¿Se puede cambiar la naturaleza de una onda EM después de interactuar con algún aparato?

En la experiencia de la doble rendija de Young, si asumimos que las ondas planas atraviesan los agujeros, ¿siguen siendo ondas planas?

Lo pregunto porque en internet veo muchas imágenes con ondas esféricas, creo que es por el principio de Huygens.

ingrese la descripción de la imagen aquífuente: wikipedia commons.

Entonces pregunto: ¿puede una onda plana convertirse en una onda esférica? Como se sugiere en la imagen?

Un profesor mío hizo ese enfoque en una clase y obtuvo resultados similares a los de las ondas planas.

Yo respondería: no porque la primera no sea onda física (la energía no decrece con la distancia) al contrario de las ondas esféricas. Entonces, creyendo que una cosa no física no puede convertirse en una cosa física, una onda plana no puede transformarse en una onda esférica.

Una onda plana requiere infinitas componentes de frecuencia perpendiculares a la dirección de propagación. Es cierto que una onda plana perfecta es una idealización. Sin embargo, intentar propagar una onda cercana al plano a través de una restricción espacial actúa esencialmente como un filtro de frecuencia, lo que afecta la forma de la onda al otro lado de la restricción. Fourier es tu amigo aquí.
observación: Por naturaleza, me refiero a la forma geométrica de la solución de la ecuación de onda...

Respuestas (1)

¿Puede una onda plana convertirse en una onda esférica? Como se sugiere en la imagen?

Espero que tenga tiempo para leer consideraciones un poco más largas.

Tirar una piedra al agua. ¿Por qué crees que se producen ondas y por qué se expanden en círculos? Lo que necesita es un medio comprimible [y para una mejor visualización, la observación ocurre en el límite entre este y un medio menos denso (agua a aire, por ejemplo)]. Al comprimir el medio en una dirección, desde la piedra que cae, el medio esquiva la piedra que cae. Obtienes la primera cresta, como es lógico, en forma de círculo. Pero el medio tiene que ser no solo comprimible sino también elástico. Para un medio elásticocompresiones locales superando a relajaciones con menor densidad del medio. Dado que hay un cambio de fase desde la ubicación de la piedra arrojada a la primera cresta, este cambio continúa y la(s) cresta(s) se expanden siempre en círculos. Esta expansión se llama disipación .

¿Qué cambia si tiramos una vara a la libra? Las compresiones siguen la forma de la varilla y en ambos lados las crestas son ondas planas. Al final de la varilla todavía obtenemos ondas (medio) circulares. Entonces la disipación sigue la forma del generador de ondas.

¿Qué está haciendo un obstáculo con una disipación de onda? Un obstáculo es un medio sin capacidad de disipación (al menos teórica). Pero la energía de la onda tiene que ir a alguna parte y por eso la onda se refleja. Detrás del borde de un obstáculo la onda puede disiparse nuevamente y esto sucede nuevamente en círculos, esta vez en un cuarto de círculo.

Para todas estas ondas es importante entender que la disipación de una onda es un proceso de amortiguamiento , no será más observable ni existirá si la energía disipada en algún volumen es menor que la energía cinética térmica en este volumen.

Un buen ejemplo de una onda plana de larga duración es el de una onda plana dentro de un canal largo. Esta ola puede correr por kilómetros. Las ondas circulares ocurrirán solo en las posiciones en las que el canal tiene bordes.

Entonces, creyendo que una cosa no física no puede convertirse en una cosa física, una onda plana no puede transformarse en una onda esférica.

Que tienes razón. Demuéstralo con las explicaciones que di. De hecho, en el boceto anterior, las ondas están corriendo en círculos a la izquierda y a la derecha de las rendijas, pero entre los bordes las ondas siguen siendo ondas planas.