Tudom, hogy sok hasonló kérdés van (esetleg azonos?). Nem vagyok fizikus és nem is hallgató – csak a fizika érdekel, és a szabadidőmben a közelmúltban számos fizikai csatornát néztem a youtube-on.
Itt egy (majdnem) azonos kérdés: Miért nem szükséges az elektromágneses hullámokhoz közeg?
Íme egy válasz erre a kérdésre:
Nos, azt mondanám, hogy az elektromágneses mező a közeg.
Nem “Nem érted ezt – Hogyan lehet valami önmagának a közeg?
A kérdésekre adott válaszok nem igazán hiszem, hogy a zavartság bizonyos kérdéseivel foglalkoznék – ezért megpróbálom feltenni a kérdés egy kicsit másképp
Hogyan tud a fény (vagy az elektromágneses sugárzás) áthaladni egy vákuumban, amikor nincs semmi, ami közegként működne, és ezt örökké, minden irányban? Például egy csillag fénysugara millió fényévnyire.
Például vízzel könnyen látom, hogy a hullám képes minden irányban szétszóródni a felszínen, és meddig terjedhet mivel a hullámban lévő energia nem oszlik el. A vízben lévő molekulák közegként működnek, és oszcillálva tolják az összes szomszédos molekulát, ami domino hatást vált ki kifelé.
De mit csinál a fény?
Az egyik gondolatom az volt, hogy ha a fény valamiből áll, akkor az csak a kiindulási ponttól kifelé mozog a fény irányában.
Ez a fotonokhoz vezet. .
Íme a Wikipedia első bekezdése: http://en.wikipedia.org/wiki/Photon
A foton elemi részecske, a fény kvantuma és az elektromágneses sugárzás minden más formája, valamint az elektromágneses erő erőhordozója, még akkor is, ha statikus a virtuális fotonokon keresztül. ennek az erőnek a könnyű ily módon megfigyelhető mind mikroszkópos, mind makroszkopikus szinten, mivel a fotonnak nincs nyugalmi tömege; ez lehetővé teszi a kölcsönhatásokat nagy távolságokon. Mint minden elemi részecskét, a fotonokat is jelenleg a kvantummechanika magyarázza legjobban, és hullám – részecske kettősséget mutatnak, mind a hullámok, mind a részecskék tulajdonságait mutatva. Például egyetlen fotont megtörhet egy lencse, vagy hulláminterferenciát mutathat önmagával, de részecskeként is működhet, amely határozott eredményt ad, ha a helyzetét mérik.
Tehát … talán a fotonok alkotják a fényt, és csak az űrben lövöldöznek mint egy hullám, de valójában nem fizikai hullám (például hang- vagy vízhullám), hanem “Csak” úgy viselkednek, mint egy “?
Íme egy videó a percephysicsről: https://www.youtube.com/watch?v=Q_h4IoPJXZw
A videó az elektron részecske-hullám kettősségéről szól. Tehát egyetlen elektron képes hullámként működni, de ha valamit eltalál, csak egy helyet ér el. Ugyanez vonatkozik a fotonokra is?
Gondolatkísérlet : A tér vákuumában van egy hatalmas üreges gömb 1 fényév sugarú körben. Belül csak vákuum van, és pontosan a közepén egy pontforrásból minden irányba villan a fény. 1 évvel később a fény egyszerre minden helyre eljut a gömbön.
Ez 12,6 (vagy négyszeres) pi év fénynégyzet négyzet alakú, hogy lefedje! Hogyan lehet annyi foton, hogy minden foltot eltaláljon ennek a hatalmas gömbnek a felületén belül? Megértem, hogy nagyon kevés fény ütne ilyen messzire, de még akkor is, ha nulla nélküli, legalább némi fény üt.
Vagy talán ez attól függ, hogy mekkora a fény vaku volt? Talán nem ér el minden foltot?
Ha a fény valóban fotonokból áll és hullámként viselkedik, de mindegyik foton csak egy helyet ér el, akkor nekem úgy tűnik, hogy végtelen mennyiségnek kell lennie fotonok a fényvillanásban, hogy a gömb belsejében annyi helyet érhessen el.
