Sähkömagneettisen aallon olemus

[pähkäilijä]

Hei sattumalta löytyi tämä foorumi ja nyt on toivoa saada sm-aaltoon uutta valoa

Nimittäin kirjastosta en löydä materiaalia aallon rakenteesta, viimeksi luin kirjan sähkön historiasta josta avautui monta asiaa. Kirjan loppupuolella käsiteltiin lennätintä, kuinka aalto lähetetään mikä lie laite olikaan. Mutta mitä tapahtuu aallon elämässä, täytyyhän jonkun tietää se.

Oma ymmärrykseni riittää vain siihen että varausta kiihdytetään esm jos elektroni on kädessä ja sitä heilautetaan niin heikko aalto lähtee c nopeudella etenemään. Oletetaan että sen aallonpituus 100000km. Sillon se piirtää s-muotoisen aallon 0,33 sekunnissa. Tosin s-muoto tai aaltomuoto lienee vain kuvaaja aallon rakenteesta? Avoimia kysymyksiä:

- amplitudi, onko se 1) etäisyys keskeltä? 2) sm-voimakkuus? 3) vai molemmat?

- miksi aalto etenee 90 asteen kulmassa aaltoliikkeeseen nähden? Kun heilautan kättäni, mistä ihmeestä aalto tietää minne suuntaan pitää lähteä?

- onko aallon energia ulosmitattavissa mielivaltaisen lyhyeltä pätkältä? Eli jos aallonpituus on se 100 000km niin saako sen sammutettua vaikka 1mm matkalla? En tarkoita nyt törmäystä seinään vaan instrumenttia joka kaappaa energian.

Vaikeita kysymyksiähän nämä on kun googlekaan ei auta.

[Konsta]

Hyvää huomenta. Olen joskus pohtinut samoja kysymyksiä, mutta unohtanut paljon perustietoa, jota hieman häpeillen tunnustan.
Toivon todella että linkeistä on sinulle jotain iloa.
Radioaaltojen ja valon nopeus on sama. Kännykällä kommunikointi tapahtuu myös radioaalloilla, hyvin lyhyillä sellaisilla.


https://fi.wikipedia.org/wiki/Amplitudi

https://fysiikka.omaantahtiin.com/etusi ... aaltoliike

https://fysiikka.omaantahtiin.com/etusi ... aaltoliike


Ero taajuuden ja aallonpituuden välillä:

https://fi.differkinome.com/articles/sc ... ncy-2.html

https://fi.wikibooks.org/wiki/Radiotaaj ... llonpituus

[QS]

Pikaisesti vain amplitudi-kysymykseen.

Sähkömagneettisen aallon \(E\)-komponentin (sähkökenttä) amplitudi on sähkökentän voimakkuus, jonka yksikkö on V/m (voltti per metri). Usein tätä merkitään \(E_0\).

Vastaavasti \(B\)-komponentin (magneettikenttä) amplitudi on magneettivuon tiheys, jonka yksikkö on tesla (Vs/m, volttisekunti per metri). Usein tätä merkitään \(B_0\).

Näiden välillä pätee \(E_0 = cB_0\), missä \(c\) on valonnopeus.

Suureet kuvaavat sähkömagneettisen aallon voimakkuutta. Mekaanisen aallon amplitudi on esimerkiksi aaltoilevan narun amplitudi, joka voidaan mitata ihan metreinä. Sm-aalto on luonteeltaan hyvinkin erilainen, jonka seurauksena \(E_0\) ja \(B_0\) eivät ole etäisyyksiä eikä niitä mitata metreissä.

Syy sille, että toisen nimitys on 'voimakkuus' ja toisen 'vuon tiheys', on teoreettisesti varsin mielenkiintoinen. Tämä liittyy siihen, että sähkömagneettinen kenttä ei varsinaisesti etene 3-dimensioisessa (tai relativistisesti 4-dimensioisessa) avaruudessa, vaan se asuu  avaruuden pisteisiin liitetyssä erillisessä vektoriavaruudessa. Tässä avaruudessa E- ja B-komponentit eivät ole vektoreita, vaan eräitä muita geometrisia objekteja.

