问一个弱智问题
周三, 2007-02-21 16:23 — zhuweiming
大家好，
新来的问一个弱智问题：
为什么光会在介质中发生折射？
利用Shell's Law 的确可以得到直观的理解。不过我想知道的是物质是如何与光进行相互作用的？而这一作用又是如何影响光的传输方向的？非极性分子的介质的介电常数和折射率有近似的平方关系，是巧合还是？极性分子的介质呢？混合物会有固定的折射率吗？
刚刚看了yan关于真空中光子相互作用的帖子，想问一下：
如果两束相位差为pi的光相干它们可以cancel each other吗？两束光相干的时候光强会发生强弱变化，那么它们的能量是如何守恒的？
虽然是些简单的问题，但的确困扰了我很久。
希望大家教我。
谢谢了。
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一点不弱智，很多“
一点不弱智，很多“很基本”的问题都让我犯晕。
按照我的理解，光与电介质相互作用的图像是这样的：光在电介质中，电场会驱动电子运动，电子的运动又会发射光。所以会有个介电常数在里面。
光不会在均匀介质中折射。在电介质界面的才会折射，折射可以通过光的波动性来理解。
关于干涉与能量守恒的问题，我想说，你不能只看空间上一点。
多谢大家的帮助。 关
多谢大家的帮助。
关于折射率的问题，我想我目前用边界连续性条件来理解就足够了。
想起从前也曾读过曾谨言的书，也曾证明过费马原理。 可惜现在已经还给老师了。实在汗颜。
现在我还有两点不明白的地方：
a） 光在均匀介质中沿直线传播这点毋庸质疑。 那么我们改变介质的折射率， 比如通过加热或载流子注入的办法，改变介质的介电常数。只要这种改变是均匀的，那么光的传输方向应该也不受其影响。 这个命题受介质的形状和大小的限制吗？ 如果是次波长量级大小的介质呢？
b) 关于干涉的问题我依然不是很明白。 如果是杨氏双缝实验，干涉改变了，空间上的场分布。能量守恒不难满足。如果是MZ干涉仪呢？想象一个两臂光程相差半波长的MZ干涉仪。不计传输损耗及吸收的情况下，输入输出的能量可以守恒吗？
谢谢.
a)
a) 如果是次波长大小的介质，就没法说“直线传播”了。
b) 如果我理解的对的话，两臂的光程差，只会改变光在两个输出端的分布而已啊。
http://en.wikipedia.org/wiki/Mach-Zehnder_interferometer
en 你说的对，
en 你说的对， 不过我想我没有把我的问题表述清楚：
a）如果是次波长大小的介质， 折射率的变化（不考虑吸收部分）会影响其中光场的分布吗？
b）如果是只要一个端口输出的MZ干涉仪呢？
对不起 我不知道怎么贴图上来
如果可以的话可以参考
Nature ,V427 ,p615,2004
中Figure 3
谢谢
a)
a) 会。介质中，介质外的光场都应该变化吧。
b) 这样的话，我猜就会反射回来了。
从经典的角度来看，
从经典的角度来看，电磁场的边界条件导致折射，介电常数与折射率成平方关系，这在任何一本电动力学书中都有。
混合物充分混合，可以有确定的折射率(比如一定浓度的溶液)。
量子力学的角度，电磁场使介质原子/分子的电子云偏移引起介电常数与真空不同，从而导致折射。(曾某人的量子力学第一卷的微扰论中有例题是讲这个的)
我想这个问题没有归结到QED的必要
因为光走的路线都是
因为光走的路线都是宇宙最短的，所以要折射。走直线太绕了，嘎嘎。
这个问题让我想起特
这个问题让我想起特德蒋的"你一生的故事"哈(Ted Chiang, the story of your life)
这个？ 有啥联系吗？
这个？ 有啥联系吗？
能量只是重新分布 当
能量只是重新分布
当然还是守恒的
具体地说
当你改变装置使得系统从不干涉变成干涉之后
原来那些不干涉——因此均匀分布的光已经跑掉了
而新的那些不均匀分布——比如呈条纹状的光是后来才去的
光的折射和他的波动
光的折射和他的波动性有关.
特别是由于光在介质中传播的速度变化有关.
还有就是光的衍射和干涉作用.
很好的问题啊！ 对于
很好的问题啊！
对于光为什么沿直线传播或折射，《principle of optics》中有比较原理性的推倒，我感觉牛人当年也是花了点功力来作这个推导，不过个人愚见，由于对电偶极的处理还是没有采用量子力学的描述，这理论依然是有些唯象的，是否有必要作彻底地用量子电动力学来推导一次，也许依赖于物理学是否有这需求，呵呵。
如果两沿同方向传播的理想平面波相位差pi，能流怎么走，没想清楚！！假设：这两平面波在某平面输入，那么：在远处的接受平面我们应该可以接受到能流。问题是：在这两平面之间任意位置的E为0，H为0，总能流好像是0。我错在哪里了？也许平面波就不能截断，郁闷了。。。
principle of optics
principle of optics 谁有这本书的电子版吗？
很想看看啊
zhuweiming@hotmail.com
我也想请教一个弱智
我也想请教一个弱智问题.
当光照射到一个镜面的时候,为什么会发生镜面反射?
从原子的层面来看,一切固体的表面都是凹凸不平的,为什么光子"撞"在镜子上却没有发生漫反射?
光在此时是不是要考虑成波呢?
这个问题是不是要用到波动力学来解决?
我是个高一学生,用词不够技术,还望大家包涵.
一句话总结这个问题:
即:如何从原子的层面上解释镜面反射?
问题补 真是抱歉,没有
问题补
真是抱歉,没有想到标题取了前九个字符.实在不是故意的.
各位高人是嫌我的问题太弱智了吗?
期待大家可以不吝赐教。
非常感谢！
光投射在镜面上，和
光投射在镜面上，和投射在其他一切表面上，结果都是一样，只不过镜面上漫反射少些而已
原子层面么，应该说是在镜面上介质表面结构更完整些，介面更清楚吧
可以想一下铜镜和玻璃镜，也许就明白了
想象一个两臂光程相
想象一个两臂光程相差半波长的MZ干涉仪。不计传输损耗及吸收的情况下，输入输出的能量可以守恒吗？
可以的，MZ干涉仪有两个输出，一个加强能量，一个必然削减能量。
平面波的假设不是总是成立的，大概要把成角度的波变化成平行的波，平面波会变成球面波，或者什么的，这样，一个点去加强，必然其他点要减弱，就回到杨氏的试验了。
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