sciencetalk

Kunnen zwevingen ontstaan bij (zichtbaar) licht afkomstig van de zon???

Ik denk dat bij zonlicht wel 2sinusoidale golven met weinig verschillende frequenties die in de zelfde zin lopen kunnen voorkomen maar zal hun interferentie ook aanleiding geven tot zwevingen???

Dank bij voorbaat!

Ik weet niet of bij licht ooit zweving is waargenomen. Maar stel dat het mogelijk is, dan komt het bij zonlicht niet voor omdat het spectrum van de zon continu is. Er zitten dus oneindig veel golflengtes aan licht in die allemaal ongeveer evenveel vertegenwoordigd zijn. Zweving treed op als er slechts twee duidelijk te onderscheiden frequenties zijn die iets van elkaar verschillen.

What the hell is 'zweving' is dat weer iets vlaams?

Zwevingen worden naar het Engels vertaald met 'beats'. Zweving is het fenomeen dat tonen of signalen op twee nabijgelegen frequenties samen een periodiek signaal genereren dat een component heeft op een frequentie die het verschil is tussen de twee originele frequenties. Gewoon een Nederlands woord, hoor.

http://en.wikipedia.org/wiki/Beat_%28acoustics%29

Met een continu spectrum kun je ook zwevingen zien, echter moet je eerst licht naar golflengte breken. Bijvoorbeeld door tralies. Het probleem met zonlicht is dat het niet coherent is, ofwel incoherent. Verschillende golven hebben dus verschillende fase. Het licht van bijvoorbeeld een specifieke golflengte zal dus de zweving niet laten zien omdat het bestaat uit verschillende golven met verschillende fasen.

Met zwevingen hier heeft het men dus over diffractie.

Met zwevingen hier heeft het men dus over diffractie.

Ik zie niet hoe je daarbij komt: 'zweving' en 'diffractie' zijn twee compleet verschillende zaken. Je kunt ze beide wel linken aan interferentie, maar ze aan elkaar gelijkstellen lijkt me incorrect.

Je kunt diffractie van tralies heel goed omschrijven met 'zwevingen', of interferentie, wat in principe hetzelfde is. de beats worden zoals in de wikipedia link al blijkt gebruikt in de akoestiek en in de electrotechniek. In de optica praat men dan over interferentie.

Je kunt diffractie van tralies heel goed omschrijven met 'zwevingen', of interferentie, wat in principe hetzelfde is

Interferentie en "beats" gelijkstellen lijkt me wat kort door de bocht aangezien hier het patroon gegenereerd wordt door golven met dezelfde frequentie die door een weglengteverschil constructief of destructief interfereren.

Als je alleen lineaire elementen hebt, zullen er nooit nieuwe frequentie-componenten gegenereerd worden. Hiervoor moet je niet-lineaire interactie hebben (hier heb je doorgaans hoge vermogens voor nodig) of moet je een ander geintje uithalen. Om bijvoorbeeld sidebands ("zwevingen") te krijgen uit je laserbundel:

http://en.wikipedia.org/wiki/Electro-optic_modulator

Dit wordt overigens oa. gebruikt om laser cavities te stabiliseren.

Maar het antwoord is dus:

Nee, zonlicht veroorzaakt geen zwevingen, simpelweg omdat in het geval van elektromagnetische golven de verschillende frequentie-componenten elkaar normaal gesproken niet "voelen" (superpositie). Dit wordt anders als de intensiteit groot genoeg wordt, zodat er meetbare niet-lineaire effecten gaan optreden in het materiaal waar het licht in propageert:

http://en.wikipedia.org/wiki/Non_linear_optics

Coherentielengte van de zon is overigens een micron, heb ik me wel eens laten vertellen.

Natuurlijk heb je wel gelijk dat ALS je twee oneindig nauwbandige bronnen, die exact overlappen en een oneindige coherentielengte hebben door een dispersievrij medium (een perfect vacuum) zou sturen, dat dat niet te onderscheiden is van een zweving. (wederom: superpositie). Helaas is dit niet te testen.

Waarom 'zien' EM straling van een bepaalde frequentie niet dat van een andere frequentie?

