Unterschiede zwischen Licht und elektromagnetische Wellen Polarisation

Unterschiede zwischen Licht und elektromagnetische Wellen Polarisation

Hintergrund und eigentliche Interpretation

Elektromagnetische Wellen Transversalwellen in dem die Schwingungen der elektrischen und magnetischen Felder sind senkrecht zueinander und zu der Ausbreitungsrichtung (Abb. 1) betrachtet. Diese beiden Felder ändern sich mit der Zeit und Raum in einer Sinuskurve Mode.
Im allgemeinen wird nur das elektrische Feld repräsentiert , bezogen auf die Ausbreitungsrichtung , weil es mit dem elektrischen Feld, das Detektoren (Auge, fotografischen Film , CCD , etc.) zu interagieren .

Abb.1 Elektromagnetische Wellenausbreitung

Sichtbares Licht macht nur einen kleinen Teil des gesamten elektromagnetischen Spektrums. Elektromagnetische Wellen mit kürzeren Wellenlängen und höheren Energien umfassen ultraviolettes Licht , Röntgen -und Gammastrahlen . Elektromagnetische Wellen mit längeren Wellenlängen und niedrigeren Energien gehören Infrarotlicht , Mikrowellen und Radio und Fernsehen Wellen.

Art der Strahlung Wellenlängenbereich

Gammastrahlen < 1.00
Röntgenstrahlen 1 nm - 1.00
UV 400 nm 1 nm
sichtbar 750 nm -400 nm
Infrarot 2,5 mm -750 nm
Mikrowellen 1 mm -25 mm
Funkwellen > 1 mm

Die Polarisation einer elektromagnetischen Welle, bezieht sich auf die Ausrichtung der elektrischen Feld E. Wenn die Richtung des elektrischen Feldes (E) zufällig variierenden mit der Zeit auf eine sehr schnelle Umfang , bezogen auf die Ausbreitungsrichtung der Welle als nicht polarisiert ist.

Bei einer linear polarisierten Welle besitzt der elektrische Vektor eine feste Ausrichtung in Bezug auf die Ausbreitungsrichtung wie in Figur 2 .

Abbildung 2 . Elektrisches Feld Orientierung für polarisierte und nicht polarisierte elektromagnetische Welle

Die Polarisation der elektromagnetischen Welle kann durch Absorption, Streuung , Reflexion und Doppelbrechung hergestellt werden.

Ein Linearpolarisator ist ein Gerät , das nur erlaubt elektrischen Feldkomponenten parallel zu einer bestimmten Richtung (die sogenannte Polarisationsachse ) durchlassen. Jede elektromagnetische Welle, die durch eine solche Polarisator polarisiert wird in der Richtung der Polarisationsachse . Nach dem Verlassen der Polarisierer , ist die Welle der Polarisation ( E-Feld- Richtung) nicht ändern , und die Welle wird als linear polarisiert.
Wenn das linear polarisierte Licht durch einen zweiten Polarisator , die transmittierte Intensität I ( θ ) der Wellen, wie sie der zweite Polarisator verlässt , wird durch Malus Gesetz gegeben .
Die spezielle Art , in der ein Strahl der elektromagnetischen Welle an einer bestimmten Polarisation reflektiert ( und gebrochen ) wird an der Schnittstelle zwischen zwei verschiedenen Medien können verwendet werden, um den Brechungsindex des festen bestimmen.
Insbesondere für eine bestimmte Schnittstelle gibt es einen bestimmten Einfallswinkel (bezogen auf den Normalvektor der Oberfläche ) , als der Brewster-Winkel , der dem Brechungsindex des Materials in Beziehung steht. Bei diesem Winkel ist der Reflexionskoeffizient von Licht parallel zu der Einfallsebene Null . Somit , wenn das einfallende Licht nicht polarisiert und trifft auf das Material unter dem Brewster- Winkel , reflektierte Licht von dem Feststoff wird in der Ebene senkrecht polarisiert zu der Einfallsebene . Wenn das einfallende Licht polarisiert ist, parallel zu der Einfallsebene , wird die Intensität des reflektierten Lichts theoretisch null sein Brewster-Winkel .
Die vorgeschlagene Experiment verwenden die Polarisation durch Reflexion aufgrund seiner Einfachheit , aber auch andere Polarisation Methoden können auch verwendet werden.

Wenn Licht auf die fascicle M Spiegel im Brewster Winkel fällt , ist das reflektierte fascicle linear polarisiert. Mit einem zweiten rotierenden Spiegel M ' der Malus Gesetz überprüft werden können. Wenn Spiegel M ' wird um die PP' Axt, hat das reflektierte P 'S ' Faszikel eine variable Intensität mit zwei minim und zwei Maxime Werte . Wenn die zweite fascicle als erste fascicle bei dem Brewster-Winkel fällt der S'P ' fascicle einen minimalen Wert .

