光也是电磁波,为什么法拉第笼不能屏蔽光呢

比方说用透明的金属(有吗?)做一个全封闭的笼子,笼子还是透明的吗

推荐  (0) | 6人关注关注
5个答案
10 0

法拉第笼因为有良好的导电性,所以能屏蔽无线电。可见光的波长和无线电不一样,需要的笼子尺度也不一样,按波长比例缩放后的法拉第笼就可以,其实就是金属箔了。

另外,电磁理论指出,金属有光泽的原因就是其有良好的导电性,会改变光的电场分量,表现为反射,其实跟大气层外的电离层能反射甚低频无线电原理是类似的。所以,透明与导电,在相同的频率讲,是矛盾的,常见的金属显然是导电性好的这种,所以不透明。

1 0

简单的说就是笼子只能够拦住波长比笼子间隔大的电磁波,波长太短的电磁波会穿透笼子。

法拉第笼的理论原理费曼曾经解释过。首先把问题近似成一个静电学问题。用无限长等间距a的平行导线做近似,假想左半空间是有源场代表笼外,右半空间无源代表笼内,那么静电学问题中,右半空间满足拉普拉斯方程,左右之间边界又有一个周期性边条件(因为所有平行导线相连最终构成笼子,它们都必须在同一个等势面上)。假设导线自己的直径r足够小但又不是无穷小,笼内的电势解可以用傅立叶展开表达,傅立叶模k是从1/a 到1/r。因为是泊松方程,各方向导数平方都是相加关系,电势在导线间隔方向(叫z方向吧)上的周期性,就必然导致延垂直分界面方向(x方向)上是指数衰减的。这就是法拉第笼的工作原理,笼外越剧烈的静电势差异越不能在笼中引起影响,因为越剧烈的梯度对应越高的傅立叶分波也就有越快的指数衰减。总结起来,笼内基本上是零静电场的。

以上是静电学的近似,实际问题却往往是电磁波这类问题。静电问题变成了电动力学问题,拉普拉斯方程变成了麦克斯韦波动方程,新增加时间维度的方向导数平方贡献的不再是正号,而是负号。我们还是可以借助静电学结论来讨论,如果电磁波的波长lambda不是特别短,严格讲来,只要lambda比1/a大,那么拉普拉斯算符中时间方向的那个负值贡献就不足以改变空间方向的性质,静电学中那种指数衰减就依然存在。

如果lambda比1/a小,问题就不一样了,拉普拉斯算符中时间方向的负值贡献很大,把问题反转了,结果是最终电势解不仅在z方向是周期性,在x方向也是,换句话说,电磁波直接穿透笼子了。

0 0

千度建筑工程技术专业,软件爱好者

2016-03-05 15:44

不够密。

0 0

灼烧的意志生物工程在读硕士

2016-03-05 20:57

光子学说能解释这个问题。

查看更多

添加回答

登录 后回答问题,你也可以用以下帐号直接登录

相关问答

关于我们 加入果壳 媒体报道 帮助中心 果壳活动 家长监控 免责声明 联系我们 移动版 移动应用

©果壳网    京ICP证100430号    京网文[2018] 6282-492号    新出发京零字东150005号     京公网安备11010502007133号

违法和不良信息举报邮箱:jubao@guokr.com    举报电话:18612934101    网上有害信息举报专区    儿童色情信息举报专区