¿Por qué no las ondas de borrar los unos a los otros cuando se busca en una pared?

Question

Si yo estoy exactamente en frente de una pared de colores, me imagino que las ondas de luz que emiten y reciben deben al azar doble o borrar los unos a los otros.

Así que como resultado, me imagino que debe ver a un extraño en la combinación de colores, o un completo-negro/blanco/muy a la ligera percepción de la pared, cuando todas las ondas de luz que la pared que recibe y emite cancelar los unos a los otros o doble el uno del otro.

¿Por qué no que realmente sucede? Alguna vez me veo en una pared, nunca veo la pared "cancelar" de mi percepción. Mismo para las ondas de radio. No debería ondas de radio no funciona en lo absoluto? Hay muchas fuentes de donde se puede reflexionar y cancelar o molestar a los otros...

Answer 1

1) Primero vamos a separar la percepción del color de la frecuencia. Frecuencias individuales tienen una correspondencia de color, pero el color que percibe el ojo humano es otra historia.

2) la luz Blanca, como la luz solar, está compuesto de muchas frecuencias.

Cuando el incidente de onda golpea una pared puede ser a) refleja b) absorbida c) dispersos incoherentemente

En orden para que las ondas de luz para cancelar los unos a los otros o el doble de cada uno de los otros los fotones tienen a ser, en el principio de incertidumbre, superpuesto en el tiempo y en el espacio. A veces sucede, pero la probabilidad es pequeña. Esa es una de las razones por las que un haz reflejado nunca puede tener la misma fuerza que su original de la viga. Si la frecuencia es la misma que la probabilidad será mayor que si las frecuencias vienen de un azar de la paleta.

Esta superposición se puede lograr con el láser, donde no hay control de la frecuencia y el haz de luz es coherente, es decir, las fases se conservan en la reflexión. Un holograma es un ejemplo de superposición de la misma frecuencia de la luz para crear una forma tridimensional por picos y valles.

Edit: a partir De un desaparecido pregunta el siguiente comentario vale la pena añadir:

Usted puede percibir todos los colores, incluso si sólo dos frecuencias están brillando en un objeto. También en esta década, la Tierra descubrió por primera vez un dos-sistema de color para la proyección de todo el espectro de colores con sólo dos colores de la proyección de la luz (que más tarde encontró más específicamente que uno podría conseguir el mismo efecto mediante muy estrechas bandas de 500 nm y 557 nm de luz).

Answer 2

Me gustaría tomar esta en tres partes, y yo voy a seguir para una descripción clásica, a pesar de la descripción cuántica es en cierto modo más fácil e igual de válido.

1. La superposición es el principio de que las amplitudes debido a dos ondas incidente en el mismo punto en el espacio al mismo tiempo puede ser ingenuamente añadidos, pero las olas no se afectan unos a otros.{#}

   Esa última parte es lo suficientemente importante como para escribir de nuevo: las ondas no se afectan unos a otros. Ellos pueden, de hecho, pasan a través de uno al otro.

   Para los fines que a continuación se puede tratar a cada ola como una onda plana y por lo tanto ser descrito por una amplitud $A$, un número de onda $\vec{k}$, y una fase de $\phi$. El número de onda codifica tanto a la dirección de propagación (por eso es un vector) y la frecuencia (en valor absoluto) $|k| = \frac{\omega}{c} = \frac{f}{2 \pi c}$.

   Esta descripción no es completa debido a que (a) los planos de la naturaleza es sólo aproximado y (b) aun teniendo en cuenta que la fase puede ser una función de la posición del frente de onda; pero que con seguridad se puede descuidar estas cuestiones.

   Así, en cualquier punto dado en el espacio y en el tiempo tenemos una gran mezcla de diferentes ondas que suman todos juntos $$ \sum_{\text{directions}} \int d\omega \int d\phi A(\vec{k},\phi) e^{i(\vec{k}\cdot\vec{x} - \omega t + \phi)} $$

2. Que el ojo es una cámara: tiene una pequeña abertura con un elemento de enfoque (objetivo) en la parte delantera y una luz sensible a la superficie de proyección (retina) en la parte de atrás. Yo clasifica las ondas de luz entrante de dos maneras.

   En primer lugar, la lente enfoca la luz hacia un punto concreto en la retina de acuerdo a su dirección. Que hace que la suma de la dirección van, porque cada parche en la retina se ve sólo en una dirección (bueno, una muy pequeña gama de direcciones). Si el objetivo no es la forma correcta de perder algo de esto y la imagen se vuelve borrosa. Entonces usted necesita gafas.

   En segundo lugar parches individuales de la retina sensibles a la luz de diferentes rangos de frecuencia{*}. Así, para cada varilla o cono, la integral sobre frecuencias angulares $\omega$ se reduce bastante moderada límites de la visión humana se extiende sobre aproximadamente una octava en el espectro electromagnético).

   Que nos deja con la suma de las fases, y voy a eludir esta parte del problema diciendo que ellos son más o menos constante a lo largo de las pequeñas dimensiones de la lente del ojo y de la escala de tiempo de que la retina de la respuesta; si eso no te hace feliz voy a referir a genneth comentario: $\langle E^2 \rangle \neq \langle E \rangle^2$.

3. Radios en vivo en el espacio de Fourier:{+} normalmente aceptan señales de un muy amplio conjunto de dirección, por lo que no conseguimos el espacio de filtrado que se obtiene con el ojo. Sin embargo, la electrónica que volver a seleccionar solo una banda muy estrecha de frecuencias. En esencia, la inspección de las señales de entrada en el espacio de Fourier. Y la señal que usted está buscando un sistema de periodicidad (amplitud de frecuencia AM o FM) en el rango audible, así que otra ronda de filtrado se realiza y que generalmente tienen un dominan el resto de la señal. Intencional señales de fases constantes, mientras que los no intencionales de las señales (es decir, de fondo o ruido) han azar fases y tienden a cancelarse.