[pähkäilijä]

Hyvää huomenta. Olen joskus pohtinut samoja kysymyksiä, mutta unohtanut paljon perustietoa, jota hieman häpeillen tunnustan.
Toivon todella että linkeistä on sinulle jotain iloa.
Radioaaltojen ja valon nopeus on sama. Kännykällä kommunikointi tapahtuu myös radioaalloilla, hyvin lyhyillä sellaisilla.


https://fi.wikipedia.org/wiki/Amplitudi

https://fysiikka.omaantahtiin.com/etusi ... aaltoliike

https://fysiikka.omaantahtiin.com/etusi ... aaltoliike


Ero taajuuden ja aallonpituuden välillä:

https://fi.differkinome.com/articles/sc ... ncy-2.html

https://fi.wikibooks.org/wiki/Radiotaaj ... llonpituus

Kiitos nämä tuttuja asioita, löytyy googlella, mutta sm-aallon rakenne on se ongelma.

[pähkäilijä]

Pikaisesti vain amplitudi-kysymykseen.

Sähkömagneettisen aallon \(E\)-komponentin (sähkökenttä) amplitudi on sähkökentän voimakkuus, jonka yksikkö on V/m (voltti per metri). Usein tätä merkitään \(E_0\).

Vastaavasti \(B\)-komponentin (magneettikenttä) amplitudi on magneettivuon tiheys, jonka yksikkö on tesla (Vs/m, volttisekunti per metri). Usein tätä merkitään \(B_0\).

Näiden välillä pätee \(E_0 = cB_0\), missä \(c\) on valonnopeus.

Suureet kuvaavat sähkömagneettisen aallon voimakkuutta. Mekaanisen aallon amplitudi on esimerkiksi aaltoilevan narun amplitudi, joka voidaan mitata ihan metreinä. Sm-aalto on luonteeltaan hyvinkin erilainen, jonka seurauksena \(E_0\) ja \(B_0\) eivät ole etäisyyksiä eikä niitä mitata metreissä.

Syy sille, että toisen nimitys on 'voimakkuus' ja toisen 'vuon tiheys', on teoreettisesti varsin mielenkiintoinen. Tämä liittyy siihen, että sähkömagneettinen kenttä ei varsinaisesti etene 3-dimensioisessa (tai relativistisesti 4-dimensioisessa) avaruudessa, vaan se asuu avaruuden pisteisiin liitetyssä erillisessä vektoriavaruudessa. Tässä avaruudessa E- ja B-komponentit eivät ole vektoreita, vaan eräitä muita geometrisia objekteja.

Tämä on varmaan syy sille että fysiikan populaarikirjat ei mene aallon rakenteisiin vaan kuvaa sm-aallon aaltoviivana. Siis todellisuus paljon vaikeampi hahmottaa. Kysyin pari kuukautta sitten Chat gpt:ltä voiko sm-aaltoa verrata kellon heiluriin niin gpt sanoi että kyllä voi. Tämä todistaa juuri sen että sm-aallossa on säilymislaki, ikäänkuin liike-energia- potentiaalienergia säilyy koko ajan. Mutta mitkä ne vastavat komponentit sitten on aallossa?

[Eusa]

Aika-avaruuden fysikaalisen rakenteen perustuessa nollageodeesimonistoon verkostonippuja sitoo jokin perus-twistori, jolla on kiertovaiheensa. "Seisovien" nollageodeesi-pilottiaaltojen vaihe-ero olisi yksi ja kahden vastavaiheissa koherentin aallon tehtävä olisi antaa sähkömagnetismi. Mikäli koherentilla aallolla on ykkösestä poikkeavaa vaihe-eroa 4-ulotteisen twistorin suhteen, saadaan vaihe-eron ja paikallisen viritystilan koordinaatistosovittumalla absorboituva tai emittoituva energiakvantti.

