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¿Hemos observado directamente la componente eléctrica de las ondas EM?

Por ejemplo, ¿alguien ha observado directamente que las cargas oscilan debido a las ondas EM estacionarias? Me interesa especialmente porque demostraría que la radiación tiene una componente eléctrica transversal. Cualquier otra cosa (histórica o moderna) que demuestre que la luz tiene una componente eléctrica transversal también sería invitada con gusto.

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Nathan Feger Puntos 7675

Sí, lo hemos hecho. Como se ha explicado en otras respuestas, esto es fácil de hacer en el régimen de radio, pero desde hace unos quince años también podemos hacerlo para la luz.

La publicación de referencia en este caso es

Medición directa de las ondas de luz. E. Goulielmakis et al. Ciencia 305 , 1267 (2004) ; autor eprint .

que abrió nuevos caminos en un método llamado rayas de attosegundo que nos permite ver cosas como esta:

$\qquad$

A la izquierda tienes los datos en bruto, y a la derecha la reconstrucción del campo eléctrico de un pulso infrarrojo que dura unos cuatro ciclos.

Para medirlo, se parte de un gas de átomos de neón y se los ioniza con una única ráfaga ultracorta de radiación ultravioleta que dura aproximadamente una décima parte del período del infrarrojo. (Para comparar, la duración del pulso, $250\:\mathrm{as}$ es a un segundo como un segundo es a $125$ millones de años). Esto libera el electrón fuera del átomo, y lo hace en algún punto controlado con precisión dentro del pulso infrarrojo. El campo eléctrico de los infrarrojos puede entonces tener una fuerte influencia en el movimiento del electrón: será forzado a subir y bajar a medida que el campo oscila, pero dependiendo de cuándo se libere el electrón esto se acumulará a un impulso diferente, y por lo tanto a una energía final diferente. La medición final de la energía del electrón, en función del retardo relativo entre los dos impulsos (arriba a la izquierda) muestra claramente las huellas del campo eléctrico del impulso infrarrojo.

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mmesser314 Puntos 3875

Sí. Las ondas de radio son ondas de luz de baja frecuencia y gran longitud de onda. Conducen a los electrones hacia arriba y abajo de una antena. La radio detecta los cambios de voltaje que inducen, los amplifica y produce el sonido correspondiente.

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Farcher Puntos 906

Depende de lo que se entienda por "cargas directamente observadas oscilando" y de si la formación de una onda estacionaria es esencial.

Utilizando las microondas para demostrar que se pueden polarizar puedes deducir la dirección de oscilación del vector eléctrico en una onda electromagnética.

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Si hay un receptor de bocina, así como un transmisor de bocina, entonces con sólo girar uno con respecto al otro se produce una variación de la amplitud de la señal recibida para mostrar que las microondas transmitidas están polarizadas.

Esto puede llevar a demostrar la polarización de la luz utilizando un Polaroid que a escala molecular tiene cristales orientados en paralelo que pueden formar una vía conductora al igual que las varillas para las microondas.

Si necesita la condición de que la demostración tiene que ser para ondas estacionarias entonces un par de Líneas de Letcher ¿podría ser útil?

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Microondas (u ondas UHF) de un transmisor $b$ se guían a lo largo de un par de varillas conductoras paralelas no aisladas con una separación inferior a la de la longitud de onda de las microondas y si se cortocircuitan ( $c$ en el diagrama) producen un patrón de onda estacionaria que puede investigarse observando los nodos y antinodos de tensión o los nodos y antinodos de corriente.
Leybold produce un excelente folleto describiendo el tipo de experimentos que pueden realizarse con dicho aparato.

En las radiofrecuencias, la rotación de una antena dipolo de fm que muestra la variación de la intensidad de la señal ilustrará la polarización.
En este caso, a diferencia de la demostración de microondas con las varillas metálicas paralelas, la respuesta es máxima cuando el dipolo está orientado en paralelo al campo eléctrico.

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Rob Jeffries Puntos 26630

Las cargas oscilantes producen por sí mismas radiación, pero no a lo largo de su eje de oscilación.

Es sencillo demostrar, con luz láser de polarización lineal, que no se recibe luz dispersa de un material en la dirección o direcciones de la polarización láser, sino que es un máximo en un plano en ángulo recto con estas direcciones.

Esto demuestra que los electrones han sido hechos para acelerar en una dirección particular -- la dirección de la polarización del campo E de la onda.

7voto

hyportnex Puntos 1549

Una línea de ranura de guía de ondas con una sonda y un diodo detector conectados a un osciloscopio, un llamado medidor de la relación de onda estacionaria (SWR): https://en.wikipedia.org/wiki/SWR_meter

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