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{#} En otra respuesta anna habla un poco acerca de las condiciones bajo las cuales este clásico de la declaración se rompe.

{*} El mecanismo por el cual las varillas y los conos responden a la luz en inherentemente mecánico-cuántica, el medio por el cual las señales se propagan en el cerebro es inherentemente bioquímicos y el post procesamiento que realiza el cerebro es el gran tema en sí mismo; todo lo cual está más allá de la cope de esta discusión.

{+} Las radios tradicionales. Como la AM/FM trabajo en su abuelo el coche (ya que todos estamos en siglo 21 personas y se han fantástico combinado GPS, reproductor de mp3 widget o algo). Ultra-ancho de banda como su estación base inalámbrica es otro asunto.

Answer 3

Se hicieron dos preguntas. Primero, la luz:

Como ha sido señalado, normalmente (hay excepciones) la pared de colores es no emite nada. Vamos a tomar color azul, por ejemplo. La luz blanca brilla en la pared. La luz blanca está compuesta de muchas y diferentes las frecuencias o longitudes de onda, que nos iba a percibir, si ellos se salen fuera con un prisma, como de muchos colores diferentes. El azul de la pared absorbe todos los colores excepto el azul. Así que no hay mucha competencia longitudes de onda procedentes de la pared, la pintura azul permitido la pared para absorber a todos los que compiten las longitudes de onda de la luz, y sólo reflejan el azul. Otra forma de verlo es que la pared está cubierta con un "blue-rechazar la" absorción de filtro. Vamos a ver el color que la pared NO lo es.

Pero, puede haber muchas fuentes de luz que compitan, con orientaciones al azar e intensidades, iluminando el azul de la pared. De nuevo, todo es absorbido, excepto el azul. La luz azul que vemos es orientada al azar y gradual. No hay problema. La suma de la luz azul de vectores de cualquier punto dado todavía se suman a una onda resultante que es de color azul de la frecuencia. Sí, si usted lo planeó muy, muy cuidadosamente (por ejemplo, la polarización de equipos y láseres con controlable desplazamientos de fase) usted puede diseñar algunos efectos extraños. Normal (no láser) la luz es mucho más aleatorio que eso.

Segundo, la radio:

Radios de ejecución de la misma manera: recibir E-M energía de diversas fuentes de orientación aleatoria, la polarización, la intensidad y la frecuencia. La antena de la radio actúa como una banda de seleccionar elemento, que corta la gran mayoría de "basura" E-M a la radiación. (Por ejemplo, el coche de la antena de la radio está sintonizada para recoger las ondas de sobre 0.54 MhZ (extremo inferior de la banda de AM) a 108 mhz (extremo superior de la banda de FM). No es que grande para recoger el horno de microondas de radiación a 2450.MHz, ni los 60Hz de la CA de las líneas de alimentación que dijo uWave horno. Aún así, algunos de los que E-M chatarra hace llegar a la antena. Coche moderno radios uso superhetrodyning para mezclar toda esta basura con una generados internamente frecuencia. El resultado es OTRO espectro de la basura que es la frecuencia modificada. La matemática es hacer perfectamente, por lo que sólo las frecuencias de radio de interés obtener desplaza en una muy estrecha ranura (seleccione la banda de filtro) que entonces, la radio de los procesos para que usted pueda escuchar.

A veces, ESPECIALMENTE con radios AM, obtendrá fundido. A veces esto es sólo debido a los puntos ciegos por la dificultad del terreno y atmosférica de flexión. A veces es uno de los fenómenos que se describen: la interferencia multipath. La radio de la onda que llega a la antena ha seguido dos o más caminos separados, con al menos uno de esos caminos es más larga que la otra(s) por el impares múltiplos (1, 3, 5, ...) de una mitad de la longitud de onda. Las olas golpeando la antena añadir a cero, y se oye nada.

Espero que le ayude.

Answer 4

Si usted mira en el dominio del tiempo y dibujar las diferentes ondas con diferentes frecuencias , y también extraer algunas ondas con muy corto pico, se puede imaginar que la suma de estos bajo el pico de las ondas de no interferir demasiado en el resultado final de la más grande de pico de la onda.

en las comunicaciones digitales, podemos decir que la relación señal a ruido en ese caso, es todavía lo suficientemente grande como para que el receptor puede decir lo que es el bit 1 o 0, ya que todavía no ha llegado al receptor de la decisión de la frontera (un término que se utiliza para mostrar de una manera más didática manera que el receptor está influenciado por el ruido como si estuviera en una frontera donde el ruido puede empujar la señal a 0 o a 1 lado).

en analógico de la comunicación, que la suma de las ondas no arruinar mucho la comunicación y todavía se puede ver la tv sin embargo, usted verá el ruido en la pantalla, diferente de la comunicación digital, donde sólo se debe decidir por la broca correcta para mostrar la imagen sin ruido.

Answer 5

Me gustaría señalar que las paredes no emiten luz, sino reflejar lo que brilla en ellos. Usted también podría estar interesado en leer más acerca de reflexión difusa que a grandes rasgos y no matemáticamente intentos por explicar algunos de los de la física en el trabajo aquí. Si usted está buscando un tratamiento matemático, este de buffalo conferencia sobre la interferencia puede ayudarte-esp. la coherencia de bits.