by 
Όταν Η/Μ κύμα προσπίπτει κάθετα σε μεταλλική επιφάνεια τί συμβαίνει;
Εξαρτάται το αποτέλεσμα από το είδος της Η/Μ ακτινοβολίας;
Έχει νόημα να μιλάμε για στάσιμο Η/Μ κύμα, ή πρέπει να διαχωρίσουμε το στάσιμο κύμα του ηλεκτρικού πεδίου από το στάσιμο κύμα του μαγνητικού πεδίου;
Πράγματα που δεν γνώριζα και αναγκάστηκα να ψάξω με τη βοήθεια του Chatgpt
Μία ολοκληρωμένη μελέτη για το ίδιο θέμα από τον Παναγιώτη Μουστάκα
Ανάκλαση Η/Μ κύματος όταν προσπίπτει κάθετα σε μεταλλική επιφάνεια (το σύμβολο Η παριστάνει την ένταση Β του μαγνητικού πεδίου
Καλημέρα Θοδωρή.
Διάβασα πρωί – πρωί την ανάρτησή σου (πριν ξυπνήσει ο Αριστοτέλης…).
Πολύ ενδιαφέροντα πράγματα, τα οποία δεν γνώριζα…
Σε ευχαριστώ για το πρωινό μάθημα!
Καλημέρα Θοδωρή.
Ευχαριστούμε για τις πληροφορίες. Αναρτηση που κρούει τον κώδωνα για δημιουργία ασκήσεων.
Καλησπέρα σε όλους.
Οι απαντήσεις της ΤΝ χρειάζονται πάντα έλεγχο. Η ανάκλαση των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων διδάσκεται προπτυχιακά στα τμήματα Φυσικής.
Λίγο πριν τον 2ο ημιτελικό ενός mudial που κούρασε και με το πλήθος των αγώνων και με την ποιότητα του ποδοσφαίρου που παίχτηκε, κυρίως όμως με τις εξωθεσμικές παρεμβάσεις , περιμένοντας τον αντίπαλο στον τελικό της ομάδας που κέρδισε τις εντυπώσεις (αλλά και την συμπάθειά μας, αφού δεν υπήρχε σε αυτήν παίκτης της Ρεάλ Μαδρίτης) ας δούμε λίγο τον “σκοπό” της συγκεκριμένης ανάρτησης.
Όλο και συχνότερα συναντώ θέματα με ανάκλαση Η/Μ κύματος και σχηματισμό στάσιμου. Το τοπίο είναι θολό στο συγκεκριμένο εδάφιο και εύκολα μπορεί κάποιος να θεωρήσει πως το φαινόμενο βρίσκεται σε πλήρη αναλογία με το μηχανικό στάσιμο.
Εδώ ξεκινούν τα προβλήματα, όπως σωστά αναφέρει ο Χρήστος.
Επίσης επειδή η διδασκαλία της μετακλασικής φυσικής γίνεται αποσπασματικά, είναι εύκολο να κάποιος να παρασυρθεί και να ταυτίσει συμπεριφορές Η/Μ ακτινοβολίας με λ>700nm και Η/Μ ακτινοβολίας με λ<400nm.
Σε αυτό σχόλιο του Γιώργου Βουμβάκη ήταν καμπανάκι για να είμαστε πιο προσεχτικοί:
“Εξ όσων έχω αντιληφθεί καθοριστικός παράγων για το πώς θα ” συμπεριφερθεί” μια μεταλλική επιφάνεια στην πρόσπτωση σε αυτή μιας ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας είναι το μήκος κύματος της ακτινοβολίας”
Προσωπικά δεν γνωρίζω το θέμα σε βάθος, οπότε σκέφτηκα να “ψαχτώ” για να μην εκτεθώ… Είπα λοιπόν να οργανώσω τις απαντήσεις του Chatgpt και να τις αναρτήσω για να γίνει διάλογος….
Διονύση μετά τα δεκάδες μαθήματα που έχεις κάνει εσύ σε εμάς, αν κατάφερα με τη βοήθεια του “εργαλείου” να κάνω και εγώ σε σένα μία φορά “μάθημα” χαίρομαι ιδιαίτερα…
Ανδρέα, συμφωνώ, η ΤΝ κάνει συχνά λάθη και πρέπει στον βαθμό που μπορούμε να ελέγχουμε τις απαντήσεις που δίνει. Καταλαβαίνω ότι σε κάτι διαφωνείς. θα βοηθούσε αν γινόσουν πιο συγκεκριμένος.
