Jeg ved, at der er mange spørgsmål, der ligner hinanden (måske identiske?). Jeg er ikke fysiker eller studerende – jeg er bare interesseret i fysik og har set mange fysiske kanaler på youtube for nylig i min fritid.
Her er et (næsten) identisk spørgsmål: Hvorfor kræver ‘ t elektromagnetiske bølger et medium?
Her er et svar på dette spørgsmål:
Nå, jeg vil sige, at det elektromagnetiske felt er mediet.
Jeg don “t forstår dette – Hvordan kan noget være mediet for sig selv?
Svarene på disse spørgsmål tror jeg ikke rigtig adressere specifikke forvirringspunkter, jeg har – så jeg vil prøve at spørge spørgsmål lidt anderledes
Hvordan kan lys (eller elektromagnetisk stråling) rejse gennem et vakuum, når der ikke er noget der for at fungere som et medium, og gøre det for evigt i alle retninger? For eksempel lyset, der kommer fra en stjerne millioner af lysår væk.
Med vand er det for eksempel let for mig at se, hvordan en bølge kan spredes over overfladen i alle retninger og bevæge sig så længe da energien i bølgen ikke forsvinder. Molekylerne i vandet fungerer som mediet og pendler og skubber alle nabomolekyler, der forårsager en dominoeffekt udad.
Men hvad gør lyset?
En tanke, jeg havde, er, at hvis lyset er lavet af noget, bevæger det sig bare udad fra oprindelsespunktet i den retning, lyset var på vej.
Hvilket fører mig til fotoner .. .
Her er det første afsnit fra Wikipedia: http://en.wikipedia.org/wiki/Photon
Et foton er en elementær partikel, kvantiteten af lys og alle andre former for elektromagnetisk stråling, og kraftbæreren for den elektromagnetiske kraft, selv når den er statisk via virtuelle fotoner. af denne kraft er lette ily observerbar på både mikroskopisk og makroskopisk niveau, fordi fotonet ikke har nogen hvilemasse; dette muliggør interaktioner over lange afstande. Som alle elementære partikler forklares fotoner i øjeblikket bedst ved kvantemekanik og udviser bølge-partikel dualitet, der udviser egenskaber for både bølger og partikler. For eksempel kan en enkelt foton brydes af en linse eller udvise bølgeinterferens med sig selv, men fungerer også som en partikel, der giver et bestemt resultat, når dens position måles.
Så … måske fotoner udgør lys, og de skyder bare gennem rummet som en bølge, men det er virkelig ikke en fysisk bølge (som en lyd- eller vandbølge), det “fungerer bare som en”?
Her er en video fra minutefysik: https://www.youtube.com/watch?v=Q_h4IoPJXZw
Videoen taler om en elektrones partikelbølgedualitet. Så en enkelt elektron kan fungere som en bølge, men når den rammer noget, rammer den kun ét sted. Er det det samme for fotoner?
Tankeeksperiment : Ude i rumets vakuum er der en kæmpe hul kugle 1 lysår i radius. Inde er bare vakuum, og i det nøjagtige centrum udsendes et lysglimt i alle retninger fra en punktkilde. 1 år senere rammer lyset kuglen alle steder på én gang.
Det er 12,6 (eller 4 gange pi) lysår i kvadrat af overfladearealet til at dække! Hvordan kan der være nok fotoner til at ramme hvert sted inden i overfladen af denne enorme sfære? Jeg forstår, at meget lidt lys ville ramme så langt væk, men selvom ikke-nul i det mindste rammer noget lys.
Eller afhænger det måske af, hvor stort det er flash var? Måske rammer det ikke hvert sted?
Hvis lys virkelig er lavet af fotoner og fungerer som en bølge, men hver foton rammer kun ét sted, så ser det ud til, at der må være uendelig meget af fotoner i den lysglimt, der rammer så mange steder inde i sfæren.
Men det skal være umuligt, så der skal være en fejl i min ræsonnement.
