Ich versuche herauszufinden, woher Schwingungen in elektromagnetischen Wellen kommen. Wenn ich zum Beispiel eine Gitarrensaite nehmen und sie läuten würde, würde sie einen bestimmten Klang erzeugen, der auf der Menge der Vibrationen pro Sekunde basiert. Diese Menge an Vibrationen wäre die Summe der Saitenbewegungen pro Zeit, zB gibt es eine Oszillation viele Male, bis die Saite keine Energie mehr hat.
Wenn ich das sichtbare Licht sehe, muss es dasselbe sein, was etwas vibriert, und alle Schwingungen müssen die Summe von „etwas“ von einem sein.
Was erzeugt diese eine Schwingung?
Das, was "schwingt", ist das elektromagnetische Feld, nämlich sein Und Vektoren. Die Animationen hier zeigen genau das.
Natürlich vibrieren in diesem Fall nicht einige Teilchen. Die elektromagnetische Welle kann ganz ohne Materie existieren – alles, was sie braucht, ist das Feld, das überall vorhanden ist.
Aber wenn wir einige Ladungen in der Nähe haben, können sie zum Schwingen gebracht werden und die elektromagnetische Welle erzeugen. Nachdem die Welle erzeugt wurde, können die Ladungen entfernt werden – die Welle ist eine sich selbst erhaltende Einheit.
Ganz am Anfang der Elektrodynamik stand ein Modell des leuchtenden Äthers , das davon ausging, dass es ein Medium gibt, in dem sich die elektromagnetischen Wellen wie mechanische Wellen ausbreiten. Aber dieses Modell hatte ernsthafte Probleme, die zur Entwicklung der speziellen Relativitätstheorie führten .
Für niederfrequente Strahlung ist es ganz einfach: Es gibt eine elektronische Schaltung, die (einfacher Fall) analog einer Stimmgabel funktioniert, aber anstatt eine mechanische Spannung aufzubauen, einen Kondensator auflädt und anstelle der Trägheit in den Armen der Gabel einen Magneten hat Feld in einem Solenoid. Sie können die Spannung gegen die Zeit messen, die Schwingungen in einer Sekunde zählen und Ihre Frequenz in Hertz kennen.
Für sichtbares Licht funktioniert diese Erklärung nicht mehr ganz, aber es ist immer noch eine Art Schwingung – auf atomarer Ebene! Diese Systeme müssen in Quantenzuständen beschrieben werden , und es gibt diese Sache, wenn ein Zustand Energie hat Dann kannst du ihm eine Frequenz zuweisen , Wo ist die Planck-Konstante . Diese Frequenz kann nicht direkt beobachtet werden, aber was Sie beobachten können, ist eine Quantenüberlagerung von zwei Zuständen mit unterschiedlicher Energie , dass das System mit einer Frequenz "wackelt". . Und diese Wackelfrequenz ist die Lichtfrequenz, die bei einem Übergang von Zustand 1 zu Zustand 2 emittiert wird.
(Natürlich spiegelt diese Erklärung nicht ganz wider, wie die Quantenmechanik funktioniert, nur ein sehr grobes Bild.)
Matas Vaitkevicius
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