Bezugnehmend auf diese Frage Wie kann ich die Amplitude einer Lichtwelle messen? I. „Ich bin neugierig auf die Amplitude einer Lichtwelle. Besonders für Licht von einer Wärmequelle.
Antwort
Also an Die Amplitude in Bezug auf eine elektromagnetische Welle hängt mit ihrer Intensität zusammen. Technisch gesehen ist ihre Amplitude umso intensiver, je intensiver eine Lichtwelle an einem Punkt ist. Was ist die Intensität? Die Intensität ist umgekehrt proportional zu A ^ 2 einer Welle Wenn Sie die Intensität kennen, kann die Amplitude mit dieser Formel I = 1/2 * p v w * A ^ 2 ermittelt werden, wobei p die Dichte, v, w die Winkelgeschwindigkeit und v die Geschwindigkeit von ist Wenn Sie also die Intensität in einer Flächeneinheit (W m ^ -2) messen, können Sie die Amplitude umgekehrt lösen.
Antwort
Eine Lichtwelle ist eine Wanderstörung im elektrischen und magnetischen Feld. Im Fernfeld sind diese beiden Komponenten gekoppelt und i n-Phase, so dass man die Amplitude entweder als elektrische Feldstärke oder als magnetische Feldstärke vollständig definieren kann; Konventionell geben wir die elektrische Feldstärke an.
In SI beträgt die Amplitude einer Lichtwelle also eine Anzahl von Newton pro Coulomb (oder äquivalent Volt pro Meter) und repräsentiert die Größe der größten Änderung der elektrischen Feldstärke gegenüber dem Umgebungswert, der beim Durchgang der Welle gemessen werden würde.
Es ist nicht praktikabel, solche Messungen im optischen Bereich durchzuführen (die Frequenzen liegen bei $ 10 ^ {14} $ – $ 10 ^ {15} \, \ mathrm {Hz} $ schließlich), aber dieses kann (und wurde) explizit im Funkregime gemessen werden.
Das elektrische Feld ist natürlich ein Vektor, aber auch im Fernfeld und im freien Raum ist es immer senkrecht zur Bewegungslinie, so dass die Welle transversal ist. Wir definieren die Richtung der Polrisierung als mit der Richtung der Schwingung des elektrischen Feldes übereinstimmend (die Mehrdeutigkeit der Richtung auf beiden Seiten von Null hat keine Konsequenz).
Antwort
Sie können Licht nicht immobilisieren, aber Sie können es absorbieren und in Wärme umwandeln. Ein erster Schritt bei der Messung der Lichtintensität (Watt / Quadratmeter) besteht darin, einen schwarzen Körper zur Absorption des Lichts herzustellen. Durch Energieeinsparung zeigt die Erwärmung dieses schwarzen Körpers an, wie viel Licht in Watt absorbiert wird. Der beleuchtete Bereich des schwarzen Körpers ist der „Quadratmeter“ -Teil.
Es gibt viele andere Arten von Lichtsensoren (elektronisch, akustisch, chemisch), die für spezielle Fälle geeignet sind, jedoch unterschiedliche Kalibrierungskurven für unterschiedliche Lichtquellen erfordern. Farbe, Strahldivergenz, Polarisation und andere Variablen als die Lichtintensität wirken sich auf diese Sensoren aus.