Kommentarer
- ” Handle som en bølge “? Nå, hvis det ligner en and og svømmer som en and og kvager som en and, så …
Svar
Nå, jeg vil sige, at det elektromagnetiske felt er mediet.
Jeg forstår det ikke – Hvordan kan noget være mediet for sig selv?
Lys er ikke bare et elektromagnetisk felt. Lys (dvs. fotoner) er en bølge — en forstyrrelse eller forstyrrelse — i et elektromagnetisk felt. Ligesom tyngdekraften gennemsyrer felter tilsyneladende plads. Selv massive partikler (f.eks.kvarker eller elektroner) kan beskrives (eller ses) som bølger i underliggende felter.
Så … måske fotoner udgør lys, og de er bare skyder gennem rummet som en bølge, men det er virkelig ikke en fysisk bølge (som en lyd- eller vandbølge), det er bare ” fungerer som en “?
Hvad du kalder en “fysisk bølge” er en fremtrædende egenskab for et underliggende medium (f.eks. luft, vand). For det meste er en sådan spirende bølge grundlæggende den samme som en bølge i et felt. “Fysiske bølger” kaldes ofte “ kvasipartikler “, fordi af denne lighed. Hvad vi tænker på som “partikler” (f.eks. elektroner) ikke “bare” opfører sig som bølger “, de er også bølger, deraf “ bølge-partikel dualitet “.
Kommentarer
- Så i min tankeeksperiment t, rammer fotoner hvert punkt i sfæren? Hvis ja, hvordan kan der være så mange fotoner? Er fotoner som en partikel i, at når den ” rammer ” kuglen, vil den komme i kontakt et sted?
- Du sagde, at lys er en forstyrrelse ” i et elektromagnetisk felt ” – så i rumets vakuum er der et elektromagnetisk felt der allerede inden lyset passerer igennem det?
- @codefactor Et felt er grundlæggende defineret som noget der findes på hvert punkt i rum og tid, kan du finde dette på Wikipedia .
- @MarkMitchison Tak for det Wikipedia-link – så feltet er overalt, og lyset er en bølge, hvor feltet er mediet. Jeg troede, at lyset VAR marken – så det gav ‘ ikke mening, at det ville være mediet for sig selv. Men ser ud til at lys bare er bølgen i dette allerede eksisterende felt.
- Ok nu bringer dette en anden ting op – hvis lys er en bølge i ” et elektromagnetisk felt ” der antyder, at der kan være mere end et felt … er det rigtigt? Eller er det en bølge i ” det elektromagnetiske felt ” … i ‘ m forvirrende mig selv.
Svar
Hvordan kan lys ( eller elektromagnetisk stråling) bevæger sig gennem et vakuum, når der ikke er noget der fungerer som et medium, og gør det for evigt i alle retninger? For eksempel kommer lyset fra en stjerne, der er millioner af lysår væk.
Lys observeres som bevægende med hastighed v = c ifølge andet postulat om særlig relativitetsteori . Men ifølge principperne for særlig relativitet er lys ikke på rejse, og det er derfor, der ikke er brug for noget medium:
Lysets verdenslinje er lyslignende, og lyslignende rumtidsintervaller er nul (tom). Det betyder, at det momentum, der transmitteres ved hjælp af elektromagnetisk interaktion fra hændelsen af emission til absorptionshændelsen, bare skal krydse et nulinterval, begge hændelser støder op i rumtiden. Men at krydse et nulinterval er naturligvis ingen rejse.
Imidlertid kan rumtidsintervaller ikke observeres. Det, vi observerer i vores observatørs rumtidsdiagram, er fotoner, der bevæger sig langs lyskeglen. Et nul rumtidsinterval kan i vores diagram svare til en afstand på milliarder lysår, og denne rejste verdenslinje, som blot er et produkt af vores observation. er “fyldt” af elektromagnetiske bølger. Elektromagnetiske bølger er de observerbare vidner om det usynlige nul rumtidstidsinterval.