Tyhmä kysyy
Minua on askarruttanut kysymys, kun havaittavan maailman kaikkeuden reunalla olevat tähdet galaksit säteilevät sähkömagneettista säteilyä kaikkiin suuntiin , niin törmääkö tämä säteily johonkin, kun se säteilee tavallaan maailman kaikkeuden pintaa/reuna kohti
Ihminen tahtoo ajatella että maailmankaikkeus on suljettu kupla jolla on jokin reuna mutta näinhän ei taida olla.
Eli maailmankaikkeudella ei taida olla reunaa koska ei ole olemassa maailmankaikkeuden 'ulkopuolta'.
Havaittavan maailmankaikkeuden raja ei taida olla mikään absoluuttinen, vaan se tarkoittaa sen alueen rajaa jota maapallolta käsin pystytään havaitsemaan. Ei kuitenkaan ole syytä olettaa etteikö sen rajan takana olisi mitään, siellä olevista tähdistä ja galakseista lähtenyt valo vain tulee niin kaukaa, ettei se ole maailmankaikkeuden eliniän aikana ehtinyt maapallolle asti. Fotonit ei siis törmäile mihinkään seiniin.
Kiitos vastauksista . Ilmeisesti voidaan puhua havaittavasta, eli tunnetuista maailmankaikkeudesta ja tuntemattomasta maailmankaikkeudesta josta ei ole saada, tai kerkiä tulla informaatiota meille asti. mikäli ymmärrän asian oikein
Nykyinen käsitys maailmankaikkeudesta lähtee siitä, että olisi tapahtunut alkuräjähdys. Maailmankaikkeus olisi
ollut pakattu nuppineulan päätäkin pienempään tilaan. Miksi näin -- sitä en maallikkona ymmärrä. Mutta, joka tapauksessa, tässä räjäh-
täen laajenevassa maailmankaikkeudessa on reuna, jonka jälkeen on "ei mitään" Toinen asia on sitten se, että voiko edes teoriassa
päästä "lähelle" reunaa, jos maailmankaikkeus on 4-ulotteinen. Siis 4 tilaulottuvuutta plus 1 aikaulottuvuus. Itse en pysty hahmotta-
maan 4-ulotteista hyperpalloa, mutta tällaisia teorioita on esitetty.
Suosittelen lukemaan Marcus Chownin Päättymättömät päivät kuolleena.
Perustietoa eri kosmologian teorioista pitää ehkä olla taustalla mutta tarjoaa mielenkiintoisia ajatuksia.
Itse asiasssa ulottuvuuksia voi olla joidenkin teorioiden mukaan jopa kymmenen ;)
Ongelma katoaa itsekseen kun ajatellaan maailmankaikkeuden laajentuneen inflaation aikana valoa nopeammin eikä laajenemisnopeutta suurilla etäisyyksillä myöhemminkään ole rajaattu valon nopeuteen. Oma horisonttimme kulkee siinä missä laajenemisnopeus on valon nopeus.
Kaizu
Niinhän tuota alkuräjähdystä aina kansantajuisesti selitetään, että koko maailmankaikkeus on ollut pienen pienessä pisteessä ja siitä sitten räjähtänyt ja alkanut laajeta. Mutta sitten vähän pidemmälle menneissä selityksissä olen törmännyt selitykseen, että tuota pistettä ei itse asiassa ole olemassa. Eikös yksi kosmologian aivan perussääntöjä ole, että maailmankaikkeus on joka paikassa ja kaikkialla kutakuinkin keskimäärin aivan samanlainen. Olemme sitten missäpäin kaikkeutta tahansa, kaikki muu liikkuu meistä pois päin. Jos pelkästään mitataan maailmankaikkeuden laajentumista suhteessa tarkkailijaan, niin mikä tahansa paikka universumissa on se keskipiste jossa räjähdys olisi tapahtunut.
Ei meinaa maalaispojan järki riittää... tähänkään.
Toisaalta jos kaiken aineen lisäksi myös kaikki avaruus eli kaikki tyhjä tilakin oli alussa pakkautuneena siihen pisteeseen niin ongelma ratkeaa. Silloin mikä tahansa paikka maailmankaikkeudessa on alkuräjähdyksen tapahtumapaikka, koska sekin on ollut pakattuna siihen pisteeseen.
-Warning maallikko mutuilua-
Koska tilaa syntyy, maailmankaikkeuden tila-avaruus ei ole jokapuolella yhtä vanhaa, niin lienee olemassa se "plancin mitta" joka on kaikkein vanhin ja tätä voi pitää "alkupisteenä". Mutta mitään äärtä maailmankaikkeudella ei ole, eikä siten keskipistettäkään.
Loppupelissä kaikki oikeestaan johtuu informaation liikkumisnopeudesta ja entropian määrästä.
Mä ajattelen aina toisinpäin tän jutun ymmärtämisen helpottamiseksi (ja tainnut sen tännekkin jo kirjoittaa), maailmankaikkeus on ollut ääretön ihan alusta asti ja täynnä materiaa, mutta informaatio on kulkenut äärettömän nopeasti pisteestä toiseen ja entropia eli mahdollisten tilojen määrä on ollut 1.
Ts. hiukkaset on olleet äärettömän suuria, kun alkuräjähdys tapahtui kaikki alkoi kutistumaan äärettömässä maailmankaikkeudessa, hiukkasten väleihin tuli tilaa ja entropia alkoi kasvamaan. Mikään siis ei laajene mihinkään vaan kaikki materia kutistuu. Tämä ajattelumalli kumoaa tuon ensimmäisen virkkeen vanhimmasta "tilasolusta".
Onko musta aukko siis yksittäinen "super atomi aikojen alusta" .. entropia vain tuottaa ongelmia, musta aukko ei voi palata ajassa taakseppäin ja olla alkuräjähdyksen kaltainen koska muutoin entropiaa hukkuisi, alkuräjähdyksessä ei paljon entropiaa ollut.... jaaha.. brainstormi läks liikkeelle, otanpa olusen ja mietin maailmankaikkeuden ihmeitä :grin:
Lainaus käyttäjältä: Lauri Kangas - 13.03.2009, 13:41:42
Toisaalta jos kaiken aineen lisäksi myös kaikki avaruus eli kaikki tyhjä tilakin oli alussa pakkautuneena siihen pisteeseen niin ongelma ratkeaa. Silloin mikä tahansa paikka maailmankaikkeudessa on alkuräjähdyksen tapahtumapaikka, koska sekin on ollut pakattuna siihen pisteeseen.
Tää on taas ihan kauheeeta!!! Meikäläinen näkee aina paketit sellaisina kappaleina joilla on jonkin sortin rajat olemassa, miten sitä voisi yhtäkkiä miettiä kaikkea yhtenä atomina joka leviää kerralla joka paikkaan? Jos olisikin jokin pakkaus reunoineen, voisi olettaa että reunimmaiset osat menisivät poksahduksessa edellä, mutta kun ei...
