"Nem szokták a Compton-effektust felhozni a fény nyomásának illusztrálására , de szerintem ez mutatja a legszemléletesebben , hogy tekinthetjük egy tömeggel rendelkező részecskének is a fotont. /nem nyugalmi tömeg/"
Nem feltétlenül szükséges egy tömeggel rendelkező áramló részecskezáporként értelmezni a fényt. A hullámelméletbe is belefér. Azonkívül két különböző töltésű részecske közötti vonzóerőt sem magyaráz jobban egy virtuális foton, mint az, hogy a két töltés között valami megmagyarázhatatlan és jelenleg megfigyelhetetlen hatás zajlik.
A párkeltést is meg lehet magyarázni a fény hullámtermészetével, csak kicsit másképpen. Erről már írtam korábban. Csak egy ötlet, de nem rosszabb, mint a foton ötlete. A pár már eleve létezik, csak olyan távolságra egymástól, hogy semleges részecskének hat, így nem lehet kimutatni a sok hasonló semleges részecske között. A nagy frekvenciájú sugárzás csak szétválasztja őket. (Például a pár pörög elég nagy sebességgel a frekvenciával arányosan, és egy bizonyos fordulatszám felett elhagyják egymást. )
Nem szokták a Compton-effektust felhozni a fény nyomásának illusztrálására , de szerintem ez mutatja a legszemléletesebben , hogy tekinthetjük egy tömeggel rendelkező részecskének is a fotont. /nem nyugalmi tömeg/
" A fénnyomás nagyságrendekkel kisebb és csak vákumban lévő kerék esetén mutatható ki."
Ez sejtés, vagy állítás? Én is hallottam az üstökös csóvájáról, de az sem bizonyított, hogy a fénynyomás hozza létre. Van olyan kisérlet, ami egyértelműen bizonyítja, hogy az EM hullámok nyomást fejtenek ki az anyagra, ami nem vibrációban, hanem egyértelmű(egyirányú és folyamatos) helyváltoztatásban mutatkozik meg?
Ha jól megnézted a " fény-tükörkereket", a lapátok egyik oldala matt sötét, azaz a lapátok egyik oldala elnyeli, a ,másik nem a rá érkező hősugárzást, így az elnyelő felület melegebb lesz, míg a visszaverő felülete hidegebb és a gömbben lévő gázmolekulák a sötétebb felületű lapátnak nagyobb impulzust adnak át, mint a fényes felületűnekkisebbet, így forgatónyomaték alakul ki, amely megforgatja a kereket. Tehát ebben az esetben nem a fény működteti, hanem a hősugárzás. A fénnyomás nagyságrendekkel kisebb és csak vákumban lévő kerék esetén mutatható ki.
"Uveggombe zart feny-lapatkerekek egy vekony tuhegyen felfuggesztve forognak. (Nem kell, hogy vilaurben legy.) Lehet vanni ilyeneket vasarokban. Legutobb Nunbergebn lattam kirakatokban. Barmikor jol tesztelheto altalad is a forgastkivalto tenyezo"
Uveggombe zart feny-lapatkerekek egy vekony tuhegyen felfuggesztve forognak. (Nem kell, hogy vilaurben legy.) Lehet vanni ilyeneket vasarokban. Legutobb Nunbergebn lattam kirakatokban. Barmikor jol tesztelheto altalad is a forgastkivalto tenyezo.
Akármilyen rendszerből nézed a jelenséget az impulzus és energiamegmaradás-ból indulj ki és megkapod a választ, azaz semmi különbséget nem tapasztal a két megfigyelő.
"De ettől függetlenül vannak fénymalmok, amik a fénynyomás hatására forognak. (világűrben stb.)"
