Kun je elektromagnetische straling zoals licht uitfaseren?

Question

Bij geluid en elektronica kun je door de polariteit van het bronsignaal om te draaien en dat bij het bronsignaal op de tellen, het geluid 100% uitfaseren. Is dit ook mogelijk met een elektromagnetische golf zoals licht?

 · Accepted Answer

Wat je met je illustratie laat zien is met laserlicht mogelijk.
Zo is het mogelijk hologrammen te maken, de uitdoving ontstaat door interferentie.
In dit verband gedraagt het licht zich dus als een golf.
Een  aantal voorwaarden is belangrijk, het licht moet van een golflengte zijn(monochromatisch), de golven moeten netjes achter elkaar aanlopen (coherent) en ze moeten gepolariseerd zijn (de golf moet een vlak hebben en niet de vorm van een kurkentrekker.)
wordt vervolgd......

Toegevoegd na 20 minuten:
Het is om juist die reden lastig om laserstralen vaan exact dezelfde soort te bundelen, hologrammen worden dan ook met EEN laser gemaakt en het licht daarvan via spiegels en lenzen uit verschillende hoeken op het voorwerp gericht waarvan men het hologram wil maken.
Gekleurdehologrammen worden gemaakt met lasers die meerdere kleuren tegelijk opwekken , echter iedere kleur is zuiver coherent, monochromatisch en gepolariseerd.
Naast gaslasers als Krypton - en Argonlasers worden ook DPSL lasers gebruikt waarvan de groene laser het bekendst is (als laserpen).
Soms tref je daaronder een laser die voldoende straalkwaliteit heeft om het interferentie effect (daar hebben we het over bij uitdoving) goed op te wekken.

Met gewoon licht is het interferentie effect niet zo goed op te wekken, het is een rommeltje, verschillende kleuren met grote bandbreedte, gebrek aan in fase zijn (niet coherent) en ongepolariseerd (dus in 3D gezien een kurkentrekker.) maken dat nauwkeurige interferentiepatronen zich niet kunnen vormen

Bij de dubbele spleet-proef gebruikt men dan ook vaak  een lamp die nauwe lichtbanden heeft omdat het resultaat, de scherpte van de lichtbanden en de tussenliggebnde donkere strepen dan veel scherper zijn.

Dus wat je illustratie laat zien kan ook met licht als het net zulke zuivere golven heeft als je plaatje toont.

 · Answer

Er is het dubbele spleet experiment waarbij er een interferentiepatroon ontstaat waar licht uitgedoofd wordt. Dus het kan.

 · Answer

Ja, dit is zeker ook mogelijk met licht. Zoals je zelf terecht opmerkt kan licht opgevat worden als golfverschijnsel. Door hiermee een lichtgolf in tegenfase te laten interfereren zullen beide elkaar uitdoven.
Dit effect is bij geluid bekend onder de noemer antigeluid, dus zou een logische naam voor dit verschijnsel "anti-licht" zijn. Daar een foton zijn eigen antideeltje is, verwacht ik niet dat deze naamgeving problemen oplevert voor de deeltjesfysica.
Het gebruik van anti-licht wordt meer concreet gebruikt in bijvoorbeeld de fasecontrastmicroscopie (zie link). Hiermee kunnen transparante objecten (zoals cellen) beter zichtbaar worden gemaakt.
Een lichtgolf verschilt danig van een geluidsgolf in dat deze zowel een elektrische (E) als een magnetische (B) component heeft. Een geluidsgolf bestaat slechts uit één component, de dichtheid (van het medium).
Zoals op de tweede wiki valt te lezen neemt de homogene elektromagnetische covariante golfvergelijking de vorm box(A^mu) = 0 aan, met box de d'Alembertiaan (= Laplace operator - 1/c^2 del^2/(del^2 t) ) en A^mu de EM 4-potentiaal.
Deze heeft onder andere 'vlakke-golf' oplossingen: E(r)=E_0 exp (-i) en B(r)=B_0 exp (-i), waarbij k de golfvector is en r de positie in de ruimte. De golf reist in de richting van k. k staat daarmee loodrecht op het vlak waarin het E en B veld liggen.
k heeft norm gelijk aan 2pi/lambda met lambda de golflengte van het licht. Voor een antilichtgolf (E', B'), met dezelfde k-vector, maken we nu de canonieke keuze E'_0 = -E_0 en B'_0 = -B_0.
Immers, E(r)+E'(r) = E_0 exp (-i) + E'_0 exp (-i) = E_0 exp (-i) - E_0 exp (-i) = 0 en evenzo voor B. Omdat beide golven dezelfde k-vector hebben wordt het probleem wel erg eenvoudig. In de praktijk is dit vaak niet mogelijk en zul je je moeten beperken tot plaatselijke uitdoving. Je kunt bijvoorbeeld niet dicht genoeg bij de bron komen.
Stel bijvoorbeeld dat we het licht op zekere plaats r_0 willen doven. We werken dit uit voor het E-veld (kies E'_0 = -E_0 ongelijk 0): E'(r) = E'_0 exp(-i), zodat (E+E')(r) = E_0 [exp(-i) - exp(-i)]. We willen (E+E')(r_0) = 0. Ofwel, exp(-i) = exp(-i). Ofwel, zolang |k'| = |k| en r_0 ligt in het verlengde van k' zullen beiden elektrische golven elkaar uitdoven op r=r_0.
Voor het magnetisch veld geldt wederom dezelfde uitwerking.

Kun je elektromagnetische straling zoals licht uitfaseren?

Het beste antwoord

Andere antwoorden (2)

Bekijk alle vragen in deze categorieën: