Tuesday, December 4, 2012

电磁波的振幅不同于机械波的振幅,电磁波的振幅实际上是指横向电场和磁场的强度

电磁波的振幅不同于机械波的振幅,电磁波的振幅实际上是指横向电场和磁场的强度
 

怎样理解电磁波的振幅

电磁波跟机械波有区别。机械波的能量正比于振幅A的平方和频率f的平方。而电磁波的能量E=hf,跟振幅没有任何关系。
在强激光汤姆孙散射资料里,我发现了被mC^2/e归一化的激光振幅a.
这种振幅不好用传统的波的高度来理解:能量越高,振幅越高的话,电磁波是横波,这种高度必然表现在垂直波矢k的方向上。X射线在通过晶格细小的空间时必然会受阻。通过狭缝时必然会受阻。所以,用水波或机械波去理解电磁波肯定是错误的。
这样,问题就来了。电磁波需要振幅吗?不需要,怎样描述电磁波的振动呢?
如果需要,怎样去描述这种振幅呢?
  • 1楼
  • 2010-12-26 16:29
电磁波的振幅不同于机械波的振幅,电磁波的振幅实际上是指横向电场和磁场的强度
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  • 2楼
  • 2010-12-26 16:41
回复:2楼
振幅高当然指强大大了。但是这样解释还是无法理解电磁波。
我们需要直观的比喻。怎样才叫强度大?就像机械波一样直观。