Τί κρατώ μπροστά στη σκέψη μου:
Αν Ανδρέα διαφωνείς σε κάτι από τα παραπάνω, θα βοηθούσε αν το επισήμανες…
Ωραία δουλειά Θοδωρή, θα με βάλεις να ξεσκονισω τον Griffiths στις διακοπές. Απ’ όσο θυμάμαι λύνεις τις Maxwell και παίρνεις συνοριακές συνθήκες. Στο τέλος ο συντελεστής ανάκλασης εξαρτάται από τα ε, μ και ω αν τα θυμαμαι καλά.
Για το υπέρυθρο τώρα κάτι δεν μου αρέσει Χωρίς να έχω κάτσει να το λύσω. Σε πειράματα όπως τα LIGO/Virgo που χρησιμοποιούν laser υπερύθρων, τα κάτοπτρα είναι από ένα υλικό διάφανο στο οπτικό. Αυτα έχουν την μέγιστη ανακλαστικοτητα στο υπέρυθρο.
Καλημέρα σε όλους.
“Το επιχείρημα “Η αλλαγή στην κατεύθυνση της διάδοσης κατά π και το γεγονός ότι το ΗΠ δεν έχει συνιστώσα παράλληλη στην επιφάνεια, εύκολα φαίνεται με βάση τον κανόνα δεξιού χεριού, πως το ΜΠ συμβάλλει ενισχυτικά στο σημείο ανάκλασης, ενώ το ΗΠ οφείλει να συμβάλλει ακυρωτικά” είναι χαρακτηριστικό παράδειγμα γιατί πρέπει με μεγάλη προσοχή να ελέγχουμε την ΤΝ: Το κείμενο είναι ασυνάρτητο και ως προς τη σύνταξή του και ως προς το περιεχόμενό του. Ο “συγγραφέας” του εφαρμόζει: Αν δεν μπορείς να τους πείσεις, μπέρδεψέ τους!
Μια μαθητική απάντηση στο ερώτημα που μας απασχολεί υπάρχει εδώ: Δάσκαλε, γιατί αλλάζει η φάση του ανακλώμενου κύματος; – Υλικό Φυσικής – Χημείας.
Θοδωρή, για τη συμπεριφορά του ηλεκτρομαγνητικού κύματος προσφέρθηκε να σε βοηθήσει ο Μανώλης Χανιωτάκης. Πράγματι ο Griffiths έχει μια εξαιρετική παρουσίαση.
Καλημερα σε ολους. Η παρουσα ενδιαφερουσα συζητηση αφορα την δημιουργια στασιμων Η/Μ kυματων σε κοιλοτητες,(cavities),με αγωγιμα τοιχωματα. Η μελετη αυτου του φαινομενου απαιτει λυση των εξισωσεων Μaxwell με συγκεκριμενες συνοριακες συνθηκες πανω στις αγωγιμες επιφανειες,οπως πχ οτι το ηλεκτρικο πεδιο μηδενιζεται πανω στους αγωγους.Οι σχεσεις μεταξυ των πλατων των κυματων που προσπιπτουν,που διαδιδονται και που ανακλωνται,δινονται απο ενα συνολο εξισωσεων,που λεγονται εξισωσεις Fresnel. Επισης ρολο παιζει και η πολωση των προσπιτοντων κυματων.
Μεχρι εκει θυμάμαι. Αυτα οπως λεει και ο Ανδρέας τα μαθαινουμε στο Πανεπιστημιο,στο δευτερο ή τριτο ετος και εγω τα ειχα διαβασει,καθως και τους κυματοδηγους,απο το βιβλιο των Philips και Panofsky. Δεν θυμαμαι και πολλα καθως εχω χρονια να ασχοληθω,αλλα μπορω ευκολα να ανατρεξω σε βιβλια και να βρω οτι μου χρειαζεται.Ψαχνοντας στα κλασικα βιβλια οχι στα Chatgpt και τετοια.
Απορία: Τι σχεση εχουν ολα αυτα με φυσικη Γ’ ? O Θοδωρης δεν τα θυμοτανε,ο Διονυσης δεν τα θυμοτανε και εγω επισης δεν τα θυμομουνα.Και ο Μανωλης απ οτι καταλαβα δεν τα εχει τελειως προσφατα.Καλα κανει ο Θοδωρης και μας τα θυμιζει αλλα δεν ειναι για Φυσικη Γ’. Αν ειναι τοτε οτι γραφουμε να το βαζουμε στην Φυσικη Γ’
p.s. Θοδωρη το Φωτοηλεκτρικο και το Kομπτον δεν νομιζω οτι εχουν καποια σχεση με το θεμα. 🙂
Καλημέρα σε όλους. Θοδωρή νομίζω ότι ο Κωνσταντίνος έχει δίκιο και ίσως η ανάρτησή σου να πρέπει να μεταφερθεί στα ‘Άρθρα” ή στο “Φόρουμ”.
