Visa fråga/svar

 

Ljud-Ljus-Vågor [15445]

Fråga:
Hej! Jag undrar följande: När två ljusstrålar interfererar, skapas ofta ett interferensmönster. Då kan man tänka sig att energin bevaras genom att intensiteten blir större på vissa ställen och mindre på andra. Men om man tar två lasrar och placerar den ena en halv våglängd bakom den andra, så att total utsläckning sker, vad händer då med energin?
/Alexander B, Kemistudent, Göteborg

Svar:
Alexander! Nej, det är inget problem med bevarandet av energin. Förklaringen är densamma som i fråga 965 att intensiteten hamnar någon annanstans! För att sammanföra dina två laserstrålar så att de går i exakt samma riktning måste du använda dig av halvgenomskinliga speglar. Detta betyder att om strålarna i en riktning interfererar destruktivt, så kommer dom att interferera konstruktivt i en annan riktning. Det går inte att lura energiprincipen.

Det är inte helt lätt att få en korrekt bild av ljus och interferensfenomen. Man säger att ljuset i vissa sammanhang uppvisar vågegenskaper och i andra partikelegenskaper. Det är viktigt att inte lägga för mycket i dessa tolkningar - ljuset är varken en ren våg eller en ren partikel. Ljuset är helt enkelt ljus.

Ett annat välkänt problem är att förstå att man får interferens även när ljusstyrkan är så låg att vi bara har att göra med en enda foton. Det visar sig att fotonen kan interferera med sig själv.

I länk 1 finns en korrekt förklaring:

The correct answer is "when two waves destructively interfere, the energy goes to the places of constructive interference." This statement, however, can be misleading. It's not like energy travels to a point in space of destructive interference, gets sucked into a vortex, gets destroyed, and magically appears in locations of constructive interference. The problem with this vortex picture is that "energy" is portrayed as little balls darting about. More correctly, interference is a purely wave phenomenon (when quantum particles interfere, it's only by acting like waves). Energy is carried by a spread out, connected thing we call a wave. When we say that two waves destructively interfere, we do not mean that energy is literally destroyed at these points. We mean that energy never really reaches these points. The energy goes directly to the points of constructive interference. Again, it's not like energy in this context is a ball that gets magically rerouted to the correct points of constructive interference. Rather, the waves spread out through all space, and simply have no energy at the points of destructive interference.

For instance, consider thin film interference. If you shine a monochromatic wave of the right frequency at a thin film, the wave reflected off the front of the film and the wave reflected off the back of the film destructively interfere at all points in space. As a result, there is zero energy reflected from a thin film a the right frequency. All of the energy is transmitted. But it's not like the energy gets reflected off the thin film, notices that it has entered a region of destructive interference, and quickly sneaks back into the thin film. Rather, the energy never gets reflected in the first place. The statement "the wave reflected off the front of the film and the wave reflected off the back of the film destructively interfere" is a purely mathematical statement and not a physical one. In the physical world, there are no independently-existent wave components; there is just a single electromagnetic field that fluctuates in a complicated way that can modelled as the sum of sine waves. Wave components are mathematical entities humans use to make the math easier. Physically, what happens is that the fields and material in the thin film interact such that a reflected wave is never created in the first place.

Se även länk 2 nedan.
/Peter E

Nyckelord: interferens [14]; #ljus [63];

1 https://www.reddit.com/r/askscience/comments/1z6crk/when_two_waves_destructively_interfere_where_does/
2 http://www.rp-photonics.com/spotlight_2007_09_27.html

*

 

 

Frågelådan innehåller 7599 frågor med svar.
Senaste ändringen i databasen gjordes 2021-10-19 17:15:01.

 

***


sök | söktips | Veckans fråga | alla 'Veckans fråga' | ämnen | dokumentation | ställ en fråga
till diskussionsfora

 

Creative Commons License

Denna sida från NRCF är licensierad under Creative Commons:
Erkännande-Ickekommersiell-Inga bearbetningar
.