兩束光在真空中相干相消之後，能量去哪裡了？

01-06

不同意 @希爾的觀點。首先電磁場能量密度是 $u=frac 12 (epsilon_0 |E|^2+mu_0|H|^2)$ ，能流密度（謝 @Alexander Zeng 指正）才是 $S=E imes H$ 。其次，對於真空中的平面波來說磁場和電場是同相位的。考慮兩束平面波，如果這兩束平面波波矢的大小和方向相同，偏振相同，電場大小相等，相位差是 $pi$ ，那麼磁場的相位差也是 $pi$ ，並且大小相等。所以這兩束光是完全相消的，總電場磁場都是零，那麼能量密度「應該」也是零。矛盾的地方在於，激發這兩束平面波的能量去哪裡了？

這個問題應該將場跟源聯繫起來看。簡單的說能量守恆保證了：不能將兩個源發出的光相消地耦合進入同一個模式而不產生其他模式的光。比如我做這樣一個實驗：用下圖這個beam splitter，從X,Y打入兩束頻率相同的激光，我希望通過調節相位使得Z出來的光完全被消光，那麼W出來的光就一定是相干相長的（這個結果可以通過beam splitter對光所做的變換的幺正性得到，可以參考這個維基頁面Beam splitter - Wikipedia)

可能有人會argue可能會有別的方法耦合兩束光啊。但是結果你會發現能量守恆的條件太強了，跟本做不出這樣的實驗（見評論區）

可以參考這裡：

正弦波疊加能量問題，哪裡出錯了？ - 物理學 - 知乎

【求助】更新：兩束電磁波疊加成一束電磁波時能量問題？（20金幣） - 物理 - 小木蟲 - 學術科研互動社區

謝邀。

問題是，怎麼做到兩束光相干相消呢？

比如說，AB相距1光秒，在第0秒的時候，A處的振蕩電路發出電磁波，1秒後，B處振蕩電路以與到達的電磁波的反相進行振蕩，於是，B之後的地方電磁波相消了，而能量是B處的振蕩電路吸收了。

題主具體提一個兩束光相干相消的模型分析一下就知道了。

謝邀，兩束光相干光發生干涉的時候，光程差為半波長奇數倍的地方，兩束光的波峰與波谷相遇表現為振幅為零，但兩束光的傳播還是沿著自己的路徑，互不影響，能量總和也不變，且能量與各自振幅的平方成正比，與合振幅大小無關，跟機械波的原理是一樣的。

謝邀

轉移到，干涉加強的地方了。波動力學中，都會介紹吧。看問題，不要只看到一半，還有另一半咧。既然有相消，自然有加強了。

題主做邁克爾遜干涉儀實驗能把光徹底調沒有嗎？

光強跟振幅的平方有關，兩束光疊加的話是兩個波函數相加再乘以自己的復共軛，題主可以算一下相位差是pi的時候結果是不是零，可以就用平面波算。

兩束光可以在真空中相干相消，是建立在光是平面波這一假設上的，即如大神 @JoeC指出的，「考慮兩束平面波，如果這兩束平面波波矢的大小和方向相同，偏振相同，電場大小相等，相位差是 $pi$ ，那麼磁場的相位差也是 $pi$ ，並且大小相等。所以這兩束光是完全相消的，總電場磁場都是零，那麼能量密度「應該」也是零。」

然而，光是平面波僅僅只是一種近似，一般來說適用於近場（多近是由具體實驗條件決定的）。在無窮遠處，光不可能還是平面波。試想，平面波的能量密度是有限的正數，若平面波充滿整個空間，能量不就發散了嗎？

所以，兩束光在有限遠內內相干相消，在無窮遠處則不然，並不是在全空間內都能夠相干相消。所以，在這種情境下，干涉仍然只是能量在空間中的重新分配，近處的能量轉移到了遠處。

至於是不是不能在不產生其他影響的情況下將兩個源發出的光相消地耦合進入同一個模式，確實有可以討論的空間（就是我也不知道的意思）。但是我以為，現在答案中的論證並不solid。不能因為現在沒有人有能力提出可行的解決方案，而以「實驗上沒法實現這點」來作為問題的回答。就好像LIGO建成前，我們可以因為引力波探測暫時是不能實現來否定引力波的存在嗎？

兩個光子是沒法直接湮滅的……

在量子物理裡邊，干涉的是幾率幅，所以沒有什麼同時問題.

你找不到倆束光相干，空間全暗。真實的情況是空間明暗不均。空間能量重新分布。能量守恆。

你可以問如下的問題：是否存在這樣能完全相消的光場？還是有相消就一定有相長？如果是後者，那麼你的問題就不必擔心。

貌似這是存在漏洞的。單電子和單光子的干涉實驗統計到最後也呈現了干涉條紋，說明根本不存在駐波，是電子和光子的分布方式存在問題

沒有無限長先乾的兩束光這種問題上量子效應不能忽略。所以必然有的地方強有的地方弱。

干涉的本質是能量的再分配。暗條紋的能量到亮條紋那裡了。大學《光學》里有講。

增透膜，一部分相干相消，能量去了相反的方向。

按照經典電磁理論可以解釋。

就拿平面波來說，干涉本質是同頻率的兩束單色平面波在空間形成一個「電磁波」的駐波。在屏上看到了暗條紋（或者說看到了干涉相消），其實是正好把屏放到了駐波振幅為零的地方了。

駐波振幅不隨時間變化，但是它的振幅在空間是周期的，有的地方振幅大，有的地方振幅就為零，在空間能量平均一下，會發現能量值還是守恆的。

在發生干涉處反射

舉個例子，互相垂直的「相干」線偏光經過45度偏振片，透射光干涉相消，反射光一定干涉相長，也就是說，看上去透明的偏振片，此時和反射鏡一樣。

空間上發生干涉不僅僅會有干涉相消，還會有干涉相長。能量產生周期性分布。

相消不是空間所有位置都是相消的。相位形式： $omega cdot t - kcdot r$ 。

所以相消相長是交替出現的。

自己二了，對於有限長的光束，相干之後繼續前行，干涉區間內場強正負抵消。