¿Cómo se ve una onda de luz? (modelo 3d)

¿Cómo se ve una onda de luz?

Los únicos modelos que parece que puedo encontrar en línea son ondas 2D, solo se ven como gráficos sin().

He visto los modelos de los dos componentes de las "ondas de luz" (campo eléctrico y campo magnético) y están representados en un sistema de coordenadas cartesianas 3D, pero siguen siendo solo dos ondas 2D.

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Seguramente la luz no es realmente PLANA como esta, ¿verdad?

Supongo que siempre supuse que se desplaza en todas las direcciones, más grande que más pequeño a medida que viaja, emitiendo la forma que se ve durante un estampido sónico:

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He dibujado lo que imagino que es un modelo 3D del campo eléctrico de una onda de luz a medida que viaja de izquierda a derecha:

ingrese la descripción de la imagen aquí(Imagen de cono de: http://www.presentation-process.com/images/3d-powerpoint-cone.jpg )

¿Es esta una representación precisa de cómo se ve la radiación 3D emitida por un haz de luz, como una onda 3D? (Obviamente, sería más ondulado, usar un gráfico de cono 3D para crear este diagrama hizo que los bordes se vieran puntiagudos y nítidos, un mejor objeto para usar habría sido algo así como una bala (parábola 3D) pero no soy el mejor con photoshop).

Además, si este es un modelo bastante preciso de pulsaciones de ondas de luz en 3D, ¿cómo se ve la onda magnética en forma de modelo? ¿Simplemente se superponen posiblemente con una amplitud ligeramente mayor o menor pero con las mismas ubicaciones máximas y mínimas a lo largo de t (eje x en mi modelo)?

Bueno, no se parece a nada (es decir, nunca podrá ver una onda de luz), pero sus imágenes "planas" probablemente estén más cerca de la verdad si piensa en lo que significa la polarización plana . en.wikipedia.org/wiki/Polarization_(ondas)
@jameslarge jaja, sí, me refería más a cómo se vería un modelo 3D, no a la luz en sí xD Gracias por el enlace, ¡lo leeré!

Respuestas (2)

La primera imagen 2-D que publicaste es una simplificación típica con fines didácticos. En él, usan la altura de la onda sinusoidal para representar la magnitud y las direcciones de las ondas sinusoidales para mostrar cómo los campos apuntan entre sí. Sin embargo, la luz en sí misma no tiene forma de cono. Tienes que imaginar esta onda sinusoidal existiendo en múltiples puntos en el espacio, no localizada en este volumen en forma de cono. Esto puede ser difícil de visualizar.

Un método común para visualizar este tipo de campos es un gráfico de campo vectorial en 3D.

diagrama de campo vectorial de luz

La longitud o el color normalmente corresponderán a la amplitud, y las flechas muestran la dirección del campo eléctrico. El campo magnético siempre es perpendicular y la amplitud es proporcional, por lo que tiene poco sentido trazar ambos juntos. Este que he incluido muestra cómo el campo realmente impregna un volumen.

Por interés, aquí hay un gif de radiación dipolo. Esta es solo una porción 2-D del campo y no muestra la dirección del vector, pero es una muy buena visualización de un tipo de radiación más real. El color corresponde a la magnitud en este caso.

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Bonito gráfico de animación. ¿Qué usaste para hacer eso? Ahora el desafío: mostrar el campo magnético en la misma animación. ¡Eso debería consumir el resto de tu verano!
Lo robé de la página de Wikipedia sobre dipolos. No sé qué software usaron para hacerlo. Afortunadamente, el campo magnético es proporcional al campo eléctrico, por lo que el color representa la magnitud de cualquiera. Verano salvado.
@David, entonces, de acuerdo con su primera imagen, en realidad es como una ola, solo a través de muchas secciones transversales paralelas, ¿como el tipo de ola que vería en una piscina de olas? Entonces, si este es el caso, si disparo un láser en una pared perpendicular, golpeará en un punto, y luego, si lo muevo más lejos pero lo mantengo a la misma altura y demás (simplemente deslice hacia atrás en el eje z) el la luz incidirá en un punto más alto o más bajo?
Todavía estoy tratando de entenderlo O:) gracias por la animación, ver la radiación dipolo es genial, ¿la luz es un dipolo? ¿O se irradia en todas las direcciones de manera uniforme? (Sé que el magnetismo es dipolo y la luz es electromagnética, por lo que creo que la parte de radiación "electro" puede no ser dipolo)
Esa es una buena manera de decirlo, similar a una ola en una piscina pero en muchas secciones transversales. Si pudieras medir la ola a una altura particular, se vería similar a una ola en una piscina. La luz en sí misma no es un dipolo. La luz tiende a irradiarse en la mayoría de las direcciones de manera uniforme, pero esto no es del todo cierto. Habrá direcciones donde la radiación sea más débil o inexistente, como puedes ver en el gif. La razón por la que esto se llama radiación dipolar es porque se produce cuando tomas un dipolo magnético o eléctrico y lo haces oscilar. Esto es similar al patrón que produce una antena recta simple.
¡Lo siento, me tomó un año aceptar esto! No estoy seguro de por qué no lo hice al principio jaja
"Entonces, si este es el caso, si disparo un láser en una pared perpendicular, golpeará en un punto, y luego si lo muevo más lejos pero lo mantengo a la misma altura y demás (simplemente deslice hacia atrás en el eje z) ¿La luz incidirá en un punto más alto o más bajo?" - NO. Acabo de ver esto, y sé que es antiguo, pero en caso de que esta parte no haya sido respondida por ti, las longitudes cambiantes de las flechas no representan un cambio en la posición . Representan un cambio en fuerza, o magnitud.
Tienen una dirección definida porque el VALOR de un campo eléctrico en un lugar y tiempo tiene una magnitud Y una dirección. Si una partícula cargada estuviera sentada allí, sentiría una fuerza proporcional a la longitud de la flecha y en la dirección de la flecha.

Depende en gran medida de la forma del frente de onda. Y el frente de onda depende de la fuente. Si su fuente es una estrella y está lejos de ella y detecta la onda, el frente de onda es plano. Hay muchas otras formas de frente de onda para una fuente diferente. Estos son solo los más comunes.ingrese la descripción de la imagen aquí ingrese la descripción de la imagen aquí

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