Tiedän, että on monia samanlaisia kysymyksiä (ehkä identtisiä?). En ole fyysikko eikä opiskelija – olen vain kiinnostunut fysiikasta ja katson viime aikoina monia fysiikan kanavia YouTubesta vapaa-ajallaan.
Tässä on (lähes) identtinen kysymys: Miksi sähkömagneettiset aallot eivät vaadi mediaa?
Tässä on yksi vastaus tähän kysymykseen:
No, sanoisin, että sähkömagneettinen kenttä on väliaine.
En välitä ”ei ymmärrä tätä – kuinka jokin voi olla itselleen väline?
Vastauksia näihin kysymyksiin en usko oikeastaan käsittelevän tiettyjä sekaannuksia, joita minulla on – joten yritän kysyä kysy hieman toisin
Kuinka valo (tai sähkömagneettinen säteily) voi kulkea tyhjiön läpi, kun mikään ei toimi médiumina, ja tehdä niin ikuisesti kaikkiin suuntiin? Esimerkiksi miljoonien valovuosien päässä olevasta tähdestä tulevaa valoa.
Esimerkiksi vedellä on helppo nähdä, kuinka aalto voi levitä pinnan yli kaikkiin suuntiin ja kulkea niin kauan koska aallon energia ei hajoa. Vedessä olevat molekyylit toimivat väliaineena ja heiluttavat ja työntävät kaikkia naapurimolekyylejä aiheuttaen dominoefektin ulospäin.
Mutta mitä valo tekee?
Yksi ajatus minusta on, että jos valo on tehty jostakin, se vain liikkuu lähtöpisteestä ulospäin mihin suuntaan tahansa valo oli.
Mikä johtaa minut fotoneihin .. .
Tässä on Wikipedian ensimmäinen kappale: http://en.wikipedia.org/wiki/Photon
Fotoni on alkupartikkeli, valokvantti ja kaikki muut sähkömagneettisen säteilyn muodot ja sähkömagneettisen voiman voimakantaja, vaikka se olisikin staattinen virtuaalisten fotonien kautta. tästä voimasta on helppoa näin havaittavissa sekä mikroskooppisella että makroskooppisella tasolla, koska fotonilla ei ole lepomassaa; tämä mahdollistaa vuorovaikutuksen pitkiä matkoja. Kuten kaikki alkeishiukkaset, fotonit selitetään parhaiten kvanttimekaniikalla, ja niillä on aaltojen ja hiukkasten kaksinaisuus, jotka osoittavat sekä aaltojen että hiukkasten ominaisuuksia. Esimerkiksi yksi fotoni voi taittua linssillä tai aiheuttaa aaltohäiriöitä itseensä nähden, mutta se voi myös toimia hiukkasena, joka antaa tarkan tuloksen, kun sen sijainti mitataan.
Joten … ehkä fotonit muodostavat valon, ja he vain ampuvat avaruudessa kuin aalto, mutta se ei todellakaan ole fyysinen aalto (kuten ääni- tai vesiaalto), se ”S vain” toimii kuin yksi ”?
Tässä on video fysiikalta: https://www.youtube.com/watch?v=Q_h4IoPJXZw
Video puhuu elektronin hiukkasaaltojen kaksinaisuudesta. Joten yksi elektroni voi toimia aaltona, mutta kun se osuu johonkin, se osuu vain yhteen paikkaan. Onko sama fotoneille?
Ajatuskokeilu : Tyhjiössä tilaa on valtava ontto pallo 1 valovuoden säteellä. Sisällä on vain tyhjiö, ja tarkassa keskipisteessä valonsäde säteilee kaikkiin suuntiin pistelähteestä. Vuotta myöhemmin valo osuu palloon kaikissa paikoissa kerralla.
Se on 12,6 (tai 4 kertaa pi) valovuotta neliön pinta-ala peitettäväksi! Kuinka voi olla tarpeeksi fotoneja osumaan jokaiseen pisteeseen Tämän valtavan pallon pinnan sisällä? Ymmärrän, että hyvin vähän valoa osuisi näin kauas, mutta vaikka nollasta poikkeava, ainakin jokin valo lyö.
Tai riippuuko tämä kenties siitä, kuinka suuri se on salama oli? Ehkä se ei osu jokaiseen pisteeseen?
Jos valo todella muodostuu fotoneista ja toimii kuin aalto, mutta jokainen fotoni osuu vain yhteen paikkaan, minusta näyttää siltä, että sitä on oltava ääretön määrä fotoneja tuossa valon välähdyksessä osumaan niin moniin paikkoihin pallon sisällä.
Mutta sen on oltava mahdotonta, joten päättelyssäni on oltava virhe.
