Vím, že existuje mnoho otázek, které jsou podobné (možná identické?). Nejsem fyzik ani student – zajímám se pouze o fyziku a nedávno jsem ve svém volném čase sledoval mnoho fyzických kanálů na youtube.
Zde je (téměř) stejná otázka: Proč elektromagnetické vlny ‚ nevyžadují médium?
Na tuto otázku existuje jedna odpověď:
Řekl bych, že elektromagnetické pole je médium.
„Nerozumím tomu – Jak může být něco médiem samo o sobě?
Odpovědi na tyto otázky si opravdu nemyslím, že by řešily konkrétní zmatené body, které mám – takže se pokusím zeptat otázka trochu jinak
Jak může světlo (nebo elektromagnetické záření) cestovat vakuem, když tam není nic, co by fungovalo jako médium, a to navždy ve všech směrech? Například světlo vycházející z hvězdy vzdálené miliony světelných let.
Například s vodou snadno vidím, jak se vlna může rozptýlit po povrchu ve všech směrech a cestovat tak dlouho protože energie ve vlně se nerozptýlí. Molekuly ve vodě fungují jako médium a oscilují a tlačí všechny sousední molekuly a způsobují dominový efekt směrem ven.
Ale co dělá světlo?
Jedna myšlenka, kterou jsem si myslel, je, že pokud je světlo z něčeho vyrobeno, pak se jen pohybuje ven z bodu původu jakýmkoli směrem, kterým světlo směřovalo.
Což mě vede k fotonům .. .
Zde je první odstavec z Wikipedie: http://en.wikipedia.org/wiki/Photon
Foton je elementární částice, kvantum světla a všech ostatních forem elektromagnetického záření, a nosič síly elektromagnetické síly, i když je statický prostřednictvím virtuálních fotonů. této síly jsou snadné pozorovatelný jak na mikroskopické, tak na makroskopické úrovni, protože foton nemá žádnou klidovou hmotu; to umožňuje interakce na velké vzdálenosti. Jako všechny elementární částice, i fotony jsou v současné době nejlépe vysvětleny kvantovou mechanikou a vykazují dualitu vln-částic, vykazující vlastnosti obou vln a částic. Například jeden foton může být lomen čočkou nebo může vykazovat vlnovou interferenci sám se sebou, ale také může působit jako částice poskytující konečný výsledek při měření její polohy.
Takže … možná fotony tvoří světlo a právě střílejí vesmírem jako vlna, ale opravdu to není fyzická vlna (jako zvuková nebo vodní vlna), „jen se chová jako jeden“?
Zde je video z minutephysics: https://www.youtube.com/watch?v=Q_h4IoPJXZw
Video hovoří o dualitě elektronových částic. Jediný elektron tedy může fungovat jako vlna, ale když něco zasáhne, zasáhne pouze jedno místo. Je to stejné pro fotony?
Myšlenkový experiment : Ve vakuu vesmíru existuje obrovská dutá koule o poloměru 1 světelný rok. Uvnitř je jen vakuum a v přesném středu je vyzařován záblesk světla do všech směrů z bodového zdroje. O rok později světlo zasáhne kouli na všech místech najednou.
To je 12,6 (nebo 4krát pi) světelných let na druhou na plochu, aby pokryly! Jak může být dostatek fotonů, které zasáhnou každé místo uvnitř povrchové plochy této obrovské koule? Chápu, že velmi málo světla by zasáhlo tak daleko, ale i když nenulové alespoň nějaké světlo zasáhne.
Nebo to možná záleží na tom, jak velká je záblesk byl? Možná nezasáhne každé místo?
Pokud je světlo skutečně vytvořeno z fotonů a chová se jako vlna, ale každý foton zasáhne pouze jedno místo, pak se mi zdá, že musí existovat nekonečné množství fotonů v tom záblesku světla zasáhnout tolik míst uvnitř koule.
