光为什么沿直线传播啊,能用麦克斯韦方程解释吗?

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10个答案
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用作用量原理行不?

, 平直时空下只有直线处处符合。so不仅是光,质点的惯性运动也必须直线。

用Maxwell方程组的自由电磁波解也可以说明,我就不敲公式了,都在这里:http://en.wikipedia.org/wiki/Electromagnetic_wave_equation
自由空间里E和B都是周期振动的矢量,波的传播方向必须和它俩垂直,只能是直线。

相比之下作用量原理更像是“解释”,因为E和B来自实验现象,而作用量是更一般化更原理的东西。

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麦克斯韦方程告诉我们光的行为方式是波动的,对于单色平面波或球面波,光波的波矢方向就是它的传播方向(球面波的传播方向取遍整个立体角)。而波矢垂直于电场分量与磁场分量决定的平面,在真空中这个平面方向不变,这就是通常理解的光沿直线传播;但是当遇到介质分界面时,由于存在极化电荷和极化磁矩,电场分量和磁场分量会发生突变,从而使波矢方向突变,这就是反射和折射。从Huggens-Fresnel principle的角度看,等相位面(可简单理解为波面或波前)决定光波的传播方向,而直线传播的结果正是波面上所有的次波源线性叠加的结果!当波面遭到破坏时,比如遮挡一部分波面,然后某些次波源就无法参与叠加,光波的直线传播也就被破坏了,这就是衍射。所以,光沿直线传播,只是衍射的一种极限情况,其中处于本质地位的,是光的波动性。而光的波动性,正可以看做是麦克斯韦电磁理论的结果!

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Yulywong啥都想知道

2013-12-17 10:03
支持者: stellyao

我们现在这个宇宙里,物质的运动一般都遵循最节约能量的方式。
有些物体运动时,在人的角度观察有可能是直线、曲线、波、圆周等等,在其本身来说,只是用损耗最少的方式运动而已

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支持者: lndaod

我想问下有什么东西不是以直线运动的?

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光沿短程线运动,在引力场不是很强的空间中短程线就近似是直线啦~不过作为和光生活在同样引力场里的我们就算光没走直线也察觉不到啦~

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yeahsoda理論物理 PhD

2013-12-17 13:21

相對論告訴我們,是因為我們在一個小區域內定義光走的路線是直線。坐標不是實在,沒有物理意義

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光也会弯曲的,如果受到引力影响

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支持者: JoyNeop

因为直线就是用光的传播来定义的,你先想想什么是直线

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用初始状态解释就行了,发出后基本不受力,就 沿直线了

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个人认为光子是一个个能量包,没有质量。这个质能方程很好解释。所以无质量的东西无法受力,但我们都知道光线在与大质量天体擦肩而过时有明显弯曲,特别是黑洞,可能会被完全吞噬,而这个不是光线的弯曲,而是引力场弯曲,是因为大质量的天体扭曲了空间,形成了一个诺大的引力场,所以当光线通过时看似弯曲了,其实依然是匀速直线运动。说得更好理解一点,地球严格的说不是在围绕地球做圆周运动,而是在太阳的引力场里做匀速直线运动。

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