Tämä keskustelu ei tee hyvää psyykelle!
Kari
Eli siis jos koko maailmankaikkeus on ollut pienessä pisteessä. Aika, avaruus, materia, ihan kaikki. Niin tuota pistettähän ei olisi ollut mahdollista tarkkailla ulkopuolelta, koska ulkopuolta ei ole ollut olemassa. Kaikki on ollut siinä nuppineulan päässä. Jos taas pääsisimme tarkkailemaan maailmaa sinne pisteen sisään ennen räjähdystä, niin olisimmeko rajattomassa maailmankaikkeudessa, jossa vallitsisi meille täysin tuntemattomat fysiikan lait?
Voidaanko edes siis sanoa, että kaikki on ollut pienessä pisteessä, koska se piste olisi ollut kaikki mitä on. Jos laittaisimme ajan kulkemaan taakse päin, niin voiko rajaton maailmankaikkeus pienentyä? Kun ei ole sitä ulkopuolta? Havaitsisimme ainoastaan, että maailmankaikkeuden materia olisi koko ajan tiheämmässä ja tiheämmässä, mutta eihän missään vaiheessa tule hetkeä, jolloin voisimme ojentaa kätemme ja työntää sen maailmankaikkeuden ulkopuolelle?
Työpaikan kahvissa on tänään omituinen sivumaku...
Petri... meidän täytyy vähän keskustella, sun työkaverit on huolissaan....
Kari
Pöh. Samaa kahvia ne hullut juo.
En mä ole huolissani sun kahvin juomisesta, kahvi tunnetusti parantaa aivotoimintaa...
:wink:
Kari
LainaaVoidaanko edes siis sanoa, että kaikki on ollut pienessä pisteessä, koska se piste olisi ollut kaikki mitä on. Jos laittaisimme ajan kulkemaan taakse päin, niin voiko rajaton maailmankaikkeus pienentyä? Kun ei ole sitä ulkopuolta? Havaitsisimme ainoastaan, että maailmankaikkeuden materia olisi koko ajan tiheämmässä ja tiheämmässä, mutta eihän missään vaiheessa tule hetkeä, jolloin voisimme ojentaa kätemme ja työntää sen maailmankaikkeuden ulkopuolelle?
Kun massa/energia pakkautuu pienempään tilaan (tilahan ei ole ääretön vaikka se on rajaton), kasvaa myös kaareutuminen (maailmankaikkeuden massan/energian määrähän ei ole ääretön, vaikka suurehko onkin).
JV
PS. Mitäs jos maailmankaikkeus pyörii?
Lainaus käyttäjältä: jaava - 03.06.2009, 10:02:19
Kun massa/energia pakkautuu pienempään tilaan (tilahan ei ole ääretön vaikka se on rajaton), kasvaa myös kaareutuminen (maailmankaikkeuden massan/energian määrähän ei ole ääretön, vaikka suurehko onkin).
Mitäköhän tarkoittaa: tilahan ei ole ääretön vaikka se on rajaton. Miten tämä pitäisi ymmärtää?
Asia on helpompi ymmärtää kun jättää yhden ulottuvuuden pois. Pallon pinta on hyvä esimerkki. Pinta-ala on äärellinen mutta pinta on rajaton eli ei ole reunoja.
Kaizu
Lainaus käyttäjältä: Kaizu - 04.06.2009, 11:03:08
Asia on helpompi ymmärtää kun jättää yhden ulottuvuuden pois. Pallon pinta on hyvä esimerkki. Pinta-ala on äärellinen mutta pinta on rajaton eli ei ole reunoja.
Tarkoitatko tällä 4-ulotteista (tilaulotteista) kosmologiamallia, jossa suora onkin suuren ympyrän kaari? Vai onko 3-ulotteisessa maailmankaikkeudessa avaruuden kaareutumisesta seurauksena se, että "suorat" aina kaareutuvat ympyröiksi (tai epämuotoisiksi kehiksi)?
En ymmärtänyt kysymystä. Mikä on 4-ulotteinen kosmologiamallli?
Tarkoitin palloesimerkillä sitä että pallon pinta-ala voidaan sekä mitata että laskea eli sitä on jokin äärellinen määrä. Pallon pinnalla ei kuitenkaan ole reunoja, eli se on rajaton.
Kaizu
Lainaus käyttäjältä: Kaizu - 05.06.2009, 00:08:44
En ymmärtänyt kysymystä. Mikä on 4-ulotteinen kosmologiamallli?
Puolisen vuotta sitten lueskelin Paul Daviesin kirjaa "Kultakutrin arvoitus" ja siinä esitettiin muistaakseni tämä 4-ulotteinen universumi, jota myöskin hyperpalloksi nimitettiin. Olen vain miettinyt, josko tästä on tuo rajattomuus peräisin. Ymmärtääkseni 3-ulotteisessa universumissa tullaan joskus rajalle, jonka jälkeen materia loppuu, ja myöskin avaruus eli siinä "törmätään seinään". Minkälainen tämä seinä (raja) sitten on, siitä en tiedä.
LainaaYmmärtääkseni 3-ulotteisessa universumissa tullaan joskus rajalle, jonka jälkeen materia loppuu, ja myöskin avaruus eli siinä "törmätään seinään".
Kaitsun esittämä analogia kolmessa ulottuvuudessa toimii neljässä ulottuvuudessa siten, että esimerkiksi 4-ulotteinen "pallo" (tai torus, munkkirinkilä, satulapinta) voi pitää sisällään rajattoman 3-ulotteisen tilan, jonka tilavuus on äärellinen. Tuota on melkoisen vaikea hahmottaa ihan vaan aivossa pyörittelemällä. Teoreettisen fysiikan on kuitenkin käytettävä mallia, joka vastaa parhaiten havaintojamme.
Jos ajattelee 3-ulotteisen pallopinnan, niin siinähän saadaan 2-dimensionaalinen rajaton pinta. Kun lisätään yksi ulottuvuus (pinnalle ylös ja alas suunta), joka kaartuu myös palloksi, saadaan 4-ulotteinen pallo, jonka sisällä on 3-dimensionaalinen rajaton tila.
JV
Juuri näinhän minäkin ajattelin.... :angel:
Kysästään nyt vaikka tässä ketjussa tyhmiä asioita jotka valvottaa öisin :laugh:
Millainen on liikkuvan massallisen kappaleen gravitaatiokenttä ?
Meinaan että jos vaikka kaksoisrakokoetta tehdään elektroneilla ja se tuottaa interferenssikuvion, ei pystytä sanomaan mistä raosta se hiukkanen menee, jos sitä minkä raon kautta elektroni kulki, yritetään mitata interferenssiä ei näy. Mutta gravitaation kai pitäisi vaikuttaa ympäristöönsä "mittaamattakin", eikö se hiukkanen vaihda liikkeensä aikana gravitoneja/taivuttaa maaimankaikkeutta etc.. onko tuo gravitaatiokenttä siis senkaltainen kuin hiukkasella olisi vai laajemmalle alalle levinnyt aaltofunktio ?
