Reflexión de ondas electromagnéticas frente a reflexión de luz

La radiación electromagnética se reflejará a partir de cualquier cambio en el índice de refracción.

Para la luz que se refleja en la nieve, tiene un límite aire/hielo, y el índice de refracción del aire es de aproximadamente 1,0 mientras que el hielo es de aproximadamente 1,3, por lo que obtiene la reflexión. En realidad, obtiene múltiples reflejos, por lo que obtiene una dispersión difusa y por qué el hielo se ve blanco.

Para las ondas de RF que se reflejan en la ionosfera, el índice de refracción de la ionosfera cambia por las elecciones libres en él, por lo que hay una falta de coincidencia del índice de refracción entre el aire a muy baja presión debajo de la ionosfera y la ionosfera misma y esto provoca la reflexión. Es un poco exagerado afirmar que la ionosfera tiene un índice de refracción diferente, pero ese es un buen punto de partida. Si desea ver con más detalle, consulte http://ecjones.org/physics.html y muchos otros artículos fáciles de buscar en Google.

Así que supongo que los mecanismos son básicamente los mismos.

Era una pregunta tan simple, pero ustedes dieron respuestas tan complicadas :(

Realmente no es tan difícil de responder: en ambos casos, podemos modelar el reflejo como luz (una onda electromagnética) que pasa a través de un medio con un índice de refracción cambiante. En ambos casos podemos analizarlo como ondas o rayos, pero es mejor analizar ambos como ondas. En ambos casos, las ondas se reflejan cuando cambia el índice de refracción (como ya señaló Rennie). En ese sentido, es el mismo mecanismo.

Ahora bien, técnicamente, lo que sucede en la ionosfera es un poco más complicado, con ondas de radio que se doblan gradualmente hacia la tierra en lugar de reflejarse en un límite claramente definido con una discontinuidad en el índice de refracción, pero eso se ignora cuando los usuarios reales de tales las comunicaciones por radio (como los radioaficionados) funcionan en términos de la altura (virtual) de la capa relevante de la ionosfera (capas D a F2). Consulte http://www.electronics-radio.com/articles/radio/basic_radio/propagation/ionospheric-hf-propagation.php para obtener una explicación simplificada de la reflexión ionosférica, http://www.qsl.net/zl1bpu/IONO/ iono101.htm para más detalles.

Oh, hay otro aspecto en el que son diferentes: dado que el hielo y el aire son dieléctricos y el hielo tiene el índice más alto, la reflexión es una inversión de fase. Por lo general, no nos importa, porque la fase se pierde en los reflejos difusos de todos modos.

Pero como el aire en la ionosfera es conductor, tenemos que modelarlo como un reflejo en el que un medio es dieléctrico y el otro conductor, por lo que el tratamiento de la fase es diferente. Si fuera un buen conductor, la reflexión conservaría la fase; pero dado que la ionosfera es bastante débilmente conductora, el tratamiento completo de ondas electromagnéticas de este caso es bastante difícil y no se encuentra en los textos elementales de E&M: uno tiene que recurrir a fuentes extrañas o antiguas como Frankel para verlo completamente analizado. Sin embargo, como se menciona anteriormente en la referencia del sitio QSL, a veces se pueden escuchar los efectos de la distorsión de fase en las señales de HF reflejadas en la ionosfera. Entonces la diferencia es relevante.

Ahora que lo pienso, mi propia respuesta resultó ser más complicada de lo que esperaba al mirarla también;) Pero espero haber respondido a su pregunta más completamente.

En primer lugar, para describir este tipo de fenómeno, la "perspectiva" EM es suficiente, pero si desea observar la interacción entre la luz y un átomo, necesita la descripción proporcionada por la electrodinámica cuántica. ¡Así que la luz no es una onda EM desde todas las perspectivas!

La reflexión debida a la ionosfera y la que observas con la nieve son las mismas y se llama reflexión difusiva. Debido a que la nieve y la ionosfera no son un medio ordenado/regular, de hecho, se observa un reflejo en todas las direcciones. Con un espejo, para el cual los átomos están espaciados regularmente, la reflexión aparece solo en una dirección, lo que explica Snell-Descartes.

Espero que mi respuesta sea clara!

Estoy aquí por los puntos brillantes de Ceres. No tiene la atmósfera densa de la Ionsfera, así que les citaré una referencia sobre el fenómeno de la Reflexión.

Esto está cubierto por Philip M. Morse "Capítulo 7 Hndbk de Física Vibraciones de cuerpos elásticos; Propagación de ondas en sólidos elásticos Sección 4. Reflexión desde una interfaz plana, ondas superficiales"

'(si la superficie libre fuera la superficie de la tierra, estas serían ondas SH) se refleja sin cambio de tipo y con amplitud -1. En otras palabras, las ondas P y SV se intercambian en la reflexión, pero las ondas SH siguen siendo ondas SH.

La terminología está en 3-99, está usando la analogía física de las ondas sísmicas.

Ondas de compresión u ondas longitudinales = P

Cortante o transversal = S

Ondas de corte en un plano horizontal = SH

La analogía es adecuada y cubre la reflexión de Rayleigh y los denomina "atenuados", no dispersos.

En la Parte 6 Óptica Sec. 6 Reflexión y refracción en un límite plano

Condón de la UE de la Universidad de Colorado

Cubre la ley de Snell y el ángulo de Brewster.

Aquí, la aplicación de las condiciones de contorno está ligada a las ecuaciones de campo de Maxwell.

de la Sección 3 eqn. 1.17

Componentes normales de los vectores D y B Componentes tangenciales de E y H **