Куда девается энергия при интерференции?

[dm.virt]

Пусть у нас есть два когерентных пучка, и мы накладываем один на другой в противофазе. То есть есть луч, а мы его складываем с другим лучом по всей его длине.

Что произойдет? В моей картине мира, волны погасят друг друга, свет исчезнет. Но каждый пучок нес некоторый поток энергии! А вектор Пойтинга занулися. Куда делась эта энергия? Она рассеялась, излучилась? Что получается, фотоны "аннигилируя" порождают новые фотоны?

Помогите пожалуйста разобраться с этим вопросом

[tola]

Этим вопросом занимался лет 5.
пришел к выводу, что невозможно создать такое устройство(или оптическую схему), которое позволяло бы совместить два когерентных пучка в один. То есть, в любом случае при попытке их совместить, всегда часть энергии будет отражаться куда либо в сторону. Закон сохранения энергии не нарушается.
Если вам удастся нарисовать схему, которая позволяет это сделать, присылайте, обсудим.

[EEater]

Для того, чтобы лучи совместились по всей длине, нужно, чтобы совместились их источники.
Но при этом изменятся условия излучения: они не смогут отдавать энергию в свободное пространство. Аналогично, если в одной точке две противоположно ориентированные пружины попробуют одновременно передать шарику каждая свою энергию, то энергия останется при них.
Так что tola прав: нельзя подобрать схему, которая соответствовала Вашим условиям.

[tola]

Для меня в свое время это было что то вроде шока, еще со школы вдолбили принцип обратимости хода лучей в геометрической оптике. А здесь получается, что разделить один пучок на два когерентных можно, а соединить их обратно - нет.

[dm.virt]

EEater писал(а):

Для того, чтобы лучи совместились по всей длине, нужно, чтобы совместились их источники.

Почему? Вообще, какие физические законы запрещают так делать? Просто интерференция - на, пожалуйста. По всей длине - нет, прости!

tola писал(а):

Если вам удастся нарисовать схему, которая позволяет это сделать, присылайте, обсудим.

1) Да уж, озадачили... Ладно, пусть не по всей длине, что если пустить два лазерных луча от одного источника (ну или двух когерентных лазеров, вроде бы их уже научились делать), навстречу друг другу? Тогда мы совместим их по крайней мере на отрезке

2) По всей длине сводить все-же интереснее;) Просто в моей голове, когда я задал этот вопрос родилось два варианта: либо будет излучение(светящаяся трубка), либо волна каким то образом останется, но в совершенно ином, непонятном мне виде. Последний вариант позволял бы чистую передачу энергии на расстояние.
Точной схемы установки у меня не родилось - но есть идея. Можно совместить лучи очень близко, а потом поиграть с гравитационными полями, которые искривили бы пространство так, чтобы полуилось подобие "желоба" в которые волны скатились бы, а когда он бы кончился продолжили двигаться параллельно.

[errnough]

Примерно этот вопрос поднимал уже, и небольшое обсуждение есть.

errnough в сообщении #226636 писал(а):

1. Если луч уже отразился, и распространяется, какое ему дело до того, интерферирует он с другим лучом или нет? Разве он перестает из-за интерференции распространяться в том направлении, куда распространялся?
...
4. Если же волны гасят друг друга в процессе распространения, то интерференцию наблюдать никому не удастся -- волны "скомпенсируют" друг друга уже в пути.

[tola]

1. если луч лазера вернуть обратно зеркалом - срывается генерация лазера и он чаще всего начинает мерцать. Лучи от двух лазеров посылать навстречу друг другу не пробовал, т.к. не могу обеспечить их когерентность.
2. с гравитационными полями экспериментировать не приходилось.

[dm.virt]

Мне пока не назвали ни одного принципа, которому противоречило бы такое совмещение лучей... Это значит, что его либо пока нет, либо это все-таки возможно, поэтому продолжаю изобретать;)

Что если использовать одноосные кристаллы с их двулучепреломлением? К сожалению, сходу сам не соображу: что будет если у двулучепреломляющего кристалла пустить в обратную сторону два луча? Если они при этом соединятся в один, то проблема решена. Но по-моему, они все-таки не соединятся. И в этом случае проблема тоже решена!