Omdat "de ether" niet bestaat, is het korte antwoord; alhoewel er wel wat interactie is met het medium (lucht, glas, etc), heeft licht geen medium nodig. Daarom is [laatste paragraaf van m'n post] het geval, terwijl bij geluid wel zwevingen merkbaar zijn; de meeste geluidsbronnen sturen hun (druk)golven alle kanten op, door de lucht; twee tonen zullen dus vaker overlappen in de ruimte en dus is de ene toon de andere aan het moduleren; inmiddels, toon A moet door een medium heen dat steeds drukverschillen ondervindt door toon B (en vice versa)!. Daarnaast heeft een zuivere toon - onder andere doordat de geluidssnelheid veel lager is dan c - een veel langere "coherentielengte" licht uit een willekeurige bron.

Maar nogmaals, zoals in de laatste paragraaf van m'n vorige post gemeld, is er (voor zover ik weet) geen fundamentele reden dat optische zwevingen niet zouden kunnen. Denk ik. Ik heb er niet heel lang over nagedacht (dus misschien kan het niet, in tegenstelling tot wat ik beweer), maar ik weet wel dat je in de praktijk geen nieuwe kleur licht kan krijgen zonder rare fratsen (zoals niet-lineaire effecten, tijds-periodieke modulatie van de brekingsindex) uit te halen.

Bij een zweving van bijv. 500 nm (6*10^14 Hz) en 550 Hz (4.5*10^14) krijg je een zweving van 5*10^13 Hz of 6 micron, en dat kunnen we niet zien.

vinny007 schreef:Kunnen zwevingen ontstaan bij (zichtbaar) licht afkomstig van de zon???

Ik denk dat bij zonlicht wel 2sinusoidale golven met weinig verschillende frequenties die in de zelfde zin lopen kunnen voorkomen maar zal hun interferentie ook aanleiding geven tot zwevingen???

Dank bij voorbaat!

Zonlicht is niet coherent en zal dus geen interferentie geven. Moest je dit doen met 2 lasers met ongeveer dezelfde frequency zal dit wel gebeuren

Bij een zweving van bijv. 500 nm (6*10^14 Hz) en 550 Hz (4.5*10^14) krijg je een zweving van 5*10^13 Hz of 6 micron, en dat kunnen we niet zien.

Ja, maar die zweving zie je alleen maar op een punt waar de beide golven overlappen. Nu snap ik ook (eindelijk) jouw verhaal over interferentie.

Zonlicht is niet coherent en zal dus geen interferentie geven. Moest je dit doen met 2 lasers met ongeveer dezelfde frequency zal dit wel gebeuren

"Coherent" is geen binair iets ("wel" of "niet"); de verschillende spectraalcomponenten van zonlicht zijn wel degelijk een beetje coherent. Zonlicht heeft een coherentielengte van ongeveer 1 micron, zoals ik al zei. De gemiddelde laser heeft een (veel) langere coherentielengte.

Over die coherentielengte:

In physics, coherence length is the propagation distance from a coherent source to a point where an electromagnetic wave maintains a specified degree of coherence. The significance is that interference will be strong within a coherence length of the source, but not beyond it.

Dus 1 micron van de zon is het nog coherent? Dat is niet echt veel. Iik zie ook niet hoe zonlicht op aarde coherent kan zijn, het komt van verschillende bronnen op de zon. Ofwel, een groot oppervlakte. Het gaat door de atmosfeer, mat alle afbuigingen van dien.

DePurpereWolf schreef:Over die coherentielengte:

Dus 1 micron van de zon is het nog coherent? Dat is niet echt veel. Iik zie ook niet hoe zonlicht op aarde coherent kan zijn, het komt van verschillende bronnen op de zon. Ofwel, een groot oppervlakte. Het gaat door de atmosfeer, mat alle afbuigingen van dien.

Ik moet bekennen dat ik hier de details ook niet van weet. En 1 micron is inderdaad niet veel.

Overigens, als je daar toegang toe hebt (via een universiteitsbibliotheek of iets dergelijks), een snelle zoekopdracht leert dat in Optics Letters, Vol. 29, Issue 5, pp. 459-461 een artikel staat over coherentie-eigenschappen van licht uit een incoherente bron. Ik heb het nog niet gelezen.