Kommentit
- ” Toimi kuin aalto ”? No, jos se näyttää ankalta ja ui kuin ankka ja mökkii kuin ankka, niin …
Vastaa
No, sanoisin, että sähkömagneettinen kenttä on väliaine.
En ymmärrä tätä – Kuinka jokin voi olla itselleen väline?
Valo ei ole vain elektromagneettinen kenttä. Valo (ts. Fotonit) on aalto — häiriö tai häiriö — sähkömagneettisessa kentässä. Aivan kuten painovoiman kohdalla kentät läpäisevät ilmeisesti tilaa. Jopa massiiviset hiukkaset (esim.kvarkit tai elektronit) voidaan kuvata (tai tarkastella) aalloina alla olevissa kentissä.
Joten … ehkä fotonit muodostavat valon, ja ne ovat vain ampuu avaruuden läpi kuin aalto, mutta se ei todellakaan ole fyysinen aalto (kuten ääni- tai vesiaalto), se vain ” toimii kuin yksi ”?
Se, mitä kutsutte ”fyysiseksi aalloksi”, on taustalla olevan väliaineen (esim. ilman, veden) ilmaantuva ominaisuus. Suurimmaksi osaksi tällainen syntyvä aalto on periaatteessa sama kuin kentän aalto. ”Fyysisiin aaltoihin” viitataan usein nimellä ” quasiparticles ”, koska Mitä ajattelemme ”hiukkasiksi” (esim. elektroniksi), ”ei vain” käyttäydy kuten aaltoja ”, ne ovat myös aaltoja, joten ” aaltopartikkelien kaksinaisuus ”.
Kommentit
- Joten ajatuskokemuksessani t, osuvatko fotonit pallon jokaiseen pisteeseen? Jos on, niin kuinka monta fotonia voi olla? Ovatko fotonit kuin hiukkanen siinä, että kun se ” osuu ” palloon, johon se tulee kosketuksiin yhdessä paikassa?
- Sanoit, että valo on häiriö ” sähkömagneettisessa kentässä ” – joten avaruuden tyhjiössä on jo sähkömagneettinen kenttä ennen kuin valo kulkee sen läpi?
- @codefactor Kenttä on pohjimmiltaan määritelty sellaisena, joka on olemassa jokaisessa avaruuden ja ajan pisteessä, löydät tämän kohdasta Wikipedia .
- @MarkMitchison Kiitos Wikipedia-linkistä – kenttä on siis kaikkialla ja valo on aalto, jossa kenttä on väliaine. Luulin, että valo oli Kenttä – joten sillä ei ollut ’ järkevää, että se olisi itselleen väline. Mutta näyttää siltä, että valo on vain aalto tällä jo olemassa olevalla kentällä.
- Ok nyt tämä tuo esiin toisen asian – jos valo on aalto ” sähkömagneettisessa kentässä ”, mikä tarkoittaa, että kenttiä voi olla useampi kuin yksi … onko totta? Vai onko se aalto ” sähkömagneettisessa kentässä ” … i ’ m hämmentää itseäni.
Vastaa
Kuinka valo voi ( tai sähkömagneettinen säteily) kulkevat tyhjiön läpi, kun mikään ei toimi väliaineena, ja tekevät sen ikuisesti kaikkiin suuntiin? Esimerkiksi miljoonista valovuosien päässä olevasta tähdestä tulevaa valoa.
Valon havaitaan kulkevan nopeudella v = c toinen suhteellisuussuhteen postulaatti . Erityisen suhteellisuusteorian periaatteiden mukaan valo ei kuitenkaan kulje, ja siksi väliainetta ei tarvita:
Valon maailmanlinja on kevyt, ja valomaiset avaruusajat ovat nollia (tyhjiä). Tämä tarkoittaa sitä, että sähkömagneettisen vuorovaikutuksen välittämän liikemäärän emissiotapahtumasta absorptiotapahtumaan on juuri ylitettävä nollaväli, molemmat tapahtumat ovat vierekkäin avaruudessa. Mutta nollavälin ylittäminen ei tietenkään ole liikkumista.
Aika-aikavälejä ei kuitenkaan voida noudattaa. Tarkkailijan avaruuskaaviossa havaitsemme fotoneja, jotka kulkevat pitkin valokartiota. Nolla aika-ajan väli voi vastata kaaviossamme miljardien valovuosien etäisyyttä, ja tämä kuljettu maailmanlinja, joka on vain havainnollemme saatu tuote ”täyttää” sähkömagneettiset aallot. Sähkömagneettiset aallot ovat havaittavissa olevia näkymättömän nolla-avaruusvälin todistajia.