我們已經知道了光在引力場中會彎曲,那麼一個強的電場/磁場會讓電磁波彎曲嗎?


等離子體中,磁場掰彎光線

在真空中,電磁波的傳播是沿直線的,而且如 @盧健龍 所說,電場和磁場是線性

但是在等離子體中,問題就會複雜很多,磁場是可以影響電磁波的傳播的。因為等離子體中,介質是電離的,強的背景磁場可以影響等離子體的運動方式,電磁波在穿過等離子體的時候,其電磁擾動也會和等離子體相互作用,這種相互作用是可以改變電磁波的傳播路徑的。

等離子體中的波跡計算是建立在哈密頓原理的基礎上的,哈密頓原理描述的是一個系統在N維下的A和B點之間的演化過程是一個駐點(也就是變分等於0的位置),公式描述是這樣的

[公式]

公式中 [公式] 要求積分量(也就是拉格朗日量)滿足歐拉-拉格朗日方程:

[公式]

上述方程是一個二階微分方程,理論上已經可以用於解決問題了。不過可以引入哈密頓量來進一步簡化,對拉格朗日量做勒讓德變換:

[公式]

可以得到:

[公式]

這就是哈密頓方程。

在等離子體波動傳播中,哈密頓量可以表示為:

[公式]

其中D是等離子體色散關係,色散關係表示等離子體對於電磁波的響應,對於各項同性的均勻等離子體,D是一個標量,此時波的傳播方向dr和波矢量方向k相同,光沿直線轉播。如果等離子體中有背景磁場,此時等離子體各向異性,等離子體對於不同方向上的電磁擾動的響應不同,D是一個張量,這個時候,如果波動不沿磁場傳播,也就是D不是對角張量的時候,電磁波的傳播軌跡就會被磁場掰彎。

等離子體的波動傳播在空間物理中有廣泛的應用。

比如說非常著名的HOTRAY:

是一個通用程序,用於計算輻射帶中的波動傳播。

由此可見,等離子體中的電磁波是可以被掰彎的~

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謝 @FFjet 邀請。

在不考慮電磁場的能動張量所引起的時空彎曲的情況下,經典物理中電磁波的傳播方向不會受到周圍的電場和磁場的影響。這是因為經典電磁學中電場和磁場遵循線性疊加


首先不能說光在引力場中就會彎曲——如光的波矢沿著引力場矢量方向就只有引力紅移或藍移;在切向上如構成引力透鏡時,常常也都有頻移相伴。我這樣說系因為:我們考慮引力與光的作用時很多場合冒出來的自薦顯要效應其實都是紅移,空間幾何者較少。

寫答之前掃了一下同答們,覺得有人系誤解了「That光效應」字樣。這些效應一般都是強磁場或強電場對位於其中的物質(或樣品)施加了作用——進而讓透過的光或產生的光有了一些可以檢測出來的效應如共振峰什麼的但、這並非靜電場、靜磁場對光或電磁波發生的作用。

應該說:人類產生的電場或磁場實在是太小了,所以,人造的磁場或電場基本上對光沒有任何作用,更不用說彎曲了。

而且、電荷與質量不同——電荷聚集在一塊兒的未來趨勢系彈開、質量們聚在一塊兒的下一個未來系聚得更密集——沒有聚集效應,所以地環或天文中,不可能產生超級強電場。但磁矩在空間中有一定的擠在一塊兒之傾向——雖說沒有質量1聚就要奔blackHole可相比擬。

在磁場很大的地方——磁有點兒拗口換用電來說;在電場很大的地方,由於電場會把一個真空漲落形成的虛正負電子對給拉開:該經典圖景落在QED中就會有強電場會使得漲落電子對更容易發生——強磁場會使得漲落電子對之兩個磁矩(它們肯定是相反的)呈現出量子態分離;——使用經典圖景可能更容易理解一些:強磁場會使得漲落虛電子對自有的特殊形態渦流之一出現翻轉故而歸化到量子圖景就可以說促進這種電子對漲落更容易發生。

這樣地、只要能量續得上,入射光會強磁場處形成漫反射效果。如果磁場排列符合某些條件——大自然和天文中常有出現——還會形成倍頻腔:不停地發生著{四光子→電子對→二光子}振蕩……外面看起來來,就是光越來越白了。但是,點題地、倍頻光的方向啊,我一下子有點兒懵地講不大真切:直覺上應該系磁旋轉圓的法線方向。


電光效應和磁光效應。

方向計算很麻煩的,同時也會改變偏振和傳播速度。



「電磁波(當然包括「光」)」只有在「完全均勻的電磁場介質」中擴展傳播運動時其假想的(這一點非常重要!)無數條「光線」中的任意一條才有可能「延直線傳播」!只要「電磁場介質」不均勻則「光線(請注意是「假象」的或者說是「虛擬」的哦)」必然不能「延直線傳播」而「彎曲」啦。


不是,應該是呈弧形散發出去的!謝謝!


光的密度有上限嗎?如果有,那麼可以大到什麼程度??

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通常是。若場很強,按廣相也能產生時空彎曲。另外,如果電磁波頻率足夠高,在強磁場下,能傳化為正負電子對。


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