Καλημέρα Αποστόλη, το μετέφερα στο Φόρουμ.
Διευκρίνηση: Η ετικέτα “Φυσική Γ” επιλέχθηκε γιατί κυκλοφορούν ασκήσεις με στάσιμα Η/Μ κύματα που θεωρούν πως στο σημείο ανάκλασης υπάρχει δεσμός τόσο για το ηλεκτρικό όσο και για το μαγνητικό πεδίο.
Αυτό είναι λάθος που εύκολα εξηγείται όπως έγραψα πιο πάνω:
Αν αυτό δεν αφορά την Γ’ Λυκείου, τότε δεν βλέπω τί μπορεί να την αφορά….
Μανώλη, να πας διακοπές να ξεκουραστείς…..Αν πάλι σε “ξεκουράζει” ο Griffiths θα χαρώ να μεταφέρεις τον Σεπτέμβρη, ό,τι ενδιαφέρον “ψάρεψες”
Κωνσταντίνε, δεν είναι κακό να ψάχνεις και το Chatgpt…. εσύ βέβαια μπορείς να έχεις τις δικές σου αξιόπιστες πηγές
Πρόσθεσα στο “σώμα” της ανάρτησης ένα άρθρο για το στάσιμο Η/Μ κύμα του Παναγιώτη Μουστάκα, που είχα αποθηκεύσει στο pc αρκετά χρόνια πριν
Αξίζει να διαβαστεί
Ανδρέα, γράφεις:
“Το επιχείρημα
“Η αλλαγή στην κατεύθυνση της διάδοσης κατά π και το γεγονός ότι το ΗΠ δεν έχει συνιστώσα παράλληλη στην επιφάνεια, εύκολα φαίνεται με βάση τον κανόνα δεξιού χεριού, πως το ΜΠ συμβάλλει ενισχυτικά στο σημείο ανάκλασης, ενώ το ΗΠ οφείλει να συμβάλλει ακυρωτικά”
είναι χαρακτηριστικό παράδειγμα γιατί πρέπει με μεγάλη προσοχή να ελέγχουμε την ΤΝ: Το κείμενο είναι ασυνάρτητο και ως προς τη σύνταξή του και ως προς το περιεχόμενό του. Ο “συγγραφέας” του εφαρμόζει: Αν δεν μπορείς να τους πείσεις, μπέρδεψέ τους!”
Λυπάμαι αν σε μπέρδεψα, αφού ο “συγγραφέας” του επιχειρήματος είμαι εγώ.
Ελπίζω τώρα να σε ξεμπέρδεψα
Καλησπέρα Θοδωρή. Μας αφύπνισες πάλι. Να γιατί επαργυρωμένο κάτοπτρο. 99% ανακλαστικότητα στο ορατό.
Την ενίσχυση του Β στην επιφάνεια δεν την είχα σκεφτεί.
Αν κυκλοφορούν ασκήσεις με ανάκλαση ηλ/κού θα πρέπει να διορθωθούν με βάση αυτή την επισήμανση που έκανες.
Γεια σου Ανδρέα, ομοίως και εγώ έμαθα …. τη σύνδεση των δακτύλων του δεξιού χεριού με τα τρία διανύσματα υ, Ε, Β από δική σου παλαιότερη ανάρτηση.
Μετά όλα προκύπτουν “έτοιμα” στο σημείο ανάκλασης
Καλησπέρα στην παρέα.
Το μακρυνό 2010 δεν θυμάμαι με ποια αφορμή είχα γράψει τα ακόλουθα.
————————-
Αγαπητοί συνάδελφοι χαίρομαι γιατί «βρισκόμαστε»» έστω και έτσι, μέσα από τη νέα μορφή επικοινωνίας αλλά τουλάχιστον δημιουργικά, δηλαδή με αφορμή θέματα που μας ξαναπροβληματίζουν σαν φυσικούς αλλά και σαν δάσκαλους.
Η παρέμβασή μου αφορά το θέμα της ανάκλασης Η/Μ κυμάτων και το τι συμβαίνει με τη φάση στην περίπτωση αυτή.
Έψαξα λίγο και βρήκα στη βιβλιοθήκη μου στα
1. Ε. Παπαδημητράκη-Χλίχλια, Ι.Α. Τσουκαλάς, «Ηλεκτρομαγνητισμός», εκδ. Ζήτη, 1994, σ. 253-257.