Nollageodeesimonisto on uusi kehityksen alainen näkökulmahypoteesi, ei paradigmafysiikkaa.

[QS]

Pikaisesti vain amplitudi-kysymykseen.

Sähkömagneettisen aallon \(E\)-komponentin (sähkökenttä) amplitudi on sähkökentän voimakkuus, jonka yksikkö on V/m (voltti per metri). Usein tätä merkitään \(E_0\).

Vastaavasti \(B\)-komponentin (magneettikenttä) amplitudi on magneettivuon tiheys, jonka yksikkö on tesla (Vs/m, volttisekunti per metri). Usein tätä merkitään \(B_0\).

Näiden välillä pätee \(E_0 = cB_0\), missä \(c\) on valonnopeus.

Suureet kuvaavat sähkömagneettisen aallon voimakkuutta. Mekaanisen aallon amplitudi on esimerkiksi aaltoilevan narun amplitudi, joka voidaan mitata ihan metreinä. Sm-aalto on luonteeltaan hyvinkin erilainen, jonka seurauksena \(E_0\) ja \(B_0\) eivät ole etäisyyksiä eikä niitä mitata metreissä.

Syy sille, että toisen nimitys on 'voimakkuus' ja toisen 'vuon tiheys', on teoreettisesti varsin mielenkiintoinen. Tämä liittyy siihen, että sähkömagneettinen kenttä ei varsinaisesti etene 3-dimensioisessa (tai relativistisesti 4-dimensioisessa) avaruudessa, vaan se asuu avaruuden pisteisiin liitetyssä erillisessä vektoriavaruudessa. Tässä avaruudessa E- ja B-komponentit eivät ole vektoreita, vaan eräitä muita geometrisia objekteja.

Tämä on varmaan syy sille että fysiikan populaarikirjat ei mene aallon rakenteisiin vaan kuvaa sm-aallon aaltoviivana. Siis todellisuus paljon vaikeampi hahmottaa. Kysyin pari kuukautta sitten Chat gpt:ltä voiko sm-aaltoa verrata kellon heiluriin niin gpt sanoi että kyllä voi. Tämä todistaa juuri sen että sm-aallossa on säilymislaki, ikäänkuin liike-energia- potentiaalienergia säilyy koko ajan. Mutta mitkä ne vastavat komponentit sitten on aallossa?

Sähkömagneettisen kentän energiatiheys \(u\) saadaan komponenteista \(u \sim E_0^2 + B_0^2\). Mukana on erinäisiä vakioita, jotka jätin pois. Konaisenergia saadaan integroimalla tuo halutun avaruuden alueen yli.

[Konsta]

Tarkan todellisuuden hahmottaminen sähkömagneettisen aallon kaikista ominaisuuksista ei ole käytännön sovellusten kehittelyssä ja elämässä yleensä ns. elämän ja kuoleman kysymys, koska vähemmälläkin tullaan toimeen.
Mielenkiintoista se toki on.
Radio oli auki ja ruokapöydälle oli levitetty muovinen liina ja jolle oli levinnyt leivänmuruja jotka poistin parilla kädenliikkeellä ja samaan aikaan kuului rätinää radiosta. Rätinä johtui staattisesta sähköstä eli kipinöinnistä käden ja pöytäliinan välillä joka levisi ympäristöön ja jonka radio myös vastaanotti.

[pähkäilijä]

Tarkan todellisuuden hahmottaminen sähkömagneettisen aallon kaikista ominaisuuksista ei ole käytännön sovellusten kehittelyssä ja elämässä yleensä ns. elämän ja kuoleman kysymys, koska vähemmälläkin tullaan toimeen.
------------------

Toki niinkin. Mutta jo tämä selviäisi aallon tuntemisesta, nimittäin miksi lyhyempi aalto antaa enemmän energiaa. Esm kun verrataan 10nm ja 1nm aaltoa niin 1nm antaa tasan 10x enemmän energiaa. Yksinkertainen johtopäätös olisi että samalla matkalla kun on 10x määrä aallonhuippuja niin siitä seuraa se energia. Itse taas protestoin sitä siksi kun jo murto-osa aallosta sisältää aallon koko energian. Jo startissa ennenkuin ollaan edes päästy aallonhuipulle, on koko energia ladattu matkaan, näin ainakin olettaisin. Siispä jo pienellä pätkällä on täysi teho vai olenko ymmärtänyt väärin?
 