De ennek lehetetlennek kell lennie, ezért hibának kell lennie az érvelésemben.
Megjegyzések
- ” Úgy viselkedik, mint egy hullám “? Nos, ha úgy néz ki, mint egy kacsa, és úszik, mint egy kacsa, és úgy dudál, mint egy kacsa, akkor …
válasz
Nos, azt mondanám, hogy az elektromágneses mező a közepes.
Nem értem ezt – Hogyan lehet valami önmagának a közeg?
A fény nem csak egy elektromágneses mező. A fény (azaz fotonok) hullám — zavar vagy zavar — elektromágneses mezőben. Csakúgy, mint a gravitációhoz, a mezők is láthatóan áthatják a teret. Még masszív részecskék (pl.kvarkok vagy elektronok) hullámként írhatók le (vagy tekinthetők meg) az alatta lévő mezőkben.
Tehát … talán a fotonok alkotják a fényt, és ők csak lövés az űrben, mint egy hullám, de valójában nem fizikai hullám (mint egy hang- vagy vízhullám), csak ” úgy viselkedik, mint egy “?
Amit “fizikai hullámnak” hívunk, az egy mögöttes közeg (pl. levegő, víz) feltörekvő tulajdonsága. Az ilyen kialakuló hullám többnyire alapvetően megegyezik egy mező hullámával. A “fizikai hullámokat” gyakran “ kvázirészecskékként ” nevezik, mert Amit “részecskéknek” (pl. elektronoknak) gondolunk, “csak nem” viselkednek mint hullámok “, azok is hullámok, ezért a “ hullám-részecske kettősség “.
Megjegyzések
- Tehát gondolatkísérletemben t, a fotonok eltalálják a gömb minden pontját? Ha igen, hogyan lehet ennyi foton? A fotonok olyanok, mint egy részecske abban, hogy amikor ” eltalálja a ” szférát, akkor egy helyen érintkezik?
- Azt mondtad, hogy a fény zavar ” egy elektromágneses mezőben ” – tehát a tér vákuumában már ott van egy elektromágneses mező mielőtt a fény áthaladna rajta?
- @codefactor Egy mezőt alapvetően definiálnak mint valamit, ami a tér és idő minden pontján létezik, ezt megtalálhatja a Wikipédia .
- @MarkMitchison Köszönöm ezt a Wikipedia linket – tehát a mező mindenütt jelen van, a fény pedig egy hullám, amelyben a mező a közeg. Azt hittem, hogy a fény VAN a mező – tehát nem volt értelme annak, hogy önmagának ez a közeg legyen a célja.
De úgy néz ki, hogy a fény csak a hullám ebben a már létező mezőben.
Válasz
Hogyan világíthat ( vagy elektromágneses sugárzás) vákuumban haladnak át, amikor nincs semmi, ami közegként működne, és ezt örökké, minden irányban? Például egy csillag millió fényévnyire lévő fényből származik.
A fény v = c sebességgel halad, a a különleges relativitáselmélet második posztulátuma . De a különleges relativitáselmélet elvei szerint a fény nem utazik, és ezért nincs szükség közegre:
A fény világvonala fényszerű, és a fényszerű téridő intervallumok nulla (üres). Ez azt jelenti, hogy az elektromágneses kölcsönhatás által az emissziótól az abszorpcióig átadott impulzusnak csak nulla intervallumot kell átlépnie, mindkét esemény szomszédos a téridőben. De a nulla intervallum átlépése nyilvánvalóan nem haladás.
A téridő intervallumokat azonban nem lehet megfigyelni. Amit megfigyelőnk téridő-diagramján megfigyelünk, azok a fotonok, amelyek a fénykúp mentén haladnak. A nulla téridő-intervallum diagramunkban megfelelhet több milliárd fényév távolságának, és ez az utazott világvonal, amely csupán megfigyelésünk eredménye elektromágneses hullámok “töltik be”. Az elektromágneses hullámok a láthatatlan nulla tér-idő intervallum megfigyelhető tanúi.