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El momento angular de la luz y las ondas electromagnéticas

El momento angular de la luz y las ondas electromagnéticas

Antecedentes y explicación actual

La energía de un fotón está directamente relacionada con su frecuencia E = hv y el momento de un fotón es equivalente a la energía dividida por la velocidad de la luz p = E / c . Los fotones de diferentes energías llevan un ritmo diferente

Además de su impulso , cualquier fotón tiene otra característica - momento angular de espín que es independiente de su frecuencia .
Momento angular de espín es esencialmente la polarización circular para un fotón y tiene sólo dos valores posibles : ± h/2π . En una representación intuitiva , ya que esta es una característica cuántica sin corresponsal clásica , el momento angular es el impulso helicoidal del fotón a lo largo de su trayectoria de vuelo .
La prueba experimental de que un fascículo de la luz polarizada lleva un momento angular se demostró por Beth en 1936.
La luz polarizada circular que pasa a través de una hoja de material de cambio de su polarización y por consiguiente la hoja se hace girar con un ángulo pequeño . Con el fin de amplificar el efecto microscópico el cambio de la polarización debido a la reflexión de la luz en una segunda hoja de material plateado se utiliza como en la figura 1 . Las hojas están suspendidos y disponen de la posibilidad de rotación .
Cuando la luz incidente, dejó paso polarizada a través de hoja L , cambia su polarización y convertirse derecha polarizada. La luz pasa dos veces a través de la segunda hoja de l y debido al cambio de la polarización durante la reflexión , llegan de nuevo en hoja de L con polarización cambiado en relación con la luz incidente inicial . De esta manera pasa dos veces a través de la hoja de L , se añaden los efectos y se vuelven más accesibles para ser medido .

 

Angular001
Figura 1 . Dispositivo simplificado Bet

Si no se emiten fotones N que pasan a través de la hoja una vez , habrá un momento angular transferido a la hoja de igualdad con : M = Nh/2pi

Propuesto que experimentes

Una repetición del experimento de Beth con microondas en lugar de luz puede diferenciar entre comportamiento de la luz ( IR, VIS , UV, Rayos X , Gamma ) y una onda electromagnética (radio, microondas o terraherz ) .

Según la teoría cuántica actual , un fotón de microondas lleva la misma cantidad de momento angular como un fotón de luz .
En consecuencia, cuando se utiliza una fuente de microondas con la misma potencia en lugar de la luz y , por supuesto, las láminas de materiales se cambian con un material transparente para microondas , se deben obtener los mismos efectos .
La hoja L debe estar hecha de un material de alta transparente a las microondas ya disponible en el mercado como ejemplo películas de polipirrol o microtúbulos de polianilina . Hoja L puede hacerse pegando dos películas de polypyrolle , uno transparente para microondas y una película dopada secundaria , que tienen una alta capacidad de reflexión para microondas ; esta segunda película es prácticamente el espejo plateado del experimento caja ligera .
En realidad , el uso de una fuente de microondas y capas adaptadas , el resultado es completamente negativo y las hojas no están rotando .
La diferencia fundamental entre una onda y un corpúsculo que respecta a la posibilidad de llevar un momento angular . Fotones de luz ( del IR de gamma) que tengan una naturaleza corpuscular pueden llevar un pequeño momento angular.
Las ondas electromagnéticas no tienen un momento angular e independiente de la rotación del componente eléctrico o magnético de onda, un electrón no tiene suficiente tiempo para reaccionar a estos cambios.
Vamos a considerar que las ondas electromagnéticas golpean un electrón , en el primer período de semi , cuando el campo eléctrico E aumenta , como en la fig . 2 . En este caso el electrón será atraído hacia la dirección del incremento de campo eléctrico .

 

Angular002
Después de un período de semi , los cambios de campo eléctrico de su dirección , y por supuesto el electrón cambia su dirección de movimiento , también, como en la fig . 3 .

 

Angular003
Debido a que se realiza el cambio de dirección del campo eléctrico de más de ( 8 ) veces 10exp por segundo electrón debido a su inercia no se mueve en absoluto.
Por consiguiente, una onda electromagnética no puede producir un momento angular macroscópica en la absorción o reflexión.
La interacción detallada entre las ondas electromagnéticas y la materia se describirá en mayor estudio .
Para el experimento propuesto , es necesario hacer hincapié en que en el caso de las microondas , la capa de material no se tuerza .

 

© 2017 All Rights Reserved Coșofreț Sorin Cezar

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