Jeg vet at det er mange spørsmål som er like (kanskje identiske?). Jeg er ikke fysiker eller student – jeg er bare interessert i fysikk og har sett på mange fysikkanaler på youtube nylig på fritiden.
Her er et (nesten) identisk spørsmål: Hvorfor trenger ikke ‘ t elektromagnetiske bølger et medium?
Her er ett svar på dette spørsmålet:
Vel, jeg vil si at det elektromagnetiske feltet er mediet.
Jeg don «t forstår dette – hvordan kan noe være mediet for seg selv?
Svarene på disse spørsmålene tror jeg ikke virkelig adresserer spesifikke forvirringspunkter jeg har – så jeg skal prøve å spørre spørsmål litt annerledes
Hvordan kan lys (eller elektromagnetisk stråling) reise gjennom et vakuum når det ikke er noe der for å fungere som et medium, og gjøre det for alltid i alle retninger? For eksempel er lyset som kommer fra en stjerne millioner av lysår unna.
Med vann er det for eksempel lett for meg å se hvordan en bølge kan spre seg over overflaten i alle retninger og reise så lenge ettersom energien i bølgen ikke forsvinner. Molekylene i vannet fungerer som mediet og pendler og skyver alle nabomolekyler som forårsaker en dominoeffekt utover.
Men hva gjør lyset?
En tanke jeg hadde, er at hvis lys er laget av noe, så beveger det seg bare utover fra opprinnelsespunktet i hvilken retning lyset var på vei.
Som fører meg til fotoner .. .
Her er første avsnitt fra Wikipedia: http://en.wikipedia.org/wiki/Photon
Et foton er en elementær partikkel, lyskvantumet og alle andre former for elektromagnetisk stråling, og kraftbæreren for den elektromagnetiske kraften, selv når den er statisk via virtuelle fotoner. av denne styrken er lett kan observeres både på mikroskopisk og makroskopisk nivå, fordi fotonet ikke har hvilemasse; dette muliggjør interaksjoner på lange avstander. Som alle elementære partikler, er fotoner for tiden best forklart av kvantemekanikk og utviser bølgepartikkel-dualitet, og har egenskaper for både bølger og partikler. For eksempel kan en enkelt foton brytes av en linse eller utvise bølgeforstyrrelser med seg selv, men også fungere som en partikkel som gir et bestemt resultat når posisjonen måles.
Så … kanskje fotoner utgjør lys, og de skyter bare gjennom rommet som en bølge, men det er virkelig ikke en fysisk bølge (som en lyd- eller vannbølge), det «bare» oppfører seg som en «?
Her er en video fra minutephysics: https://www.youtube.com/watch?v=Q_h4IoPJXZw
Videoen snakker om partikkelbølgedualiteten til et elektron. Så et enkelt elektron kan fungere som en bølge, men når det treffer noe treffer det bare ett sted. Er det det samme for fotoner?
Tankeeksperiment : Ute i vakuumet til rommet er det en stor hulkule 1 lysår i radius. Innsiden er bare vakuum, og i det eksakte sentrum avgis et lysglimt i alle retninger fra en punktkilde. 1 år senere treffer lyset sfæren på alle steder samtidig.
Det er 12,6 (eller 4 ganger pi) lysår i kvadrat av overflateareal for å dekke! Hvordan kan det være nok fotoner til å treffe hvert sted inne i overflaten til denne enorme sfæren? Jeg forstår at veldig lite lys ville slå så langt unna, men selv om ikke-null, i det minste noe lys treffer.
Eller kanskje dette avhenger av hvor stor blits var? Kanskje det ikke treffer hvert punkt?
Hvis lys virkelig er laget av fotoner og fungerer som en bølge, men hvert foton treffer bare ett sted, så virker det for meg at det må være uendelig mye av fotoner i den lysglimten for å treffe så mange steder inne i sfæren.
Men det må være umulig, så det må være en feil i resonnementet mitt.
