straling uit fase

[always]

Stel je hebt twee (EM)stralen die zodanig lopen dat ze elkaar uitdoven. Gezien de wet van behoud van energie, wat blijft er dan over na die uitfasering? 

[Michel Uphoff]

De energie gaat terug de bron in (die warmer wordt). Hier een uitleg:
 

[always]

Ik denk niet dat ik het begrepen heb. Want waardoor zou de straal teruggaan in de beamer? In mijn vraag kun je die mogelijkheid ook uitsluiten, door twee stralen vanuit twee verschillende beamers/laserpen uit fase met elkaar een destructieve interferentie te laten krijgen. Dat licht gaat dan toch niet terug de laserpen in?
De vraag waar de professor ons mee achterlaat begrijp ik ook niet, laat staan het antwoord:-)

[Professor Puntje]

De energiestroom laat zich berekenen met de Poynting vector. Zie:
 
https://en.wikipedia.org/wiki/Poynting_vector
 
Waar geen (resulterend) elektromagnetisch veld is, daar is ook geen energiestroom.

[always]

Kun je je reactie wat nader uitleggen Professor?
 
Bedoel je dat de destructie ervoor zorgt dat er geen elektromagnetisch veld meer is? En wat bedoel je met geen energie stroom? Dat het stil staat of dat er geen energie meer is?

[Professor Puntje]

Ik vrees dat het een ingewikkeld verhaal gaat worden om uit te zoeken hoe het precies in zijn werk gaat, maar als je weet wat ergens de elektrische en magnetische velden zijn kun je daaruit met de Poynting vector uitrekenen hoeveel elektromagnetische (in dit geval licht) energie er ter plaatse in welke richting vloeit. Dat er ergens licht ontstaat of verdwijnt is immers op zich geen probleem, als die energie maar ergens vandaan komt of naartoe gaat. De energiestroom van het licht kun je uitrekenen met die Poynting vector.

Wat je dus nodig hebt is een beschrijving van de elektromagnetische velden langs het lichttraject.
 
 
(Als het elektrische en magnetische veld ergens nul zijn, bevindt zich daar geen elektromagnetische energie.)

[Benm]

Het is gemakkelijker te begrijpen als je kijkt naar radiogolven ipv zichtbaar licht. Het principe is exact hetzelfde, maar voor zendinstallaties bestaat er een handig metertje waarbij je het precies kunt zien. Dit meet de verhouding tussen uitgaande signalen en terugkomende, en in geval van uitdoving door bijvoorbeeld spiegeling kun je direct aflezen dat het opgewekte zendvermogen geheel terug gaat naar de zender.

[Professor Puntje]

@ Benm

 

Meten en begrijpen zijn twee verschillende zaken, maar inderdaad als je kunt meten wat er gebeurt weet je het ook.

 

Worden de twee lichtstralen m.b.v. een halfdoorlatende spiegeltje samengevoegd?

[always]

Wat voor zendinstallaties zijn dat dan, dat die ook inkomende straling heeft? Moet ik dan denken aan gsm masten, waarbij er contact wordt gezocht met je mobiel? Maar hoe dan ook, ik zie niet in waarom juist bij uitfasering de straling dan terug naar de zendmast gaat. Waarom niet de andere kant op?
En begrijp ik het goed dat de warmte bij destructieve uitfasering ontstaat doordat als het ware twee golven door 'wrijving' met elkaar interfereren, en dat die wrijving zorgt voor de opwarming van de moleculen ter plaatste? Misschien beetje klassiek uitgelegd, maar kan dat zo?

[Benm]

Zendinstallaties waarvan de antenne niet helemaal optimaal is (eigenlijk is geen enkele praktische antenne dat), waarbij je tussen de zender en de antenne kunt meten hoeveel vermogen er richting antenne gaat, en hoeveel er weer terug komt.

[always]

Maar wat zorgt er dan voor dat er vermogen terug komt vanaf de antenne naar de zender?

[Benm]

De kabel ertussen. Alles wat de antenne niet kan uitstralen verwijnt niet, maar vloeit via dezelfde kabel terug de zender in. In zo'n systeem is heel evident dat er nergens 'energie verdwijnt', terwijl dat in het geval van uitdovende lasergolven minder instinctief is.

Uiteraard heb je bij die laser geen kabels, maar lucht/vaccuum vervult precies dezelfde functie en kan geen energie 'zoekmaken'. Logisch gevolg is dat ook hier de niet uitgestraalde energie dus terugvloeit in de laser.

[always]

Wat bedoel je met niet uitgestraalde energie? Bedoel je afwezigheid van amplitude?
 
Dus jij wilt zeggen dat als je twee laserstralen destructief laat  interfereren, de uitgefaseerde straling terug gaat naar de laser?
Bij die antenne kan ik nog wel enigszins begrijpen dat ze terug gaan. Dat gaat misschien door de reflectie aan het eind van de antenne waar de overgang naar de lucht niet goed is. Maar een laserstraal reflecteert toch nergens tegen aan, hoe kan die dan teruggaan?

[Professor Puntje]

Bij die antenne kan ik nog wel enigszins begrijpen dat ze terug gaan. Dat gaat misschien door de reflectie aan het eind van de antenne waar de overgang naar de lucht niet goed is. Maar een laserstraal reflecteert toch nergens tegen aan, hoe kan die dan teruggaan?

De twee lichtstralen moeten op de een of andere manier samengevoegd worden. Wat er concreet gebeurt hangt af van de proefopstelling die je gebruikt. Zolang je niet concreet aangeeft hoe je het gaat doen blijven we noodgedwongen steken in algemeenheden.

[Benm]

In zo'n opstelling met spiegels moet het wel, het licht kan nergens anders heen.

Als je via bijvoorbeeld een grating een interferentiepatroon op de muur projecteert zit het anders: op de ene plek is de interferentie constructief en op de andere destructief, maar de totale hoeveelheid licht op de muur blijft gelijk.