Frage:
Warum wird Licht als "elektromagnetische Welle" bezeichnet, wenn es weder elektrisch noch magnetisch ist?
goodguys_activate
2012-10-25 19:45:46 UTC
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Wie kann Licht als elektromagnetisch bezeichnet werden, wenn es nicht elektrisch oder magnetisch zu sein scheint?

Wenn Ich gehe ins Sonnenlicht, Magnete sind nicht betroffen (oder scheinen es nicht zu sein). Und es gibt keine Übertragung von elektrischer Ladung / Elektronen (wie es im AC / DC-Strom im Raum ist).

Insbesondere haben die Photonen (aus denen das Licht bestehen soll) keine elektrische Ladung (und auch keine magnetische Ladung).

Ich suche nach einer Erklärung, die der durchschnittliche Nichtphysiker Joe zu schätzen weiß.

Es ist wie der Unterschied zwischen Luftdruck und Schall. Der Schall ändert nur schnell den Luftdruck.
Hatte die gleiche Frage und fand dieses Kunstwerk: https://youtu.be/7eutept5h0Q
Zehn antworten:
John Rennie
2012-10-25 19:50:32 UTC
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Licht ist ein oszillierendes elektrisches und magnetisches Feld, also elektrisch und magnetisch.

Später: ist die Bearbeitung Ihrer Frage, ich Ich denke, es gibt zwei Probleme. Erstens die Wechselwirkung mit elektrischer Ladung und zweitens die Wechselwirkung mit Magneten.

Licht trägt selbst keine Ladung, zieht also keine geladenen Teilchen wie Elektronen an oder stößt sie ab. Stattdessen ist Licht ein oszillierendes elektrisches und magnetisches Feld. Wenn Sie ein Elektron nehmen und es in ein statisches elektrisches Feld bringen (z. B. um einen Van de Graaff-Generator), spürt das Elektron eine Kraft aufgrund des Feldes und bewegt sich. Dies geschieht, wenn ein Elektron mit einer Lichtwelle interagiert. Da die Lichtwelle jedoch ein oszillierendes Feld ist, bewegt sich das Elektron hin und her und es gibt keine Nettobewegung. Wenn Sie ein Elektron beim Vorbeigehen von Licht beobachten könnten, würde es hin und her schwingen, aber seine Nettoposition würde sich nicht ändern.

Genau das passiert in Ihrer Fernsehantenne. Das Licht (d. H. Die Hochfrequenz EM) bewirkt, dass Elektronen in der Fernsehantenne schwingen, und diese Schwingung erzeugt einen oszillierenden elektrischen Strom. Die dadurch erzeugte Spannung wird von Ihrem Fernseher verstärkt. Beim Fernsehsender geschieht dasselbe umgekehrt: An den Fernsehsender wird eine oszillierende Spannung angelegt, die Elektronen schwingen als Reaktion und die Schwingung erzeugt eine elektromagnetische Welle. Der Prozess besteht also aus oszillierenden Elektronen -> Licht -> oszillierenden Elektronen.

Ich bin mir nicht ganz sicher, was Sie unter verstehen. Es findet keine Übertragung von elektrischer Ladung / Elektronen statt (wie bei Wechselstrom /). Gleichstrom im Raum) . Wenn das oben Gesagte nicht zufriedenstellend erklärt, was los ist, können Sie Ihre Frage vielleicht erweitern.

Und schließlich zur Interaktion mit Magneten.

Der große Unterschied zwischen elektrischen und magnetischen Feldern besteht darin, dass (soweit wir wissen) keine isolierten magnetischen Ladungen vorhanden sind. Wenn isolierte magnetische Ladungen vorhanden wären, z. Wenn Sie einen magnetischen Monopol als vorbeiziehende Lichtwelle beobachten könnten, würden Sie ein ähnliches Verhalten wie bei einem Elektron feststellen. Aber das gibt es nicht, also tust du es nicht.

Wenn ich der OP wäre, würde ich mehr als eine Wiederholung des Vorschlags wollen, den ich in Frage stelle.
Was würden Sie wollen, wenn Sie nicht der OP wären? Da Sie nicht sind, ist das relevanter. :) :)
Dies ist natürlich völlig richtig, aber ich denke nicht, dass es die Frage beantwortet, die implizit die Frage stellt, warum Sonnenlicht nicht * elektrisch * oder magnetisch erscheint, insbesondere in Form der alltäglicheren Formen von Elektrizität und Magnetismus.
(v2) * ... Wenn Sie ein Elektron beobachten könnten, während Licht vorbeizieht, würden Sie sehen, dass es hin und her schwingt, aber seine Nettoposition würde sich nicht ändern ... * Mhm, also modellieren Sie die Dinge als perfekt verschmierte ebene Welle oder als Paket, das "vorbeigehen" kann. Ich bin mir dann nicht sicher, ob man einfach mit dem klassischen Schwingungspotential für das geladene Elektron argumentieren kann, was zu keiner Nettobewegung führt. Und selbst ein oszillierendes Elektron würde ein sich änderndes elektrisches Feld und dann mehr Licht bedeuten, oder? Jetzt verschwimmen die Dinge. In jedem Fall muss an einer Stelle das QED-Baumdiagramm aktiviert werden.
Ich bin empfindlich gegenüber * einer Erklärung, die der durchschnittliche Nicht-Physiker Joe * schätzen kann. Es gibt eine Grenze für das, was angesichts dieser Einschränkung erreicht werden kann.
Neugierig, was den größten Leistungsverlust in dieser Kette hat: "oszillierende Elektronen -> Licht -> oszillierende Elektronen"
Alfred Centauri
2012-10-25 22:27:25 UTC
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Wie kann Licht als elektromagnetisch bezeichnet werden, wenn es nicht elektrisch oder magnetisch zu sein scheint?

Aber Licht scheint elektrischer und magnetischer Natur zu sein. Zum Beispiel:

Photovoltaikeffekt:

Der Photovoltaikeffekt ist die Erzeugung von Spannung oder elektrischem Strom in einem Material bei Lichteinwirkung.

Fokus: Messung des Magnetismus des Lichts

Nun haben zwei Gruppen unabhängig voneinander gezeigt, dass eine winzige metallische Sonde stark mit ihr interagiert das Magnetfeld von Lichtwellen, die in einer Art Halbleiterbox eingeschlossen sind.

Matt Calhoun
2012-10-25 21:50:36 UTC
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Wie kann Licht als elektromagnetisch bezeichnet werden, wenn es weder elektrisch noch magnetisch zu sein scheint?

Nach der Theorie der Elektrizität und des Magnetismus sind geladene Teilchen stationär "elektrische", geladene Teilchen, die sich mit konstanter Geschwindigkeit bewegen, sind "magnetisch", und geladene Teilchen, die sich beschleunigen, emittieren "elektromagnetische Strahlung", die sich mit Lichtgeschwindigkeit ausbreitet.

Geladene Teilchen können dies nicht interagieren sofort, sondern es gibt ein Energiefeld, das ihre Interaktion vermittelt. Dieses Energiefeld ist das, was wir "elektromagnetisches Feld" nennen.

Mit anderen Worten, "Licht" ist der Energietransport von einem Teil des elektromagnetischen Feldes zu einem anderen und erleichtert die Wechselwirkung zwischen Elektrizität und magnetische Objekte, ist aber selbst weder elektrisch noch magnetisch.

Photonen sind kostenlos!
Cascabel
2012-10-26 07:03:17 UTC
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Schall ist eine mechanische Schwingung, aber Sie können nur manchmal beobachten, wie Dinge vibrieren. Manchmal sind die Vibrationen zu klein oder zu schnell. Das Gleiche gilt für Licht.

Sichtbares Licht hat eine Wellenlänge von etwa 400 bis 700 nm, die weitaus kleiner ist als alles, was Sie ohne Hilfe erkennen können. Dies entspricht Frequenzen von etwa 4-7 * 10 ^ 14 Hz, weitaus schneller als alles, was Sie wahrnehmen können.

Ja, in einem sehr kleinen und schnellen Maßstab besteht Sonnenlicht aus elektromagnetischen Wellen (oszillierend elektrisch) und Magnetfelder), und sie haben elektromagnetische Effekte auf Dinge - sie sind normalerweise keine sichtbaren Effekte.

Aber zum Beispiel ist Radio auch elektromagnetische Strahlung (mit viel längerer Wellenlänge und niedrigerer Frequenz als sichtbares Licht ), und es hat elektrische Effekte, so dass eine Antenne zwischen Funkwellen und oszillierenden elektrischen Strömen konvertieren kann.

