- ベストアンサー
光は電界・磁界で曲がる？
semikumaの回答
- semikuma
- ベストアンサー率62% (156/251)
No.3&4です。最近忙しくて遅くなりすみません。 私も少し勘違いがありましたので修正しておきます。 先ず言葉の問題ですが、「コヒーレンシー」ではなくて「コヒーレンス」ですね。 コヒーレンスには2種類あり、「空間コヒーレンス」は1つの波面のどこをとっても位相が一致していること、「時間コヒーレンス」はどの時間でも位相が一致していることなので、レーザビーム同士の干渉は「時間コヒーレンス」が問題です。 電波では当たり前の技術であるヘテロダイン(コヒーレント)検波が光でできないのは、半導体レーザのスペクトル線幅が広い、つまり時間コヒーレンスがあまりよくないからだと聞いています。 (最近はできるようになりつつあるらしい。) フェムト秒レーザについては詳しくありませんが、(フーリエ変換を知っていればすぐ分かるように、)パルス幅が短くなるほどスペクトルが広くなるので、一般にはコヒーレンスは悪くなる方向だと思います。 但し、広いスペクトル全体にわたって位相が一致するよううまく調整された"白色レーザ"では、おっしゃるように空間的にも位相的にも高いコヒーレンスを持つようですが。 さて、光の伝わり方は、波面の各点を点光源とした新たな波面の合成で表されます。 レーザビームが一直線に伝わるのは、レンズにより平行光線とした平面に近い波面上の各点から位相の揃った波を出し、合成した波は直進方向が最も強くなるからです。 従って、自由空間で2つのレーザビームを交差させたくらいでは、おっしゃるように曲がりそうにありませんね。 No.4に書いたような強誘電体を使うとか、空気を電離させるような強大なレーザ光を使えば曲がりそうですが。 私が考えていたのは、AWG(Arrayed Waveguide Grating)のように、多数に分岐させた光を干渉させるタイプです。 AWGは下記URLの下の方の図にあるように、多数の光導波路が2箇所でスラブ導波路で結合されています。 左側のどれかのポートから入力した光は、真ん中の多数の光導波路に均等に分岐されますが、導波路が弓なりになっているので光路長が少しずつずれ、右側のスラブ導波路に出射されるときに位相が少しずつずれます。 位相のずれは波長により異なるので、スラブ導波路内を進む波面の向きも波長により異なるため、右側からは波長により別々のポートから光が取り出されます。 このポートは、途中の導波路が1本の場合とは多分別のポートとなるでしょう。 即ち、光の干渉により光の進む向きが変わります。 http://www.backsidekamei.com/optical.htm http://www2.noah-c.com/Apollo/apss/awg/awg.htm
関連するQ&A
- 電磁波の電界と磁界の位相の関係についてです。
電磁波の電界と磁界の位相の関係についてです。 電磁波の電界と磁界の位相がπ/2ずれていると本に書いてありましたが、どのようにして導出されるわからないので、おしえていただけますでしょうか？ マクスウェルの方程式を利用するでしょうか？ よろしくおねがいします。
- ベストアンサー
- 物理学
- ノイズの電界、磁界の特定方法とシールド方法
ある電子・電機機器からノイズが発生している場合の、 電界磁界の判別方法と、シールドの方法で質問があります。 (1) このノイズが（近傍界で）電界、磁界のどちらが支配的かは、どのように調べたらいいでしょうか？ 単に、対応周波数に対応した、ダイポールもしくはループアンテナで測定し、前者で受信が強かったら 電界、後者だと磁界が支配的ということでいいでしょうか？ (2)（近傍界での）ノイズの電界、磁界のどちらが支配的かにより、シールド方法に違いがあるでしょうか？磁界が支配的だと、単に金属で完全に覆っても、磁界のインピーダンスが低いため、金属で 反射せず、シールドが難しいとききました。その場合、どのようにシールドすればよいでしょうか？ 遠方界まで距離を離してシールドすればよいでしょうか？ 上記、私の電磁気の知識不足により、的外れな質問でしたらご容赦ください。
- ベストアンサー
- 科学
- 太陽光線って電界や磁界が発生してるんですか？
タイトル通りなんですが、太陽光線って電磁波の一種ですよね。 「電磁波＝電界と磁界の連続発生」と思うんですが、太陽光線にも同じ様に発生してるんですか？ また、そうだとしたら、超敏感な方位磁石などあった場合、ぶるんぶるん振れっぱなし状態になったりするのですか？
- ベストアンサー
- その他（学問・教育）
- 電子の存在に無関係に発生する電界とは
できれば高校の物理の範囲でのご説明を宜しくお願いします。 私の理解では、電流や電界の発生は電子の運動に伴うものであって、 電子の存在とは無関係に存在するものではないと思っています。 ですから電流や電界が確認できれば、近くに必ず電子が運動しているとイメージしています。 ところが、電波の説明をちょっと思い出して考えてみたとき、電界が発生し、そこから磁界が発生し・・・ここまでは分かります。そして磁界から電界が発生して、電界と磁界が交互に発生する波が（空中に）できるということになっていたと思います。 電波は真空中でも伝わるとのことですから、電子の存在と無関係に電界が生じているように思えます。 もし、磁界が存在すれば（空中に）電界が生じるという自然現象が存在するなら、永久磁石を振り回したら、周囲に電界が生じそうですが、そんな話は聞いたことがありません。 磁界の変化から電流、電界が発生するのは、発電機の原理（レンツの法則？） のように、磁界の影響で金属中の電子の運動が変化したことによるものかと思いますので、真空中では起きない現象かと思います。 そうすると、電波の説明で言うところの、磁界の影響から真空中に生じる電界とはいった何なんでしょうか？ 磁界の変化がそのまま伝わって行って、アンテナなどで受信するとき、空間の磁界の影響で電子の運動が変わり、電流の変化として測定できるだけではないでしょうか？ 私の理解にどこか大きな間違いがあるのだと思いますが、どこが間違っているのでしょうか？ 多分こうだろうといった、曖昧な説明ではなく、具体的な説明が欲しいので、宜しくお願いします。 マックスウェル方程式は、多くの実験結果をまとめたものだと聞きますから、電子の運動から切り離された電界の発生が確認された実験結果などのご紹介だけでもいいので、宜しくお願いします。
- 締切済み
- 物理学
お礼
再びの回答ありがとうございます。 >従って、自由空間で2つのレーザビームを交差させたくらいでは、おっしゃるように曲がりそうにありませんね。 やはりそうなのですね。 >私が考えていたのは、AWG(Arrayed Waveguide Grating)のように、多数に分岐させた光を干渉させるタイプです。 実は、導波路やAWG、フォトニック結晶といった研究に急に携わることになりまして 今回このような質問をするに到った訳です。 ただこの分野では完全に素人ですので、 今後も光学に関する質問をすることになるかと思います。 毎回、急ぎの質問ではございませんので、またお時間のある時にでも ご回答頂ければ幸いです。 度々の回答ありがとうございました。