Gravitaatiota ei vielä ole onnistuttu kytkemään alkeishiukkasiin. Homma on työn alla, LHC:llä yritetään etsiä Higgsin bosonia, joka antaisi hiukkaille massat. Voipi olla että löytyy mutta voi olla löytymättännii. Jälkimmäinen tapaus aiheuttaa fyysikoille lisää päänvaivaa. Yleisen suhteellisuusteorian mukaan gravitaatio on avaruuden ominaisuus.
Kaizu
Lainaus käyttäjältä: MikkoM - 10.12.2009, 13:24:08Millainen on liikkuvan massallisen kappaleen gravitaatiokenttä?
Aika hankala laskettava :grin:
Yleisen suhteellisuusteorian mukaan pyöritellen relativistisella nopeudella liikkuvan massallisen kappaleen gravitaatiovaikutus ympäristöönsä kuitenkin kasvaa. Se, miten tämä ilmenee ja miten se mitataan ei kuitenkaan ole mitenkään suoraviivainen asia. Tässä asiasta StateMaster.com:ssa (ettei aina sitä Wikipediaa :wink:):
LainaaUnfortunately, it is not clear how to measure the "gravitational field" of a single relativistically moving object. It is clear that it is possible to view gravity as a force when one has a stationary metric - but the metric associated with a moving mass is not stationary.
While definitional and measurement issues constrain our ability to quantify the gravitational field of a moving mass, one can measure and quantify the effect of motion on tidal gravitational forces. When one does so, one finds that the tidal gravity of a moving mass is not spherically symmetrical - it is stronger in some directions than others. One can also say that, averaged over all directions, the tidal gravity increases when an object moves.
Some authors have used the total velocity imparted by a "flyby" rather than tidal forces to gain an indirect measure of the increase in gravitational "effective mass" of relativistically moving objects (Olson & Guarino 1985)
While there is unfortunately no single definitive way to interpret the space-time curvature caused by a moving mass as a Newtonian force, one can definitely say that the motion of the molecules in a hot object increases the mass of that object.
Note that in General Relativity, gravity is caused not by mass, but by the stress-energy tensor. Thus, saying that a moving particle has "more gravity" does not imply that the particle has "more mass". It only implies that the moving particle has "more energy"
Linkki: http://www.statemaster.com/encyclopedia/Mass-in-General-Relativity
Ehkä kvanttipainovoimateoria ratkaisee tämän ongelmavyyhden sitten aikanaan.
Lainaus käyttäjältä: MikkoM - 10.12.2009, 13:24:08
Kysästään nyt vaikka tässä ketjussa tyhmiä asioita jotka valvottaa öisin :laugh:
Millainen on liikkuvan massallisen kappaleen gravitaatiokenttä ?
Meinaan että jos vaikka kaksoisrakokoetta tehdään elektroneilla ja se tuottaa interferenssikuvion, ei pystytä sanomaan mistä raosta se hiukkanen menee, jos sitä minkä raon kautta elektroni kulki, yritetään mitata interferenssiä ei näy. Mutta gravitaation kai pitäisi vaikuttaa ympäristöönsä "mittaamattakin", eikö se hiukkanen vaihda liikkeensä aikana gravitoneja/taivuttaa maaimankaikkeutta etc.. onko tuo gravitaatiokenttä siis senkaltainen kuin hiukkasella olisi vai laajemmalle alalle levinnyt aaltofunktio ?
Tarkoitatko että gravitaatiokentän avulla voitaisiin tietää meneekö elektroni vain toisesta raosta vai molemmista yhtäaikaa? Jos gravitoni olisi löydetty, niin sen puolesta ehkä voitaisiin mittaus tehdä, mutta gravitaatio on 10 potenssiin 42 kertaa heikompi voima kuin sähkömagneettinen voima, joten tuskin niin herkkiä mittareita voitaisiin tehdä. Ideana ihan mielenkiintoinen :smiley:
Hei taas,
Lisää tietämättömän kysymyksiä:
Aina puhutaan valon nopeudesta. Onko kuitenkin kaikilla valon taajuuksilla sama nopeus ? Kaikki ne ovat sähkömagneettista säteilyä, mutta voiko taajuus vaikuttaa nopeuteen?
Toisaalta valolla on myös hiukkas luenne. Onko valon "hiukkasmassa" sama kaikilla taajuuksilla ?
t vesa_k
LainaaHei taas,
Lisää tietämättömän kysymyksiä:
Aina puhutaan valon nopeudesta. Onko kuitenkin kaikilla valon taajuuksilla sama nopeus ? Kaikki ne ovat sähkömagneettista säteilyä, mutta voiko taajuus vaikuttaa nopeuteen?
Toisaalta valolla on myös hiukkas luenne. Onko valon "hiukkasmassa" sama kaikilla taajuuksilla ?
t vesa_k
Valonnopeus on vakio, joka ei riipu valon taajuudesta. Valonnopeus on yksi ja sama aina. Nopeuteen vaikuttaa vain mahdollinen väliaine hidastavasti. Nopeus on sama kaikelle sähkömagneettiselle säteilylle. Oikeastaan ei voi erottaa valoa säteilynä radioaalloista tai röntgensäteistä. Ne ovat kaikki samoja fotoneja, joilla on vain eri taajuus ja siten energia.
Fotoni on massaton tai tarkalleen sillä ei ole lepomassaa, mutta sillä on liikemäärää eli liikkeen myötä massaa. Liikemäärä taas on verrannollinen taajuuteen. Eli liikemäärä ja siten massa riippuu fotonin taajuudesta.
Edelliseen vielä sellainen lisäys, että tyhjiössä valon nopeus on väristä riippumatta sama. Väliaineessa eri värit hidastuvat eri verran.
Lainaus käyttäjältä: Alfa_UMi - 08.03.2010, 00:55:59
Fotoni on massaton tai tarkalleen sillä ei ole lepomassaa, mutta sillä on liikemäärää eli liikkeen myötä massaa. Liikemäärä taas on verrannollinen taajuuteen. Eli liikemäärä ja siten massa riippuu fotonin taajuudesta.
Tämä oli minulle täysin uutta fysiikkaa. Missä ja milloin on fotonille mitattu massa?
Kaizu
LainaaTämä oli minulle täysin uutta fysiikkaa. Missä ja milloin on fotonille mitattu massa?
Kaizu
Liikemassa on eri kuin lepomassa. Fotonilla ei tietenkään ole lepomassaa, mutta sillä on liikemassaa. Liikemassa riippuu täysin taajuudesta seuraavasti:
p=h/lambda ja p=mv, joissa p on liikemäärä, h on Planckin vakio, lambda on aallonpituus, m on massa ja v on nopeus, joka tässä on c eli valonnopeus
c= f*lambda => lambda=c/f , jossa f on taajuus
Täten mv=h/lambda => mc=h/c/f => mc=hf/c => m=hf
^
Niin unohtakaa tämä nyt, kun siinä ei ole päätä eikä häntää. En tarkoita tätä ollenkaan enää.
lainaus:Fotoni on massaton tai tarkalleen sillä ei ole lepomassaa, mutta sillä on liikemäärää eli liikkeen myötä massaa. Liikemäärä taas on verrannollinen taajuuteen. Eli liikemäärä ja siten massa riippuu fotonin taajuudesta.