电磁波是电磁振荡,这种振荡根据麦氏理论,电场分量和磁场分量是同相位的。
我还有一个疑问:电磁波就在波矢k通过的一个无限细的线上振荡吗?那肯定不合理,那就意味着电磁波的横向作用范围为无限小。
怎样描述电磁波的这种空间振荡范围呢?
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  • 3楼
  • 2010-12-26 17:01
  • 进化的力学: 有可能是这样的,一定频率的电磁波其振幅是一个固定值(一个固定的范围内),强度大小有这些“定幅波”的数量决定。机械波也有类似现象,比如一个频率固定的振源,通过改变其振幅,不可能在水面上产生振幅超过某一幅度的水面波。
    举报 | 2012-11-14 07:12 回复
回复:2楼
既然你认为电磁波有振幅。那如何解释强度大不等于幅度大?
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  • 4楼
  • 2010-12-26 17:04
  • 进化的力学: 在机械波中,波是振幅往往也不是仅仅由波源的振幅(能量)决定的。
    举报 | 2012-11-14 07:52 回复
  • 上网不花钱不行: 我觉得是这样的,机械波直观是因为它带动介质震动,电磁波不直观可能是因为它传播不需要介质,而是在“空间”中传播
    举报 | 2012-11-21 12:13 回复
不是质点振荡,是电场强度和磁场强度的变化
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  • 5楼
  • 2010-12-26 17:06
回复:5楼
质点振荡是机械波的观点。我知道是【是电场强度和磁场强度的变化】
难道电磁波只是在波矢k通过的无限细的线上振荡吗?麦氏理论没解释这个。
世界是客观的,但是电磁波的这些描述有点虚无缥缈。
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  • 6楼
  • 2010-12-26 17:16
我去看一下非线性方面的资料,可能有助于理解光。
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  • 7楼
  • 2010-12-26 17:21
忘了:激光横模为基模时,强度呈高斯分布。
电磁波的“振幅”跟电场强度和磁场强度一样比较难理解:确实是在无限小的范围内产生了强度。
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  • 8楼
  • 2010-12-26 17:54
机械波的能量正比于振幅A的平方和频率f的平方
==========
机械波的能量只有振幅有关吧
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  • 9楼
  • 2010-12-28 19:35
回复:9楼
机械波方程为:y=Acos[w(t-x/u)],V=dy/dt(偏导)=-wAsin[w(t-x/u)]。
质元Δm的动能Ek=1/2*Δm*A^2*w^2*sin^2[w(t-x/u)]。势能Ep推得也是这个结果。
w=2πf。因此机械波的总能量正比于振幅A的平方和频率f的平方
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  • 10楼
  • 2010-12-28 21:14
首先,我以我的态度来讲,仅代表个人观点。
振幅和光的能量是有关系的,振幅和频率之间也应该是有关系的。这也是我的一个观点。而这个关系对于真正的透彻光的本质具有相当大的作用。
我认为光只有动能量。
光正比于光的频率却反比于光的振幅,光的振幅越小,光的频率越大
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  • 11楼
  • 2010-12-28 21:21
回复:10楼
你是对的
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  • 12楼
  • 2010-12-29 20:57
回复:11楼
就量子力学来说,振幅是一种几率幅,振幅相对大的地方,出现光子出现的几率就越高。所以从统计上来说,电磁波的能量和振幅还有有关系的,如果是电子的话,频率代表了电子的速度,而振幅代表了电子的数量。
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  • 13楼
  • 2010-12-29 21:01
回复:13楼
基于波粒二象性的理解。哥本哈根帮提出了不确定原理和互补原理。
为了解释双缝干涉,他们提出了概率幅,类似振幅的概念。概率幅即波函数,是复数有相位,其绝对值平方是概率。衍射解释为概率幅相加,而不是概率相加。
我现在想抛弃光的振幅概念,振幅是一种基于质点振动的机械波概念。
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  • 14楼
  • 2010-12-29 21:49
楼主纠结重点是电磁场如何用空间表述,试图将场粒子化,似乎又回到以太论上了。若真能将电磁波振幅表达与机械波相同,那将不仅摧毁相而且也毁灭十一维。楼主加油!
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  • 16楼
  • 2011-02-10 09:06
各位教授,老师们啊,学生有问题
电磁波传播距离跟什么有关??????
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  • 17楼
  • 2011-10-25 21:35
兄弟 我刚步入工作,也陷入同样的困境,我现在的观点就是所谓的振幅并不是“位移”的值,而仅仅是场强的大小而已,所以其物理形式 是这样的:在均匀的介质或真空中,他就是一条直线而已,我们取其中一个点,这点的 电场 磁场的大小和方向是一直在变的。个人观点
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  • 18楼
  • 2012-11-13 23:03
其实,频率固定的波,其振幅往往也是固定的(或者一个固定的、狭小的范围),因此描述波的能量的物理公式中,可以只用频率这个物理量。
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  • 19楼
  • 2012-11-15 12:36