Abbildung 3 . Polarisation durch Reflexion

Die Versuche mit sichtbarem Licht und Spiegel wurden mehr als vor einem Jahrhundert gemacht , beginnend mit Brewster und wiederholt in vielen Laboratorien .
Bisher wurden einige Experimente gemacht, um die Phänomene für IR zu überprüfen, und die Wirkung kann als gültig für UV -und Gammastrahlen akzeptiert werden . Im Zusammenhang mit dieser Art von Experiment , ist es wert , daran erinnert ein Papier aus dem Jahr 1969 werden : drehbare Polarisatoren für die Nah-Infrarot- , RM Lambert et al , J. Phys. E: Sci . Instrum. 2 799-801 doi: 10.1088/0022-3735/2/9/311 .

Vorgeschlagene Experiment

Für den vorgeschlagenen Theorie interessiert ist zu prüfen, wie dieses Experiment in Mikrowellen oder Radiowellen arbeitet . Es ist schwierig, das Experiment für lange Radiowellen durchführen, aber für Mikrowellen oder terraherz Bereich mit einer Wellenlänge von submillimeter oder Zentimeter um es sollte nicht unüberwindliche Probleme in Wiederholung dieser Art von Experiment.

In vorgeschlagene Theorie gibt es einen fundamentalen Unterschied zwischen elektromagnetischen Wellen und Licht.
Als erstes muss darauf hinweisen, dass der Brechungsindex für Licht definiert keine Bedeutung im Falle von Mikrowellen ( im weiteren auch auf andere Funk- Wellen ) aufweist.
Es lohnt sich, daran erinnert werden, eine Studie von einem Team von Oklahoma University an LINK : http://www.nhn.ou.edu/ ~ johnson/Education/Juniorlab/Microwave/2003SP_MicrowaveOptics.ppt # 27
In dem Experiment wurden die polarisierten Mikrowellen, die von einer Polyethylenfolie reflektiert für verschiedene Einfallswinkel gezählt. Sie erhalten maximal Reflexion nicht für einen einzelnen Wert von Einfallswinkel , sondern für mehrere Werte. Ihr Fazit: Wir sind nicht in der Lage Brewster-Winkel in vorgeschlagenen Experiment nachzuweisen.
Die erhaltenen Ergebnisse sind ohne Bedeutung im Rahmen der eigentlichen Physik.
Im vorgeschlagenen Theorie der Brechungsindex ist ein Merkmal der Photonen Wechselwirkung mit der Materie .
Elektromagnetische Welle zusammenwirkt anders mit Materie . Im Falle von elektromagnetischen Wellen , abhängig von dem Material , ist es möglich, dann ein Maximum der Reflexion oder Maxim zu haben.
Folglich wird in einem Doppel-Spiegel Polarisationseinrichtung unter Verwendung einer Mikrowelle oder einer UHF -Quelle , wenn der zweite Spiegel gedreht wird , wird die Intensität der Mikrowellen nicht nach Malus Gesetz zu ändern. Es ist möglich, für verschiedene Winkel um mehr als erwartet maximal reflektierte polarisierte Mikrowellen haben oder kein Maximum und die Schlussfolgerung ist klar haben : Funkwellen nicht gelten die gleichen Regeln wie polarisierte Photonen (IR , VIS, UV usw.) an Reflexion.
Mit einer anderen Methode der Polarisation ( Absorption, Streuung , Doppelbrechung ) der gleiche Unterschied zwischen Licht und elektromagnetische Wellen erhalten werden sollte .
Das Experiment für UHF elektromagnetische Welle kann eine Menge vereinfacht werden, wenn anstelle der ersten polarisierenden Spiegel die Wirkung der Polarisation aufgrund der spezifischen Antenne verwendet wird. Die physische Ausrichtung eines drahtlosen Antenne entspricht der Polarisation der empfangenen Funkwellen oder von der Antenne gesendet . Somit empfängt eine vertikale Antenne und sendet vertikal polarisierten Wellen , und einen horizontalen Antenne empfängt oder sendet horizontal polarisierte Wellen. Für eine Mikrowelle
Folglich für UHF, sagen die polarisierten Wellen aus einem Schreiben der vertikalen Antenne fallen direkt auf einen rotierenden Spiegel und nach dem tatsächlichen Auslegung bei Reflexion sollte die Malus Gesetz zu respektieren . In Wirklichkeit ist das Experiment führt zu negativen Ergebnissen in Bezug auf dieses Recht , so wieder die Vermutung , dass Licht eine elektromagnetische Welle ist unbegründet.

Abbildung 4 . Vereinfachtes Schema für elektromagnetische Welle

Die detaillierte korpuskularer Interpretation von Licht Polarisation in Vorwärts Buch vorgestellt .

Die detaillierte Analyse von elektromagnetischen Wellen Wechselwirkung mit Materie wird in einem weiteren Buch im Zusammenhang mit Strom analysiert werden.