Voiko näin päätellä esim, että punasiirtymä johtuisikin siitä, että "punaisella" fotonilla on suuri liikemassa ja tästä syystä se taipuu enemmän gravitaatiokentässä ja täten "hidastuu" tullessaan maahan kaukaisesta kohteesta ?
vesa_k
Lainaus käyttäjältä: Alfa_UMi - 08.03.2010, 01:18:15
Täten mv=h/lambda => mc=h/c/f => mc=hf/c => m=hf
Viimeinen ei pidä paikkaansa (c:t ei supistu pois). E = hf on fotonin energia ja kun se skaalataan massaksi (E = mc^2) saadaan m = E/c^2 = hf/c^2. Liikemassa eli relativistinen massa on fysiikassa nykyään hieman aikansa elänyt termi, ja nykyään suositaankin toisenlaisia ajattelu- ja esitystapoja sen sijaan, että ajateltaisiin fotonillakin olevan liikkeen myötä massaa.
Lainaus käyttäjältä: vesku55v - 08.03.2010, 01:35:01
Voiko näin päätellä esim, että punasiirtymä johtuisikin siitä, että "punaisella" fotonilla on suuri liikemassa ja tästä syystä se taipuu enemmän gravitaatiokentässä ja täten "hidastuu" tullessaan maahan kaukaisesta kohteesta ?
Punasiirtymä johtuu ihan yksinkertaisesti säteilylähteen ja havaitsijan välisen nopeuseron aiheuttamasta Doppler-siirtymästä. Gravitaatiolinsseillä ei tietääkseni tapahdu dispersiota eli kaiken väriset fotonit taipuvat gravitaatiokentässä samaa reittiä.
Kiitos, näin ajattelinkin, eli valo taipuu tasaisesti gravitaatiokentässä.
Onko fotoni siis 2 tilainen "partikkeli" se on olemassa ja sillä on massaominaisuus valon nopeudella tai sitä ei ole olemassa.
Miten tämä fotonin käyttäytyminen Bosen–Einsteinin kondensaatissa ? Mitä sille tapahtuu ? Siellähän yksittäinen fotoni voidaan lähes pysäyttää.
Vesa_k
LainaaViimeinen ei pidä paikkaansa (c:t ei supistu pois). E = hf on fotonin energia ja kun se skaalataan massaksi (E = mc^2) saadaan m = E/c^2 = hf/c^2. Liikemassa eli relativistinen massa on fysiikassa nykyään hieman aikansa elänyt termi, ja nykyään suositaankin toisenlaisia ajattelu- ja esitystapoja sen sijaan, että ajateltaisiin fotonillakin olevan liikkeen myötä massaa.
Tjaah tosiaan E=hf - ei pidä laskea yöllä väsyneenä :D vaikka fyysiikkaa onkin kiva harrastaa yön pimeinä tunteina... Kun ajattelee vaikeemman kautta pääty helposti väärään tai vain puolitiehen. Suhteellisuusteoria on niin hauska, että se kiusaa, jos menee ja unohtaa sen. Onneksi olit korjaamassa :).
Helpointa tuo on juuri ajatella siitä, että massa on tosiaan sama asia kuin energia.
Yön fysiikasta tulee kaiho palata lukioon takaisin leikkimään elektroniputkilla. Elektronien difraktion osoittamiseen tarkoitettu putki oli niin paras.
Lainaus käyttäjältä: Alfa_UMi - 08.03.2010, 01:18:15
Liikemassa on eri kuin lepomassa. Fotonilla ei tietenkään ole lepomassaa, mutta sillä on liikemassaa. Liikemassa riippuu täysin taajuudesta seuraavasti:
p=h/lambda ja p=mv, joissa p on liikemäärä, h on Planckin vakio, lambda on aallonpituus, m on massa ja v on nopeus, joka tässä on c eli valonnopeus
No argh! :rolleyes:
Koko tämä keskustelu pissii siinä vaiheessa, kun p = mv koska tuo liikemääräksi kutsuttu suure on
erikoistapaus yleisemmästä suureesta (yleistetty liikemäärä, konjugoitu impulssi tai mitä nimeä siitä suomeksi haluaakaan käyttää...) 1) suoraviivaisessa liikkeessä olevalle ja 2) massalliselle kappaleelle. Koska fotoni on massaton, tuota määritelmää ei siis voi soveltaa siihen. (En tiedä onko MAOLin taulukoissa yhä kaava "liikemassalle", mutta senkin valossa pitäisi olla selvää, ettei lepomassattomalla kappaleella yksinkertaisesti voi olla myöskään "liikemassaa". Kaksi saman tuloksen antavaa laskukaavaa kun eivät saa olla ristiriidassa keskenään ;) )
Ihan aikuisten oikeesti fotonin, kuten muidenkin hiukkasten, liikemäärä pitäisi kaivaa kvanttimekaanisen liikemääräoperaattorin ( http://en.wikipedia.org/wiki/Momentum_operator ) avulla sen aaltofunktiosta, mutta onneksi de Broglien aallonpituuteen perustuva kaava p = h/λ antaa saman tuloksen :grin:
Lainaus käyttäjältä: Lauri Kangas - 08.03.2010, 01:40:47
Punasiirtymä johtuu ihan yksinkertaisesti säteilylähteen ja havaitsijan välisen nopeuseron aiheuttamasta Doppler-siirtymästä. Gravitaatiolinsseillä ei tietääkseni tapahdu dispersiota eli kaiken väriset fotonit taipuvat gravitaatiokentässä samaa reittiä.
Tämä on vähän tulkintajuttu. Punasiirtymä kun voi aiheutua monesta eri prosessista, jotka eivät oikeastaan liity Dopplerin ilmiöön mitenkään.
Jos ajatellaan tilannetta, jossa fotoni etenee gravitaatiokantässä (esim. massiivisen tähden pinnalta tai mustan aukon lähistöltä ulospäin), punasiirtymä johtuu oikeastaan siitä, että "kiivetessään" pois tähden gravitaation aiheuttamasta aika-avaruuden "kuopasta", se menettää omaa energiaansa samaan tapaan kuin kuoppaan pudonneen mattimeikäläisen pitää tehdä työtä kuopasta päästäkseen. Koska pienempi energia vastaa pienempää taajuutta, eli suurempaa aallonpituutta, fotoni muuttuu punaisemmaksi.
Samalla tavalla maailmankaikkeuden laajeneminen aiheuttaa sen läpi kulkevalle fotoniparalle energiahäviötä, joka sitten havaitsijalle näkyy fotonin kosmologisena punasiirtymänä.