Kommentarer
- » Fungere som en bølge «? Vel, hvis det ser ut som en and og svømmer som en and og kvaker som en and, så …
Svar
Vel, jeg vil si at det elektromagnetiske feltet er mediet.
Jeg forstår ikke dette – Hvordan kan noe være mediet for seg selv?
Lys er ikke bare et elektromagnetisk felt. Lys (dvs. fotoner) er en bølge — en forstyrrelse eller forstyrrelse — i et elektromagnetisk felt. Akkurat som for tyngdekraften, tilsynelatende felt gjennomsyrer rommet. Selv massive partikler (f.eks.kvarker eller elektroner) kan beskrives (eller ses på) som bølger i underliggende felt.
Så … kanskje fotoner utgjør lys, og de er bare skyter gjennom rommet som en bølge, men det er ikke en fysisk bølge (som en lyd- eller vannbølge), det er bare » som fungerer som en «?
Det du kaller en «fysisk bølge» er en fremvoksende egenskap for et underliggende medium (f.eks. luft, vann). For det meste er en slik fremvoksende bølge i utgangspunktet den samme som en bølge i et felt. «Fysiske bølger» blir ofte referert til som « kvasipartikler «, fordi Hva vi tenker på som «partikler» (f.eks. elektroner) ikke bare «oppfører seg som bølger», de er også bølger, derav « bølge-partikkel dualitet «.
Kommentarer
- Så i min tankeeksperiment t, treffer fotoner hvert punkt i sfæren? I så fall hvordan kan det være så mange fotoner? Er fotoner som en partikkel ved at når den » treffer » sfæren, vil den ta kontakt på ett sted?
- Du sa at lys er en forstyrrelse » i et elektromagnetisk felt » – så i vakuumet til rommet er det allerede et elektromagnetisk felt før lyset passerer gjennom det?
- @codefactor Et felt er i utgangspunktet definert som noe som eksisterer på hvert punkt i rom og tid, kan du finne dette på Wikipedia .
- @MarkMitchison Takk for den Wikipedia-lenken – så feltet er overalt og lys er en bølge der feltet er mediet. Jeg trodde at lyset VAR felt – så det var ikke ‘ fornuftig at det ville være mediet for seg selv. Men ser ut som at lys bare er bølgen i dette allerede eksisterende feltet.
- Ok nå bringer dette opp en annen ting – hvis lys er en bølge i » et elektromagnetisk felt » som antyder at det kan være mer enn ett felt … er det riktig? Eller er det en bølge i » det elektromagnetiske feltet » … i ‘ m forvirrer meg selv.
Svar
Hvordan kan lys ( eller elektromagnetisk stråling) beveger seg gjennom et vakuum når det ikke er noe der for å fungere som et medium, og gjøre det for alltid i alle retninger? For eksempel lyset som kommer fra en stjerne millioner av lysår unna.
Lys blir observert som vandrende med hastighet v = c, i henhold til andre postulat av spesiell relativitetsteori . Men i henhold til prinsippene for spesiell relativitet, reiser ikke lyset, og det er derfor ikke noe medium er nødvendig:
Lysets verdenslinje er lyslignende, og lyslignende romtidsintervaller er null (tom). Det betyr at momentet som overføres ved elektromagnetisk interaksjon fra utslippshendelsen til absorpsjonshendelsen bare må krysse et nullintervall, begge hendelsene ligger ved siden av i romtiden. Men å krysse et nullintervall er åpenbart ingen reise.
Romtidsintervaller kan imidlertid ikke observeres. Det vi observerer i observatørens romtiddiagram er fotoner som beveger seg langs lyskeglen. Et null romtidintervall kan i vårt diagram tilsvare en avstand på milliarder lysår, og denne reiste verdenslinjen som bare er et produkt av vår observasjon. er «fylt» av elektromagnetiske bølger. Elektromagnetiske bølger er de observerbare vitnene om det usynlige null romtidsintervallet.