Ведь как я правильно понял - пустить навстречу друг другу лучи не получалось из-за срыва генерации? Так вот, пустим навстречу два побочных луча после двулучепреломления... Я бы даже попробовал провести подобный эксперимент - если в нем сейчас не найдут принципиальных ошибок

[lel0lel]

dm.virt в сообщении #320090 писал(а):

Это значит, что его либо пока нет, либо это все-таки возможно, поэтому продолжаю изобретать;)

Возможно, конечно. Простейшая схема с двумя зеркалами и двумя полупрозрачными пластинками должна позволить это реализовать (ещё потребуется элемент вносящий разность фаз, например, чистое стекло). Ничего кроме перераспределения энергии не произойдёт, возможно ещё, что часть погашенной энергии, будет выделяться в виде теплоты на пластинке. Что касается двух лучей навстречу друг другу, то здесь также ничего нового не будет, в этом случае гашения на всей длине не добиться никогда. Получим стоячую волну. Ну а про отдельно "запущенные", практически гармонические волны в пространстве, рассуждение такое: если бы одной удалось догнать другую в противофазе, то действительно, было бы трудно сказать куда ушла энергия (нет ни пластинки, которая может греться, ни связи с источником излучения, который бы мог изменить угловое распределение излучения), но в этой модели вторая волна никогда не догонит первую.

[dm.virt]

lel0lel в сообщении #320155 писал(а):

dm.virt в сообщении #320090 писал(а):

Что касается двух лучей навстречу друг другу, то здесь также ничего нового не будет, в этом случае гашения на всей длине не добиться никогда.

Ок, ну а если добиться этого на длине, большей, чем расстояние между "зеркалами"? Просто не вериться, что на этот счет нет опытных данных. Должна же быть аннигиляция в каком-то виде для безмассовых частиц...

[arseniiv]

Уж точно не аннигиляция.

[MGM]

Для начала можно поэксперементировать с верёвочкой.
То есть с какой-нибудь низкочастотной электромагнетикой.
Куда там девается энергия?

Кстати, согласно Фейману - Ваш эксперимент некорректен.
Энергия фотона, почему-то, существует только во взаимодействии с нефотонами.
А взаимодействия двух фотонов ещё никто не открыл.
Вроде бы??????

[lel0lel]

MGM в сообщении #320241 писал(а):

Кстати, согласно Фейману - Ваш эксперимент некорректен.
Энергия фотона, почему-то, существует только во взаимодействии с нефотонами.
А взаимодействия двух фотонов ещё никто не открыл.
Вроде бы??????

Ну не совсем так. Есть диаграммы двухфотонного рассеяния и ещё много чего, правда это уже всё в следующем порядке по теории возмущений, т.к. вершин уже минимум четыре. В экспериментах всё это имело место быть подтверждённым.
Но аннигиляции фотонов, конечно, в КЭД никакой нет и быть не может, так как у вершины может быть только одна бозонная линия, это следует из вида лагранжиана взаимодействия. Правда, нужно заметить, что такая диаграмма есть, не уверен только, что это называют аннигиляцией:

[tola]

Дело в том, что при конструировании РЕАЛЬНОЙ схемы сведения 2 пучков в один вы всегда будете вынуждены использовать хотя бы одну полупрозрачную поверхность (границу раздела между двумя прозрачными средами). На такой поверхности каждый падающий пучок разделятся на 2 пучка. Если вы подгоните фазу одного из падающего пучка так, что бы в одном направлении за счет интерференции энергия была равна нулю (полное гашение), то вся энергия пойдет во втором направлении. Самый наглядный пример - интерферометр Майкельсона настроенный на полосу бесконечной ширины.

[AlexNew]

лазер это не лампочка, если у вас их два то рассматривать нужно систему из 2х лазеров. Тоесть у вас есть оптическая система с 2мя активными средами, и 2 связаных резонатора.
Для большей нагладности можно рассмотреть электрическую цепь - линию передачи к которой подключены 2 источника с противоположных сторон. Грубо говоря один генератор подключен к гругому в противофазе, генерации очевидно не будет.

В случае с нашими лазерами генерации не будет потомучто наш новый резонатор не настроен, будет просто спонтаное излучение с 2х сторон, лазеры превратятся в лампочки. Или начнется какой нибудь колебательный процесс для нашего нового типа резонатора.