Niin... ja se Ihan Oikea Selitys sisältää energia-impulssitensoreita ja niiden yhteyksiä avaruuden geometriaan tavalla, jonka ns. Einsteinin yhtälöt määrittelevät :cool:
Kappaleen liike-energian kaavassa E=m0 x c2/sqr(1-v2/c2) - m0 x c2, on viivan alla termi joka lähenee nollaa kun v lahenee c:tä . Jos siis kappaleella nimeltä fotoni on jokin nollasta poikkeava lepomassa lähenee liike-energia ääretöntä kun fotoni kiihdyyttelee valon nopeuteen. Toistaiseksi mikään mittaus ei ole osoittanut fotonilla olevan massaa. Tietämäni mukaan ei myöskään ole havaittu fotonia joka olisi liikkunut jollain muulla kuin valon nopeudella. Toisaalta, kun lepomassa on 0 ja v=c tulee kaavasta hassun näköinen E=0/0-0.
Kaizu
Nyt sekaannun asiaan josta ei ole hajuakaan, mutta.. voisko tämä jotenkin liittyä fotonien massaan.. tai johonkin ?
Mieleeni muistui ( olikohan Heurekan myymälässä nähty ) matkamuisto apparaatti - yritän kuvailla laitten :
Laite oli lasi, jonka sisään oli imetty tyhjiö. lasin sisällä oli myös pienen pieni vesirataksen siiveltä näyttävä siipi, rataksen siivet oli maalattu toiselta puolelta mustiksi ja toiseltapuolelta valkoiseksi. Nyt kun lasin laittoi auringonvaloon, alkoi pieni siipi pyöriä. Myyjä kertoi että siiven pyöriminen johtui fotonien törmäysenergiasta , valkoiseen osuvat fotonit kimmahtavat pois ja mustaan osuvat fotonit "imeytyvät" siipeen. Fotonin kimpoamisesta syntyy isompi voima , kun fotonin imeytymisestä - ja siksi siipi pyörii voimakkaassa valossa - näin myyjä minulle selitti ilmiön. Minulle ainakin jäi käsitys että fotonithan sitä pientä siipeä pyöritti, olisi pitänyt ostaa se laite.
Miustaako kukaan tai tietääkö kyseisestä laitteesta ja ennen kaikkea voisiko sen siiven pyörittäjänä olla fotonien liike energia ( mikäli kyseistä laitetta on edes olemassa )
Kysymys lienee tästä
http://en.wikipedia.org/wiki/Crookes_radiometer (http://en.wikipedia.org/wiki/Crookes_radiometer)
Kaizu
LainaaKoko tämä keskustelu pissii siinä vaiheessa, kun p = mv koska tuo liikemääräksi kutsuttu suure on erikoistapaus yleisemmästä suureesta (yleistetty liikemäärä, konjugoitu impulssi tai mitä nimeä siitä suomeksi haluaakaan käyttää...) 1) suoraviivaisessa liikkeessä olevalle ja 2) massalliselle kappaleelle. Koska fotoni on massaton, tuota määritelmää ei siis voi soveltaa siihen.
Niin tiedän, että pissii. Mutta näpräsin vaan nopeasti paperilla mitä mieleen tuli, mikä tietysti johtaa tälläiseen. Mieleen tulojärjestys ei ole hyvä, kun hetken oottais ni ois voinu muistaa E=mc^2 ja niin pois päin.
Olisi kai sitten pitänyt puhua vain liikemäärästä ja energiasta.
Jos ei ole havaittu fotonia, joka liikkuu muutoin kuin valonnopeudella tarkoittanee tyhjiössä. Erillaisissa valiaineissa fotoni voi hidastua.
Lainaus tiedelehdestä 8/2000:
Noin vuosi sitten tanskalainen, Bostonissa työskentelevä Lene Hau valmisti ryhmänsä kanssa ultrakylmissä oloissa erikoisen tiheää atomikaasua, niin kutsuttua Bosen–Einsteinin kondensaattia, jossa valo hidastui niin paljon, että kilpapyöräilijä olisi voittanut sen kisassa. "Pyörällä valoa nopeammin", otsikoivat lehdet. Suhteellisuusteoria ei kiellä tällaista, sillä se sanelee ainoastaan, ettei valon tyhjiönopeutta voi ylittää.
Turun yliopiston fysiikan professori Kalle-Antti Suominen kertoo Haun sittemmin hidastaneen valon jo kävelynopeuteen!
Jos fotonilla ei ole massaa, niin miksi se taipuu gravitaatiokentässä ?
vesa_k
Lainaus käyttäjältä: vesku55v - 09.03.2010, 00:55:09
Jos fotonilla ei ole massaa, niin miksi se taipuu gravitaatiokentässä ?
Massiivisen kappaleen lähellä avaruus kaareutuu samalla tavalla kuin kumikalvo jonka keskellä on painava kuula. Kun "valonsäde" laitetaan kulkemaan suoraviivaista reittiä tällaista kalvoa pitkin, se kaareutuu kuopan suuntaan. Jos kappale ei ole liian massiivinen (=kuoppa ei ole liian syvä), valo ei putoa kuoppaan vaan jatkaa matkaansa suuntaa muuttaneena.
Lainaus käyttäjältä: Kaizu - 08.03.2010, 23:48:03
Kysymys lienee tästä
http://en.wikipedia.org/wiki/Crookes_radiometer (http://en.wikipedia.org/wiki/Crookes_radiometer)
Kaizu
Joo , just toi. Eikä näköjään kyse ollut fotonien törmäysenergiasta.
Lainaus käyttäjältä: vesku55v - 09.03.2010, 00:55:09
Jos ei ole havaittu fotonia, joka liikkuu muutoin kuin valonnopeudella tarkoittanee tyhjiössä. Erillaisissa valiaineissa fotoni voi hidastua.
Noin vuosi sitten tanskalainen, Bostonissa työskentelevä Lene Hau valmisti ryhmänsä kanssa ultrakylmissä oloissa erikoisen tiheää atomikaasua, niin kutsuttua Bosen–Einsteinin kondensaattia, jossa valo hidastui niin paljon, että kilpapyöräilijä olisi voittanut sen kisassa. "Pyörällä valoa nopeammin", otsikoivat lehdet.
Valo hidastuu, fotoni ei. Valo etenee väliaineessa niin että yksittäiset fotonit etenevät atomilta toiselle, viettävät hetken aikaa esim. elektronikehän viritystilojen pyörteissä ja taas jatkavat seuraavan atomin luo, pikkuriikkisen kuin mehiläiset kukkakedolla. Fotonilta kestää väliaineen läpäiseminen tällä tavoin selkeästi kauemmin kuin jos sama matka olisi tyhjiötä. Silloin kun fotoni etenee, se etenee täysillä. Onko väliaineen läpi päässyt fotoni edes sama joka matkan aloitti, voidaan tietenkin kysyä.