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  • 20楼
  • 2012-11-15 19:24
电磁波和光是以太涡旋的密度波
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  • 21楼
  • 2012-11-15 20:01
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  • 22楼
  • 2012-11-16 18:46
电磁波没有振幅?那么同频电磁波如何区分?
电磁波振幅,比如可见光,小到你看不见,大到把你的眼睛弄瞎,怎么说没有振幅?
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  • 23楼
  • 2012-11-17 11:32
  • 进化的力学: 谁说电磁波没有振幅了?
    举报 | 2012-11-18 13:16 回复
  • o叶波o: 回复 进化的力学 :电磁波没有振幅是这样理解的:作为波一定有波峰与波谷,机械波是机械振动产生的,它的波峰与波谷就是振幅。但是波不都是机械波,比如电磁波就不是机械波。它不是由机械振动产生的,用机械波振幅的物理意义去理解电磁波当然不适宜。电磁波的波峰与波谷理解成密度幅更加合理。
    举报 | 2012-11-18 15:38 回复
  • 进化的力学: 回复 o叶波o :电场强度就是表示电力线的密度。波峰和波谷处电场强度最大,但方向相反,也可以理解为电力线的密度最大,但方向相反。
    举报 | 2012-11-18 20:16 回复
  • o叶波o: 回复 进化的力学 :我认为电磁波是纯粹的磁波,它由电流产生的。在电流的周围会产生以太涡旋,电流越大,以太涡旋密度也越大,电流反向,以太涡旋的旋转方向也改变,这种密度和方向在不断变化的以太涡旋在空间以太中的传播就是电磁波。
    举报 | 2012-11-19 14:05 回复
  • 进化的力学: 回复 o叶波o :电磁波中也有电场,比如:波源处电流向上增大时,其旁边竖直放置的一根导线或金属板中,也会感生出电流(或电压)。
    举报 | 2012-11-19 14:14 回复
电磁波中也有电场,比如:波源处电流向上增大时,其旁边竖直放置的一根导线或金属板中,也会感生出电流(或电压)。
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书上说:电磁波是电磁场的一种运动形态。电与磁可说是一体两面,电流会产生磁场,变动的磁场则会产生电流。变化的电场和变化的磁场构成了一个不可分离的统一的场,这就是电磁场,而变化的电磁场在空间的传播形成了电磁波,电磁的变动就如同微风轻拂水面产生水波一般,因此被称为电磁波,也常称为电波。
我对这种说法持反对态度。因为电场是有源场,也就是说有电荷的地方才会产生出电场,没有电荷的地方怎样产生电场?我们知道,真空中是可以没有电荷的,但真空中却可以有电磁波。这就与电场是有源场相矛盾。如果说电磁波是以太的涡旋的密度波,就可以克服这个矛盾。
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  • 24楼
  • 2012-11-19 19:31
无源场电磁波的波动方程▽~2 A - εμ.(d~2A/dt~2)= 0,A为电磁波的磁矢势,那么,电磁波的能量密度W也可以表达为下面的形式
W= εEE= εAAωω
理论上应该可以,但实际上不知是不是可以。
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  • 25楼
  • 2012-11-19 23:22
  • 进化的力学: 教科书中电磁波磁场能量和电场能量各占一半,而且磁场和电场的比值是固定的。上述形式当然可以了。
    举报 | 2012-11-20 08:24 回复
  • 一角海: 回复 进化的力学 :如果上面的方程是电磁波动方程,那么,电磁波的动量还可以这么来描述,p=eA,能量W=eAc,这样比较合理些,谁也不知道它的波动形势是不是电磁场各占一半。
    举报 | 2012-11-20 21:24 回复
  • 进化的力学: 回复 一角海 :我上面说的也是“如按照教科书的思路走下去的话可以……”,但实际上我感觉电磁波动方程是有问题的。
    举报 | 2012-11-21 08:10 回复
一点个人看法:
1、机械波与磁波(注意这里的磁波产生的背景是引力时空,而引力时空是标准时空。标准时空是磁波产生的基础,就好象水波必须是以水为前提一样)的相对背景是不一样的。机械波的背景只在时(物体)的范畴内,是宏观的。
2、磁波的传播以前被认为不需要介质是因为当时还没有时空这样的概念。真空这样的概念其实就是因为直观的物质观无法解释这个世界才不得不引入的一个概念,随着人类科技水平的进步所以真空不的不又不空了。
从以上两点可以理解楼主的问题。
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  • 26楼
  • 2012-11-21 13:43
  • 涉汇贤散: 电磁波这样的概念的产生一量子纠缠的概念的产生的原因是一样的,都是因为人类对时间的测量手段的局限性(相对的有限性)造成的。
    举报 | 2012-11-21 13:45 回复
  • 涉汇贤散: 回复 涉汇贤散 :我们认为电磁互感是同时的,原因是因为我们无法摆脱我们所处的时空局限来进行相对活动。
    举报 | 2012-11-21 13:48 回复
  • 涉汇贤散: 回复 涉汇贤散 :太阳的磁场变化就会感应地球的电场变化,但在地球人来看这个互感需要时间,是不同时的;但地球上的一个线圈上的电磁互感地球人就会认为是同时的。这就是同时的相对性。
    举报 | 2012-11-21 13:52 回复
  • 涉汇贤散: 回复 涉汇贤散 :机械波与电磁波的区别就在这里。
    举报 | 2012-11-21 13:54 回复
  • 涉汇贤散: 回复 涉汇贤散 :所以,机械波超光速很正常,量子纠缠不过就是跷跷板现象而已---一头动,另一头马上动,只要刚性足够。
    2012-11-21 14:01 回复
    • 涉汇贤散: 回复 涉汇贤散 :量子通信的技术突破不过就是建一个足够长的跷跷板而已。也许,自然中已经存在这样的跷跷板了。
      举报 | 2012-11-21 14:03 回复
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