Re: [問題] 電磁波的疊加

[profyang (prof)]

※ 引述《freehunter (freehunter)》之銘言：
: 現在有兩個平面波：
:         一、Acos(kx-wt)
:         二、Acos(kx-wt)
: 疊加後得到 2Acos(kx-wt)
: 問題是：原本個別的 irradiance 是 I
:         疊加後的   irradiance  = 4I ??
: 有沒有違反能量守恆啊 ?
: ----------------------------------------------------------------------
: irradiance 是指對單位面積的功率流的量
: 如果我把上面的 I * 時間 * 面積 就應該要等於能量了，
: 可是就上述而言，好像流進的能量也不會相同。
: 那裏想錯了嗎?
: ----------------------------------------------------------------------
: 另外一個 case
:         一、Acos(kx-wt)
:         二、Acos(kx-wt+pi)
: 疊加後得到 0
: ----------------------------------------------------------------------
: 照理說，這兩個波都是向+x方向輸入功率，大小也都是 I
: 可是怎麼疊加後，都變成 0 了，怎麼會這樣??

首先在回答你之前，我要先陳述一件事實：所有電磁波都是由電荷產生。
(如果你發現不是這樣的情形，請告訴我^^)
再來就你的問題討論，你考慮平面波的情形，你可以想像它是由一塊帶電平板震動而產生
現在你想要再產生一個一樣的平面波，為了方便起見，用一樣的方法產生他，
就是在同樣的地方加上一塊一樣的帶電平板，於是，你又產生了一個平面波
經過疊加，你發現能量好像不守恒。
但是注意，重點來了：你在將一塊平板加到原來平板上時，要不要做功呢??
                    ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
當然要，因為有位能，所以說多出的能量來源就是這時候加進去的！
當然這時你會說：要是我將第二塊平板擺到第一塊平板後面夠遠處，遠到期間位能可略
然後其間距為波長整數倍，這樣也不是會造成疊加出來能量不守恒嗎??
而且這種情況沒有位能可以解釋了!
但是,這種情況你會發現，第一塊帶電平板會受到第二塊帶電平板的電磁場影響
                       ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
以至於他無法保持原來的運動，當然你可以強迫他保持，可是這樣一來
你又要做功了!!這就是你能量的來源!!
至於相消的情況也是類似，只是你可能要用反號的電荷,
你就自己想想吧~~

--
※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc) 
◆ From: 140.112.242.149
推 Keelungman:正解!
推 wen0034:不錯的說法.  但是實驗上做不到,若要了解加強與波壞干涉
→ wen0034:還是應由具體實驗才能一觀全貌. 在具体實驗中加強與破壞將
→ wen0034:同時出現,而能量將必然守衡.
推 wen0034:例如在干涉或繞射實驗中 "Parseval's theorem"成立
→ wen0034:例如曼克生實驗中一片境子稍微放斜點,為能看到等頃條紋,而
→ wen0034:能量守衡也將必然呈現   請指教!
→ profyang:干涉繞射實驗雖然中央會極大,但是也有地方會極小,所以你
→ profyang:如果將之全部積起來能量也是會守恆的
推 faradayslaw:漂亮
推 waytin:我想請教一下，Parseval's theorem 指的是？
推 askooen:給樓上 可以參考頻譜分析的書
→ askooen:講簡單一點就是能量守恆
推 tpqf:電磁波 要算位能不就要算時間(t-r/c)的電子產生的電位
推 happyjoe:光子不是電磁波,請參閱光子晶體的band gap engineering
推 happyjoe:這跟相長干涉,相消干涉和同調光,非同調光有關,與作功無關
→ happyjoe:詳情請閱傅式光學