetischen Felds)*c(c ist die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum) ... daraus folgt B=E/c, hier ist c sehr groß, dh ungefähr = 3* 10 ^ 8, also ist die Größe des Magnetfelds eins mal 3 * 10 ^ 8 mal die elektrische Feldstärke ... also ist die Größe des Magnetfelds im Vergleich zur Größe des elektrischen Felds sehr gering und daher vernachlässigbar

Da Ihre Magnituden unterschiedliche Einheiten haben, sollte dies keine Rolle spielen, da Einheiten willkürlich sind (definieren Sie einfach das Meter auf ein Lichtjahr und Sie erhalten ein völlig anderes Bild).
@Martin: Vielleicht wollte Anagha sagen, dass, wenn Sie das Magnetfeld mit einer Geschwindigkeit multiplizieren, die in SI nicht groß ist, Sie feststellen werden, dass die Lorentzkraft vernachlässigbar ist. Allgemeiner gesagt wäre das gewesen (ohne bestimmte Einheiten anzunehmen): wenn v ≪ C , Lorentzkraft ist Q v B ≈ Q E v / C ≪ Q E , die elektrostatische Kraft.

Ein anderer Grund folgt aus „Planeten und elektromagnetische Wellen“. Lichtwellen oder Strahlen interagieren mit elektrischen Feldern von Elektronen in einer Solarzelle, um eine Störung in Elektronen zu erzeugen, sodass Elektrizität erzeugt wird. In einer Wolframlampe versuchen Elektronen, sich aufgrund einer Spannung in sehr geringem Abstand zu bewegen, und gleichzeitig stoßen sie die elektrischen Felder dieser Elektronen ab. Es wird also Lichtenergie freigesetzt. Lichtenergie ist nur mit elektrischen Feldern verbunden. Stellen Sie sich eine Lichtwelle als elektrische Komponentenwelle vor. Niemand hat in der Praxis eine kombinierte Form von Magnetfeldern und elektrischen Feldern von Wellen mit gemeinsamer Wellenlänge beobachtet. Im Experiment von Hertz kommt es vor, dass sowohl Lichtwellen als auch Radiowellen (Wellen vom magnetischen Typ) freigesetzt werden, jedoch nicht mit gemeinsamer Wellenlänge. Einige Forscher betrachten Mikrowellen nicht als elektromagnetische Wellen,

Warum dominiert das elektrische Feld im Licht?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v