Qual é a amplitude de uma onda de luz?

Então, um a amplitude em termos de uma onda eletromagnética está relacionada à sua intensidade. Então, tecnicamente, quanto mais intensa uma onda de luz em um ponto, mais sua amplitude. Qual é a intensidade A intensidade é inversamente proporcional ao A ^ 2 de uma onda. Se você conhece a intensidade, então a amplitude pode ser encontrada usando esta fórmula I = 1/2 * p v w * A ^ 2 onde p é a densidade, v, w é a velocidade angular, v é a velocidade de onda. Portanto, se você medir a intensidade em uma unidade de área, (W m ^ -2), poderá encontrar a amplitude resolvendo inversamente.

Uma onda de luz é uma perturbação que se propaga nos campos elétrico e magnético. No campo distante, esses dois componentes estão acoplados e eu fase n, de modo que se possa definir a amplitude inteiramente em termos da intensidade do campo elétrico ou da intensidade do campo magnético; por convenção, fornecemos a intensidade do campo elétrico.

Então, em SI, a amplitude de uma onda de luz é algum número de Newtons por Coulomb (ou equivalentemente de Volts por metro) e representa a magnitude do maior mudança na intensidade do campo elétrico do valor ambiente que seria medido conforme a onda passa.

Não é prático fazer tais medições na faixa óptica (as frequências estão em torno de $ 10 ^ {14} $ – $ 10 ^ {15} \, \ mathrm {Hz} $ afinal), mas isso pode ser (e foi) medido explicitamente no regime de rádio.

O campo elétrico claro é um vetor, mas novamente no campo distante e no espaço livre ele é sempre perpendicular à linha de viagem, então a onda é transversal. Definimos a direção de polrização como concordando com a direção da oscilação do campo elétrico (a ambigüidade da direção em ambos os lados de zero não tem conseqüências).

Você não pode imobilizar a luz, mas pode absorvê-la, convertê-la em calor. Um primeiro passo para medir a intensidade da luz (watts / metro quadrado) é fazer um corpo negro para absorver a luz. Então, pela conservação de energia, o aquecimento daquele corpo negro informa quanta luz está sendo absorvida, em watts. A área iluminada do corpo negro é a parte dos “metros quadrados”.

Existem muitos outros tipos de sensores de luz (eletrônicos, acústicos, químicos) adequados para casos especiais, mas eles requerem curvas de calibração diferentes para fontes de luz diferentes. Cor, divergência de feixe, polarização e outras variáveis diferentes da intensidade da luz afetarão esses sensores.