Kaizu
Lainaus käyttäjältä: Kaizu - 09.03.2010, 10:23:57
Valo hidastuu, fotoni ei. Valo etenee väliaineessa niin että yksittäiset fotonit etenevät atomilta toiselle, viettävät hetken aikaa esim. elektronikehän viritystilojen pyörteissä ja taas jatkavat seuraavan atomin luo, pikkuriikkisen kuin mehiläiset kukkakedolla. Fotonilta kestää väliaineen läpäiseminen tällä tavoin selkeästi kauemmin kuin jos sama matka olisi tyhjiötä. Silloin kun fotoni etenee, se etenee täysillä. Onko väliaineen läpi päässyt fotoni edes sama joka matkan aloitti, voidaan tietenkin kysyä.
Kaizu
Kiitos Kaizu, vihdoinkin se selvisi, aina olen kuullut puhuttuttavan valon nopeuden vakioisuudesta ja samaan hengenvetoon sanottu sen samaisen valon kulkevan tietyissä tilanteissa hitaammin. Ja toisaalta taas on sanottu, että valo kulkee aina täysillä eikä voi edes "kurveihin" hidastaa.
Juha
Lainaus käyttäjältä: Timo Kantola - 09.03.2010, 05:57:36
Joo , just toi. Eikä näköjään kyse ollut fotonien törmäysenergiasta.
Minäkin mietin pitkään onko fotonilla törmäysenergiaa, koska sillä ei ole massaa, ja yllätyin että "aurinkomylly" ei toimi fotonin törmäyksen voimasta. Muistan lukeneeni jostakin kosmologiakirjasta, että jossakin mittausasemalla on mitattu kosmisen säteen törmäysenergiaksi pesäpallon energia kun se mailasta lähtee. Tämä selittyy sillä, että kyseessä on massallinen hiukkanen jonka nopeus lähentelee valonnopeutta.
Erikseen on kuitenkin säteilypaine, joka perustuu taas fotonin liikemäärään.
Kiitos. Tässä oppii paljon uutta ja samalla herää uusia kysymyksiä.
Eli mikäli olen ymmärtänyt fotoni on olemassa kun se liikkuu valonnopeudella. Muuten sitä ei ole olemassa.
Tällöin kun se on olemassa sillä on dualistinen olemus; aalto ja hiukkanen, jolla ei kuitenkaan ole massaa.
Näin maallikosta tuntuu sekavalta, mutta näin täytynee olla, jotta teoriat ja havainnot saadaan selitettyä.
vesa_k
Lainaus käyttäjältä: vesku55v - 09.03.2010, 15:36:30
Näin maallikosta tuntuu sekavalta, mutta näin täytynee olla, jotta teoriat ja havainnot saadaan selitettyä.
Yliopistossa opetetaan että jos luulet ymmärtäväsi kvanttimekaniikkaa, et todellisuudessa vielä ymmärrä sitä. Sama varmaan pätee suhteellisuusteoriaan. Ne ovat vain kokoelma järjenvastaisia ideoita, jotka sattuvat selittämään hyvin havaintojamme järjenvastaisesta maailmankaikkeudesta, niinkuin sanoitkin.
Matematiikka taitaa olla paras tapa "ymmärtää" kumpaakin teoriaa. Meidän aivomme ovat Darvinin löytämien periaatteiden mukaisesti sopeutuneet siihen että löydämme tästä epärelativistisesta maailmasta ruokaa ja parittelukumppanin sekä vältymme tulemasta syödyksi liian varhain. Näihin juttuihin ei Lorenz-muunnnosta tarvita.
Kaizu
Lainaus käyttäjältä: Alfa_UMi - 09.03.2010, 14:37:54
Erikseen on kuitenkin säteilypaine, joka perustuu taas fotonin liikemäärään.
Liikemäärän kaava P=m0 x v /sqr(1-v2/c2) johtaa fotonin kohdalla hassuun lopputulokseen p=0 x c/0 eli aika lailla määrittelemätön.
Energiaa fotonilla on ja siitä on johdettu liikemäärä p=E/c ja se näkyy voimana kappaleessa joka absorboi tai emittoi fotonin. Oikein hyvällä peilillä säteilypaineen voima saadaan tuplattua kun fotonit palautetaan sinne mistä ovat tulleetkin. Auringon aikaansaama säteilypaine Maan etäisyydellä on 0,0001Pa eli 1N/ha. Siitä voi maanomistaja laskea millä voimalla tontti yrittää paeta auringosta poispäin kesäaikaan ja millä voimalla talvella. Mittaaminen voi olla haasteellista. Toisaalta, kun tontti sijaitsee köykäisellä asteroidilla ja Newtonit vaikuttavat miljoonia vuosia, on säteilypaineella vaikutusta kiertorataan.
Kaizu
Lainaus käyttäjältä: Alfa_UMi - 09.03.2010, 14:37:54
Erikseen on kuitenkin säteilypaine, joka perustuu taas fotonin liikemäärään.
Sehän tässä on outoa, että "aurinkomylly" ei pyöri säteilypaineen voimalla vaan lämmön aiheuttaman molekyylien liikkeen voimalla. Tarkoittaako säteilypaine vain massallisten hiukkasten kuten elektronien ja ionien aiheuttamaa painetta?
Lainaus käyttäjältä: mistral - 09.03.2010, 21:46:51
Tarkoittaako säteilypaine vain massallisten hiukkasten kuten elektronien ja ionien aiheuttamaa painetta?
Ei vaan nimenomaan sähkömagneettisen säteilyn massattomien välittäjähiukkasten eli fotonien aiheuttamaa painetta.
Lainaus käyttäjältä: Lauri Kangas - 09.03.2010, 22:05:25
Ei vaan nimenomaan sähkömagneettisen säteilyn massattomien välittäjähiukkasten eli fotonien aiheuttamaa painetta.
Siis fotonilla onkin törmäysenergiaa. Wikipediassa väitettiin, että Crookes radiometer ei toimi fotonien säteilypaineen voimalla, vaan lämmön aiheuttaman molekyylien liikkeen voimalla :huh:
Molemmat voimat vaikuttavat mutta molekyylien liikken aikaansaama voima on paljon suurempi. Wikipedian esimerkin mukaisen laitteen pyörimissuunta kääntyisi toisin päin jos se toimisi säteilypaineella eli roottorissa musta puoli menisi edellä.
Kaizu
Tietenkään säteilypaineella ei ole merkitystä meidän makroskooppisessa maailmassamme. En tarkoittanut, että sillä mitään pyöriteltäisiin vaan halusin tuoda esiin sen olemassa olon, koska kaikki eivät sitä tunne.
Muuten, alunperinhän tuo Crookesin radiometri oli juuri tarkoitettu säteilypaineen mittaamiseen, mutta ei sattuneesta syystä toimi kuten pitäisi :D.