Magnetische Effekte sind etwas schwieriger zu beobachten. Am bekanntesten ist vielleicht der Faraday-Effekt - Magnetfelder können die Polarisation des Lichts drehen.

asmeurer
2012-10-26 11:33:49 UTC
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Dieses Bild (aus Wikipedia) zeigt, wie eine elektromagnetische Welle aussieht.

img

Das Ändern elektrischer Felder induziert ein Magnetfeld (so funktionieren Elektromagnete), und das Ändern magnetischer Felder induziert ein elektrisches Feld (so ändert das Ladegerät Ihrer elektrischen Zahnbürste funktioniert). Das Ergebnis ist, dass wenn einer schwingt, der andere auch schwingt und sie sich kontinuierlich gegenseitig induzieren.

Ich hoffe, dass dies zumindest eine intuitive Erklärung dafür gibt (auch wenn einige meiner Aussagen nicht zu 100% technisch korrekt sind).

Dies ist eine gängige Lehrbuchillustration, die jetzt animiert und im Internet verfügbar ist, aber einen irreführenden Eindruck davon vermittelt, wie EM-Wellen aussehen.
@BrandonEnright - können Sie bitte erläutern, warum diese Animation falsch ist?(Jedes glaubwürdige Buch sagt, dass elektromagnetische Wellen ein Produkt unterschiedlicher elektrischer und magnetischer Felder sind, die sich gegenseitig induzieren).
@DarenW - können Sie bitte erläutern, warum diese Animation falsch ist?(Jedes glaubwürdige Buch sagt, dass elektromagnetische Wellen ein Produkt unterschiedlicher elektrischer und magnetischer Felder sind, die sich gegenseitig induzieren).
Ich würde es auch gerne wissen.Ich habe dieses Bild direkt aus dem Wikipedia-Artikel genommen und es ist noch heute dort.Der Text dieser Antwort ist natürlich mein eigener.Ist Ihr Problem, dass diese Erklärung Quantenwellen-Teilchen-Effekte nicht berücksichtigt?
Das Problem hierbei ist, dass die Achsenbeschriftungen darauf hindeuten, dass die Welle im * Raum * schwingt, was völlig falsch ist und die Menschen allzu oft verwirrt.Die Figur hat ihre Verwendung, aber wie hier dargestellt, wird sie einige Leser zu schrecklichen Missverständnissen führen.
-1
Kaz
2012-10-26 10:11:08 UTC
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Licht ist eine sich ausbreitende Störung des elektromagnetischen Feldes. Wenn wir bestimmte obskure Quanteneffekte ignorieren, wird Licht nicht durch elektrische oder magnetische Felder gebogen, da es keine Ladungsteilchen trägt. Die Feldstörungen überlagern einfach alle elektrischen und magnetischen Felder, die den durchquerten Raum durchdringen.

Aus irgendeinem Grund macht diese Erklärung es mir klar.Licht verursacht also Nebenwirkungen bei elektrischen und magnetischen Kräften, wird aber auch von diesen nicht beeinflusst.
Nikolaj-K
2012-10-26 13:27:55 UTC
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Licht wird aus historischen Gründen als "elektromagnetische Welle" bezeichnet. * im folgenden Sinne : Es stellte sich heraus, dass die Auswirkungen von sichtbarem Licht und andere Strahlung kann unter Verwendung von Maxwell-Gleichungen berechnet werden, die auch zur Modellierung des Verhaltens elektrisch geladener Teilchen verwendet werden. Dies war ein Moment einer erfolgreichen Vereinigung und wurde seitdem nicht mehr abgewiesen. Neun Antworten und das Wort "Maxwell" wurde noch nicht verwendet! Bitte lesen Sie auch den folgenden Wikipedia-Artikel, der einen Abschnitt enthält, in dem zunächst vorgeschlagen wird, dass Licht eine elektromagnetische Welle ist.

(* Dieser fette Satz ist im Wesentlichen eine Tautologie: Menschen benennen Dinge, und so sind Namen nicht unabhängig von früheren Erfahrungen. Zumindest sowohl die deskriptivistische Theorie der Namen von Russel et al. als auch die modernere Kausale Referenztheorie von Saul Kripke zeigt dieses Merkmal.)