Ale to musí být nemožné, takže v mém uvažování musí být chyba.
Komentáře
- “ Chovat se jako vlna „? Pokud to vypadá jako kachna a plave jako kachna a kváká jako kachna, pak …
Odpovědět
Řekl bych, že elektromagnetické pole je médium.
Nerozumím tomu – jak může být něco médiem samo o sobě?
Světlo není jen elektromagnetické pole. Světlo (tj. Fotony) je vlna – rušení nebo rušení — v elektromagnetickém poli. Stejně jako u gravitace pole zřejmě pronikají prostorem. Dokonce i masivní částice (např.kvarky nebo elektrony) lze popsat (nebo zobrazit) jako vlny v základních polích.
Takže … možná fotony tvoří světlo a jsou to jen střílí vesmírem jako vlna, ale opravdu to není fyzická vlna (jako zvuková nebo vodní vlna), jen “ funguje jako jedna „?
To, čemu říkáte „fyzická vlna“, je naléhavá vlastnost podkladového média (např. vzduchu, vody). Taková vznikající vlna je z větší části v podstatě stejná jako vlna v poli. „Fyzické vlny“ se často označují jako „ quasiparticles „, protože této podobnosti. To, co si myslíme jako „částice“ (např. elektrony), se „nechovají jako vlny“, jsou také vlny, tedy „ dualita vln-částice „.
Komentáře
- Takže v mém myšlenkovém experimentu t, zasáhnou fotony každý bod ve sféře? Pokud ano, jak může být tolik fotonů? Jsou fotony jako částice v tom, že když “ zasáhne “ sféru, dostane kontakt na jednom místě?
- Říkali jste, že světlo je narušení “ v elektromagnetickém poli “ – takže ve vakuu vesmíru již existuje elektromagnetické pole před tím, než jím projde světlo?
- @codefactor Pole je v zásadě definováno jako něco, co existuje v každém bodě v prostoru a čase, najdete ho na Wikipedia .
- @MarkMitchison Díky za tento odkaz na Wikipedii – takže pole je všude a světlo je vlna, ve které je pole médiem. Myslel jsem si, že světlo BYLO pole – takže ‚ nedávalo smysl, že by to bylo médium samo o sobě. Ale vypadá to, že světlo je pouze vlna v tomto již existujícím poli.
- Ok, toto přináší další věc – pokud je světlo vlnou v “ elektrickém magnetickém poli “ z čehož vyplývá, že může existovat více než jedno pole … je to tak? Nebo je to vlna v “ elektrickém magnetickém poli “ … i ‚ m mátl jsem se.
Odpověď
Jak může svítit ( nebo elektromagnetické záření) cestovat vakuem, když tam není nic, co by fungovalo jako médium, a dělat to navždy ve všech směrech? Například světlo přicházející z hvězdy vzdálené miliony světelných let.
Světlo je pozorováno jako cestování rychlostí v = c, podle druhý postulát speciální relativity . Ale podle principů speciální relativity světlo necestuje, a proto není potřeba žádné médium:
Světová linie světla je podobná světlu a intervaly časoprostoru podobné světlu jsou nulové (prázdné). To znamená, že hybnost, která je přenášena elektromagnetickou interakcí z případu emise na případ absorpce, musí překročit nulový interval, obě události sousedí v časoprostoru. Překročení nulového intervalu ale zjevně není cestování.
Nelze však pozorovat intervalové intervaly. To, co pozorujeme v časoprostorovém diagramu našeho pozorovatele, jsou fotony, které se pohybují po světelném kuželu. Nulový časoprostorový interval může v našem diagramu odpovídat vzdálenosti miliard světelných let a tato cestovaná světová linie, která je pouhým produktem našeho pozorování je „vyplněn“ elektromagnetickými vlnami. Elektromagnetické vlny jsou pozorovatelnými svědky neviditelného nulového časoprostorového intervalu.