[pähkäilijä]

Pikaisesti vain amplitudi-kysymykseen.

Sähkömagneettisen aallon \(E\)-komponentin (sähkökenttä) amplitudi on sähkökentän voimakkuus, jonka yksikkö on V/m (voltti per metri). Usein tätä merkitään \(E_0\).

Vastaavasti \(B\)-komponentin (magneettikenttä) amplitudi on magneettivuon tiheys, jonka yksikkö on tesla (Vs/m, volttisekunti per metri). Usein tätä merkitään \(B_0\).

Näiden välillä pätee \(E_0 = cB_0\), missä \(c\) on valonnopeus.

Suureet kuvaavat sähkömagneettisen aallon voimakkuutta. Mekaanisen aallon amplitudi on esimerkiksi aaltoilevan narun amplitudi, joka voidaan mitata ihan metreinä. Sm-aalto on luonteeltaan hyvinkin erilainen, jonka seurauksena \(E_0\) ja \(B_0\) eivät ole etäisyyksiä eikä niitä mitata metreissä.

Syy sille, että toisen nimitys on 'voimakkuus' ja toisen 'vuon tiheys', on teoreettisesti varsin mielenkiintoinen. Tämä liittyy siihen, että sähkömagneettinen kenttä ei varsinaisesti etene 3-dimensioisessa (tai relativistisesti 4-dimensioisessa) avaruudessa, vaan se asuu avaruuden pisteisiin liitetyssä erillisessä vektoriavaruudessa. Tässä avaruudessa E- ja B-komponentit eivät ole vektoreita, vaan eräitä muita geometrisia objekteja.

Tämä on varmaan syy sille että fysiikan populaarikirjat ei mene aallon rakenteisiin vaan kuvaa sm-aallon aaltoviivana. Siis todellisuus paljon vaikeampi hahmottaa. Kysyin pari kuukautta sitten Chat gpt:ltä voiko sm-aaltoa verrata kellon heiluriin niin gpt sanoi että kyllä voi. Tämä todistaa juuri sen että sm-aallossa on säilymislaki, ikäänkuin liike-energia- potentiaalienergia säilyy koko ajan. Mutta mitkä ne vastavat komponentit sitten on aallossa?

Sähkömagneettisen kentän energiatiheys \(u\) saadaan komponenteista \(u \sim E_0^2 + B_0^2\). Mukana on erinäisiä vakioita, jotka jätin pois. Konaisenergia saadaan integroimalla tuo halutun avaruuden alueen yli.

Ajattelen niin että jokaisessa ajan hetkessä säilymislaki takaa sen että energia löytyy muodossa tai toisessa. Kun seurataan aallon nousua ja laskua niin ollaan "heilurin" eri tiloissa. Iso asia olisi ymmärtää heilurin rakenne. Esimerkkejä "heilureista": seinäkellon heiluri, karuselliheiluri kellossa on lasikuvun alla karuselli joka ilmeisesti jousivoimalla pyörii edestakaisin, superpallo pomppii kahden levyn välissä. Kaikissa on liike- ja potentiaalienergian vuorottelu.
Jos sm-aallossakin on vuorottelu niin nämä voimat löytyy aallosta. Ensimmäisenä tulee mieleen josko magneettikenttä ja sähkökenttä vetäisivät toisiaan puoleensa. Mutta en vaan ymmärrä kuinka se saisi kentät käntymään vastakkaisiin suuntiin, siis aallonhuipulta aallonpohjaan.