2. J. D. Jackson, «Classical Electrodynamics», Wiley eastern limited, 1975, p.278-282.
κάποιες απαντήσεις που θα τις μοιραστώ μαζί σας. Κάποιες από αυτές έχουν ήδη επισημανθεί από άλλους συναδέλφους-συζητητές της παρούσας πλατφόρμας του φίλου μου του Σάκη. Συνημμένα παραθέτω τις σχετικές σελίδες. Αλλά για όσους συναδέλφους δεν έχουν τον απαραίτητο χρόνο σημειώνω:
Από το πρώτο βιβλίο εν συντομία μαθαίνουμε.
● Η ανάκλαση επιπέδων Η/Μ κυμάτων πρέπει να διακριθεί σε ανακλάσεις στην επιφάνεια τελείων αγωγών και στην επιφάνεια τελείων διηλεκτρικών.
● Στην περίπτωση κάθετης ανάκλασης στην επιφάνεια τελείων αγωγών, με βάση τις οριακές συνθήκες, το μέτρο της Ε μένει σταθερό και μεταβάλλεται μόνο η φάση κατά γωνία π.
Μπροστά από την ανακλώσα επιφάνεια έχουμε σχηματισμό στάσιμου κύματος για το ηλεκτρικό πεδίο.
Το μέτρο της Η μένει σταθερό χωρίς αλλαγή στη φάση. Μπροστά από την ανακλώσα επιφάνεια έχουμε σχηματισμό στάσιμου κύματος και για το μαγνητικό πεδίο.
Τελικά μπροστά από την ανακλώσα επιφάνεια έχουμε σχηματισμό στασίμων κυμάτων των δυο πεδίων Ε και Η, αλλά ενώ στο προσπίπτον τα δυο πεδία ήσαν σε χρονική φάση, στο κύμα μετά την ανάκλαση παρουσιάζουν διαφορά φάσης π/2. Σχήμα 8-2.
● Στην περίπτωση κάθετης ανάκλασης στην επιφάνεια τελείου διηλεκτρικού, με βάση τις οριακές συνθήκες αλλάζουν τα μέτρα των Ε και Η και η φάση του ανακλώμενου Η κατά π. Σχήμα 8-3.
● Δεν ασχολείται το συγκεκριμένο βιβλίο με πλάγια πρόσπτωση σε αγώγιμη ή μονωτική επιφάνεια λέγοντας ότι είναι σύνθετο φαινόμενο.
Από το δεύτερο βιβλίο τώρα.
Στην περίπτωση ανάκλασης στην επιφάνεια τελείου διηλεκτρικού διακρίνει την περίπτωση του να είναι το προσπίπτον κύμα γραμμικά πολωμένο με το επίπεδο πόλωσης του Ε κάθετο στο επίπεδο πρόσπτωσης (σχήμα 7.6) και την περίπτωση το επίπεδο πόλωσης του Ε παράλληλο στο επίπεδο πρόσπτωσης (σχήμα 7.7). Στην περίπτωση ελλειπτικά πολωμένου λέει ότι μπορεί να αντιμετωπισθεί με κατάλληλο γραμμικό συνδυασμό των δύο.
Για τη φάση καταλήγει ότι αν δείκτης διάθλασης του μέσου προέλευσης είναι μικρότερος από αυτόν του δεύτερου μέσου έχουμε αντιστροφή στη φάση μόνο στην περίπτωση του Ε παράλληλου στο επίπεδο πρόσπτωσης.
Νομίζω, μετά από αυτά, ότι δεν γεννάται ζήτημα να μπλέξω τα παιδιά στο σχολείο σε τέτοια θέματα. Ας μείνουν στη συμβολή λόγω διαφοράς του δρόμου από τις πηγές, χωρίς να εμπλέκουμε φάσεις κλπ.
—————————-
Επίσης είχα τις αντίστοιχες σελίδες από τα δυο βιβλία. Εδώ να βάλω μόνο τις σελίδες από το βιβλίο της Χλίχλια μια και το αντίστοιχο του Jackson είναι στα αγγλικά και μιλά κυρίως για ανάκλαση σε διηλεκτρικά.
Άρη, σε ευχαριστούμε για τις σημαντικότατες πληροφορίες και τον κόπο που έκανες να ανεβάσεις τόσο πολύ υλικό.
Θεωρώ πως το σχήμα 8.2 είναι καταπληκτικό και αποκαλυπτικό.
Σημείωση για μαθητές: το σύμβολο Η παριστάνει την ένταση Β του μαγνητικού πεδίου