Lainaus käyttäjältä: Kaizu - 09.03.2010, 10:23:57
Valo hidastuu, fotoni ei. Valo etenee väliaineessa niin että yksittäiset fotonit etenevät atomilta toiselle, viettävät hetken aikaa esim. elektronikehän viritystilojen pyörteissä ja taas jatkavat seuraavan atomin luo, pikkuriikkisen kuin mehiläiset kukkakedolla. Fotonilta kestää väliaineen läpäiseminen tällä tavoin selkeästi kauemmin kuin jos sama matka olisi tyhjiötä. Silloin kun fotoni etenee, se etenee täysillä. Onko väliaineen läpi päässyt fotoni edes sama joka matkan aloitti, voidaan tietenkin kysyä.
Uskomattoman vaikea saada pelkän googlen avulla varmaa vastausta "yksinkertaiseen" kysymykseen: tapahtuuko tavallisen ikkunalasin ja sen läpi kulkevan fotonivuon vuorovaikutuksessa stimuloitu emissio? Eli että yksi fotoni virittää elektronin, ja toisen fotonin sm-kenttä purkaa virityksen, lopputuloksena kaksi fotonia joista molemmilla jälkimmäisen taajuus, vaihe, suunta ja polarisaatio?
Feynmanin QED käsittelee tätä aihetta. Siinä tosin ongelmana eivät ole lasilevyn läpi menevät fotonit vaan ne muutama prosentti jotka tietävät olla menemättä läpi ja heijastuvat pois. Osittaisheijastuma vaati erikoisen oloisia selityksiä.
Kaizu
Lainaus käyttäjältä: ketarax - 10.03.2010, 18:17:48
Uskomattoman vaikea saada pelkän googlen avulla varmaa vastausta "yksinkertaiseen" kysymykseen: tapahtuuko tavallisen ikkunalasin ja sen läpi kulkevan fotonivuon vuorovaikutuksessa stimuloitu emissio? Eli että yksi fotoni virittää elektronin, ja toisen fotonin sm-kenttä purkaa virityksen, lopputuloksena kaksi fotonia joista molemmilla jälkimmäisen taajuus, vaihe, suunta ja polarisaatio?
Kyllä stimuloituakin emissiota varmasti tapahtuu, mutta todella vähän. Enemmän tapahtuu normaalia absorptiota jota seuraa spontaani emissio. Jotta stimuloitua emissiota tapahtuisi merkittävissä määrin, vaaditaan populaatioinversio eli tilanne jossa todella monella atomilla olisi elektroneja siellä ylemmillä energiatiloilla ja alemmat tilat vapaana.
Tällainen tilanne on yleensä epästabiili koska jos siellä ylemmillä tiloilla on sakkia ja alemmat on vapaana, lahoaa se tilanne yleensä kasaan spontaanin emission muodossa. Laserit toimivat niin, että ensin populaatioinversio aikaansaadaan ja ylläpidetään jollain pumppauskonstilla ja sitten odotetaan, että atomit alkavat laseroida keskenään. Sitten aletaan päästää vähän sitä valoa uloskin.
Lainaus käyttäjältä: Lauri Kangas - 10.03.2010, 21:13:44
Kyllä stimuloituakin emissiota varmasti tapahtuu, mutta todella vähän. Enemmän tapahtuu normaalia absorptiota jota seuraa spontaani emissio. Jotta stimuloitua emissiota tapahtuisi merkittävissä määrin, vaaditaan populaatioinversio eli tilanne jossa todella monella atomilla olisi elektroneja siellä ylemmillä energiatiloilla ja alemmat tilat vapaana.
Spontaani emissio yhdistettynä tuohon Kaizun esille tuomaan valonhitauden selitykseen (jonka kyllä sinällään nielen mukisematta) on ongelmallista, koska spontaanisti emittoidun kvantin suunta on mielivaltainen. Eli lyhyesti sanottuna ikkunasta ei pitäisi näkyä läpi, tai ainakaan kuvan ei pitäisi vastata niin hyvin sitä minkä uskon ikkunan ulkopuolella olevan :-) Tästä syystä tietenkin kysymykseni esitinkin.
Populaatioinversio on välttämätön laserin toiminnalle (sille LA:lle eli light amplification), mutta ei stimuloidulle emissiolle itselleen. Kiitos kuitenkin kun nostit sen esiin, tuon vastaväittämän tarkistaakseni kävin wikipediassa ja populaatioinversio-artikkelin stimuloituemissio-osuushan oli parempi kuin itse stimuloituemissio-artikkeli!
http://en.wikipedia.org/wiki/Population_inversion#Stimulated_emission
Lainaa
The base probability of a photon causing stimulated emission in a single excited atom was shown by Albert Einstein to be exactly equal to the probability of a photon being absorbed by an atom in the ground state. Therefore, when the numbers of atoms in the ground and excited states are equal, the rate of stimulated emission is equal to the rate of absorption for a given radiation density.
ja
Lainaa
If the populations of the two states are the same (N1 = N2), the rate of absorption of light exactly balances the rate of emission; the medium is then said to be optically transparent.
Noilla perustein siis, ja lisäksi sillä perusteella että miksi sitä EI tapahtuisi ts. mikä sen estäisi, vaikuttaisi siltä että lasissa todella tapahtuu stimuloitua emissiota, ja että sillä on merkittävä rooli lasin läpinäkyvyyden selittämisessä (QED-kuvassa)? Tätä täytyy nyt kuitenkin vielä pohtia ja tutkia, ja jatkokysymyksetkin piinaa jo ... miksi ja miten joillakin aineilla N1 = N2
, eli periaatteessa perustila ei olekaan (ainoa) perustila? Jos lasia kohti lähetetään yksi fotoni sekunnissa, niin kuinka usein lasin toisella puolen oleva valodetektori kilahtaa? Ja ei kai meidän vessassa vain väijy peili jonka lasi muuttuu yön pimeydessä läpinäkymättömäksi!? :grin:
edit: huonoa kielenkäyttöä vedetty yli. käyn lainaamassa qed:n kirjastosta, kun oma on vieläkin mökillä ...
Lainaus:Valo hidastuu, fotoni ei. Valo etenee väliaineessa niin että yksittäiset fotonit etenevät atomilta toiselle, viettävät hetken aikaa esim. elektronikehän viritystilojen pyörteissä ja taas jatkavat seuraavan atomin luo, pikkuriikkisen kuin mehiläiset kukkakedolla. Fotonilta kestää väliaineen läpäiseminen tällä tavoin selkeästi kauemmin kuin jos sama matka olisi tyhjiötä. Silloin kun fotoni etenee, se etenee täysillä. Onko väliaineen läpi päässyt fotoni edes sama joka matkan aloitti, voidaan tietenkin kysyä.
Kuinka monta fotonia tarvitaan, että kyseessä on valo ?
vesa_k
Lainaus käyttäjältä: vesku55v - 11.03.2010, 23:38:06
Kuinka monta fotonia tarvitaan, että kyseessä on valo ?