Unter vielen Antworten konnte nur dieser erwähnen, dass J.C.Maxwell als erster klargestellt hat.
Wenn ich auf diese Antwort zurückkomme, die ich vor 3 Jahren gegeben habe, finde ich sie etwas kryptisch.Der Kern meines Denkens ist, dass ich nicht denke, dass Fragen von Menschen, wenn sie in einer fehlgeleiteten (von Natur aus verwirrenden) Konzeption von Physik, Mathematik und Sprache formuliert sind, möglicherweise nicht in ihren eigenen Begriffen beantwortet werden sollten.Dies verstärkt nur ihre Ideen und macht sie zu Menschen, die selbst nicht erklärende Erklärungen geben (Antworten, die die Frage nur bewegen).
BBC4 strahlte [zwei Dark- und Ligth-Episoden] (http://www.bbc.co.uk/programmes/p01k4yt6) von Professor Jim Al-Khalili aus, wo er den Massen den langen Weg erklärte, den riesige Wissenschaftler (Eukliden, Galileu) eingeschlagen hatten, Newton, Maxwell usw.), um uns über die Natur von EM / Licht aufzuklären.(Der kühne Satz - eine Tautologie - ist die erste der am besten bewerteten Antworten, die ich vermute.)
Bevan
2012-10-26 08:03:35 UTC
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Wie andere bereits betont haben, ist Licht sowohl magnetisch als auch elektrisch. Es ist Teil des elektromagnetischen Spektrums, das alles von unsichtbarem Licht wie Gammastrahlen, Infrarot und Röntgenstrahlen bis zum sichtbaren umfasst Licht, von dem Sie sprechen.

soixante4
2013-05-28 02:31:11 UTC
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Zur Veranschaulichung des magnetischen Effekts von e.m. Welle auf Materie Mein Lieblingsbeispiel ist es, über die Mikrowelle zu sprechen.

Die Mikrowelle ist eine Lampe, sendet jedoch unsichtbares Licht aus (niedrigere Frequenzen). Jedes polarisierte Molekül schwingt, wenn es diesem Feld ausgesetzt wird. Das Ergebnis ist, dass das Molekül (d. h. Wasser) schwingt (vibriert) und daher die Temperatur steigt (die Temperatur misst die durchschnittliche "Geschwindigkeit" der Moleküle)

+ Schließen. Das elektrische Feld vibriert die Wassermoleküle nicht direkt. Es bewirkt, dass sich verunreinigende Ionen, die Ladung tragen, wie Natrium und Chlorid, im Wasser bewegen (d. H. Elektrischen Strom haben), genau wie sich Ladungen in einer Antenne bewegen. Da dieser Strom auf Widerstand stößt, erzeugt er Wärme, die das Essen kocht.
niraj
2014-01-27 22:41:20 UTC
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Da Licht durch die Beschleunigung geladener Teilchen erzeugt wird, besagt & nach dem Gesetz des Elektromagnetismus, dass: eine beschleunigte Ladung eine elektromagnetische Welle erzeugt, ist Licht eine elektromagnetische Welle. Tatsächlich ist Licht die Übertragung von Energie von einem Teil des elektromagnetischen Feldes auf einen anderen. Jeder weiß, wie die elektromagnetische Welle aussieht (siehe Antwort von asmesure). Da elektrisches und magnetisches Feld senkrecht zueinander stehen, verhalten sie sich wie ein Kreuzfeld, aber dies bedeutet nicht, dass die geladenen Teilchen keine Nettokraft fühlen. Sie spüren eine gewisse Kraft, deshalb schwingen geladene Teilchen durch den Durchgang elektromagnetischer Wellen. Aber ihre Amplitude von Die Schwingung ist sehr gering. Wir sehen oder fühlen also keine geladenen Teilchen, die vom Licht beeinflusst werden, obwohl es elektromagnetisch ist. Licht erleichtert jedoch die Wechselwirkung zwischen elektrischen und magnetischen Objekten.

Teilchen spüren eine Kraft, weshalb geladene Teilchen mit einer vorbeiziehenden EM-Welle schwingen.


Diese Fragen und Antworten wurden automatisch aus der englischen Sprache übersetzt.Der ursprüngliche Inhalt ist auf stackexchange verfügbar. Wir danken ihm für die cc by-sa 3.0-Lizenz, unter der er vertrieben wird.
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