Kyllä yksittäisenkin fotonin tapauksessa kyse on valosta. Silmän sauvasolut reagoivat yksittäisiin fotoneihin ja signaali näköaivokuoren suuntaan kyllä lähtee liikkeelle, mutta aivoissa signaalia suodatetaan niin että vasta sitten kun fotoneita tulee (muistaakseni) n. 100 kpl sekunnissa muodostuu tajuntaan havainto valosta.
Lienee määrittelykysymys.
Silloin kun tutkitaan yksittäisten fotonien tekemisiä on ehkä syytä puhua fotoneista. Kun taas selvitellään valon aaltoluonteen laatuisia ilmiöitä, joissa on mukana laskematon määrä fotoneita, lienee syytä puhua valosta.
Kaizu
Lainaus käyttäjältä: ketarax - 10.03.2010, 23:59:01
Spontaani emissio yhdistettynä tuohon Kaizun esille tuomaan valonhitauden selitykseen (jonka kyllä sinällään nielen mukisematta) on ongelmallista, koska spontaanisti emittoidun kvantin suunta on mielivaltainen. Eli lyhyesti sanottuna ikkunasta ei pitäisi näkyä läpi
Kysymys tästä kuinka fotoni voi säilyttää suuntansa, jos se "hyppii" tuhansia hyppyjä lasin sisällä, ei ole ainakaan minulle selvinnyt. Kuinka elektroni "osaa" emittoida fotonin juuri oikeaan suuntaan. Tämä suunta saattaa olla yhtä hyvin elektronin kehän sisäpuolelle kuin ulkopuolelle, jos elektroni käsitetään hiukkaseksi. Vai onko niin, ettei fotoni ensinkään vuorovaikuta elektronien kanssa?
Suurin osa aineista ei ole valon kannalta läpinäkyvää. Niissä aineissa ilmeisestikin käy juuri niin että fotoni ensin absorboituu ja sitten taas emittoituu. Absoboituminen voi tapahtua atomin elektroniverhoon jos sieltä löytyy juuri sopivan energian vaativa viritystilan muutos. Kun viritystila laukeaa, emittoituu saman energian sisältävä fotoni. Toine kohta jonne fotoni voi hukkua on atomien lämpöliikkeen lisääminen. Sinne voi hukkua lähes millainen fotoni hyvänsä ja emittoituvat fotonitkin voivat olla energialtaan lähes minkälaisia hyvänsä. Jakauma on tyypillinen mustan kappaleen säteilyjakauma. Läpinäkyvässä aineessa suurin osa fotoneista ei absoboidu eikä heijastu takaisin. QED:ssä selitetään taipuminen fotonien vaiheen säilymisen avulla niin että kun valon nopeus hidastuu mutta taajuus ei, niin fotonit kääntyvät pinnasta poispäin kohti pinnan normaalia. Nopeuden hidastumisen mekanismista QED kertoo joitain esimerkkejä. Fotoni kimpoaa atomin elektroniverhosta lukuisilla erilaisilla tavoilla todennäköisemmin yksinkertaisella tavalla mutta kaikki tavat pitää huomioida. Näissä vuorovaikutuskuvioissa eri määrä tapahtumia jotka ottavat eri määrän aikaa. Läpinäkyvissä aineissa ei atomeilla ole sellaisia mahdollisia viritystiloja joihin fotoni voisi jäädä asumaan (ainakaan kovin monet fotonit).
Kaizu
Lainaus käyttäjältä: mistral - 12.03.2010, 20:59:34
Kysymys tästä kuinka fotoni voi säilyttää suuntansa, jos se "hyppii" tuhansia hyppyjä lasin sisällä, ei ole ainakaan minulle selvinnyt.
Kuinka elektroni "osaa" emittoida fotonin juuri oikeaan suuntaan.
Yllä mainittu stimuloitu emissio (http://en.wikipedia.org/wiki/Stimulated_emission) on prosessi jossa suunta säilyy (virittyneen atomin sähkökentässä muodostaman dipolin oskillaationa). Mutta en edelleenkään ole kovin varma siitä miten merkittävää stimuloitu emissio on kun tarkastellaan lasin läpi kulkevaa valoa.
Lainaa
Vai onko niin, ettei fotoni ensinkään vuorovaikuta elektronien kanssa?
Kyllä se vaikuttaa, mutta koko tarkastelussa täytyy ottaa huomioon yksittäisten atomien ja elektronien lisäksi suuresta atomijoukosta koostuvan aineen rakenteen ominaisuudet, erityisesti atomie liike ja värähtelyt sidoksissa. Näitä värähtelyjä mallinetaan fononeilla, ja niistä pitäisi löytyä riittävästi vapausasteita niin että lasin läpi saadaan fotoneita jatkuvalla spektrillä (jos virityksiä tapahtuisi pelkästään fotonien ja muutaman erilaisen atomin välillä, lasin läpi pitäisi näkyä diskreetti spektri, siis vain joitakin värejä). Ongelma vain on se että tyypilliset fononi-vapausasteet vaikuttaisivat olevan IR-alueella .... vrt. Kaizun juttu lämpöliikkeestä.
Kunhan saan asiasta kaikki kysymysmerkit ja epävarmuudet ensin itseltäni selvitettyä niin kirjoitan lisää -- tällä hetkellä minusta näyttää että "naiivi mutta yksityiskohtainen QED-tulkinta arkikielellä" on täysin mahdollinen, enkä tiedä onko se edes niin hirmu naiivi jos vastaukset tiettyihin kysymyksiin on "sopivat" ;) Kannattaa lukea Physics Forumin FAQ (http://www.physicsforums.com/showpost.php?p=899393&postcount=4) aiheesta.
Lainaus käyttäjältä: ketarax - 15.03.2010, 11:14:20
Kunhan saan asiasta kaikki kysymysmerkit ja epävarmuudet ensin itseltäni selvitettyä niin kirjoitan lisää -- tällä hetkellä minusta näyttää että "naiivi mutta yksityiskohtainen QED-tulkinta arkikielellä" on täysin mahdollinen, enkä tiedä onko se edes niin hirmu naiivi jos vastaukset tiettyihin kysymyksiin on "sopivat".
Hmph.
Sain joitakin kysymysmerkkejä ja epävarmuuksia selvitettyä. Johtopäätökseni on kuitenkin se, että "fotoni-biljardi" ei vaan toimi. QED on ytimessään tilastollinen teoria. Biljardia ei pelata niin että heitetään pallot pöydälle ja katsotaan millä todennäköisyydellä menee pussiin. Valo *on* eri asia kuin monta fotonia. Valon kulkua lasin läpi *ei* voi ymmärtää tarkastelemalla sitä mitä tapahtuu yhdelle tai edes kahdelle fotonille.
Kaikesta huolimatta, alueelta Avaruushuumori löytyy "
täysin äärimmäisen naiivi (mutta ei kovin yksityiskohtainen) QED-tulkinta arkikielellä".