Nem lehet, hogy azok töltött részecskék hatására forognak inkább? Olvastam, hogy a napszélben lévő elektronok még a Földtől nem olyan távol is lehetnek 400km/s sebességűek. (Remélem, jól emlékszem!) Még jó, hogy van a Földnek mágneses tere, különben bajban lennénk! Bár ha sosem lett volna, akkor most nem írnám ezt valószínűleg.
Az az igazság, hogy itt a neten beszéltek róla (ha jól tudom fizikusok, hogy bizonyos mikrorotátorok a fénynyomás hatására forognak) Lehet, hogy ezek is inkább a hőmozgás alapján működnek, nem néztem utána. Holnap megnézem a neten a magyar vonatkozású kutatásokat.
De ettől függetlenül vannak fénymalmok, amik a fénynyomás hatására forognak. (világűrben stb.)
Talán a technológia tényleg nem gond, de nekem akkor is gyanús, hogy a természetben miért nem mutathatók ki az extrém fénynyomások, amelyek mondjuk a kozmikus sugárzás hatására keletkeznének a műholdokon. A kozmikus sugárzás energiája nagy, és eléggé káros lenne az élő szervezetre, de hála a légkörünknek, itt lent már nem sokat kapunk belőle. A műholdak viszont elég magasan keringenek ahhoz, hogy igen nagy dózist kapjanak, de mivel a Föld felől többnyire árnyékolva vannak, az ellenkező irányból folyamatos elég nagy erőket kellene kimutatni, amely (ha a kozmikus sugárzás is homogén) mindig a Föld felé nyomná a műholdakat. Asszimetria kellene jelentkezzen a Nap felől is, mert onnan meg gondolom gamma sugarak jönnek, amelyeknek a nyomása is azért számottevő kellene legyen.
Erről a "viccről" már én is olvastam. :-) De ha a fénynyomás ilyen kicsi, hogy még az a néhány molekula is erősebb nála, akkor miért nem probálják meg gammasugarakkal?
A mai technológia szintjén nem gond megmérni a fénynyomást. Sok nagyságrenddel kisebbet is kimértek már, a Casimirt.
Mindenhol azt olvasni, hogy a Maxwell egyenleteket meg lehetett tartani módosítás nélkül a relativitáselmélet megszületése után is, mi a helyzet a kvantumfizikával?
Az eredeti Schrodinger egyenlet nem volt specrel kompatibilis. Dirac építette be a specrelt. Egyből a helyére kattant sok minden.
Az altrelt meg nem nagyon lehet, nemlineáris, csak kis görbületre megy, közelítéssel.
Erről a "viccről" már én is olvastam. :-) De ha a fénynyomás ilyen kicsi, hogy még az a néhány molekula is erősebb nála, akkor miért nem probálják meg gammasugarakkal? Vagy már valaki megelőzött az ötlettel? Annak azért már elég jól kellene pörögnie, ráadásul a jó irányba, nem? :-)
"Mind kvantum, mind klasszikus szinten értelmezhető, ezért találhatsz különböző képleteket. A helyzet hasonló a Compton effektushoz (fény szóródása elektronon). Lehet értelmezni foton elektron ütközésként, de lehet EM hullám szóródásaként is felfogni."
De ezek a képletek nem lehetnek ekvivalensek egymással, ha az egyikben szerepel a fekvencia, a másikban pedig nem. Gondolom, hogy a klasszikus képlet Maxwell idejében keletkezhetett(nem tudom, hogy tőle ered-e), a másik képlet nem mond ennek ellent? Mindenhol azt olvasni, hogy a Maxwell egyenleteket meg lehetett tartani módosítás nélkül a relativitáselmélet megszületése után is, mi a helyzet a kvantumfizikával?
Ez a mikrorotátor olyasmi, amiről Mmormota is írt? :-)
A fénymalom a fénynyomást közvetlenül bizonyító eszköznek látszik. A fénymalom egy vákuumban elhelyezett jól csapágyazott keresztrúd, amelynek két végén egy-egy fémlemez van. A rúd a két lemezzel forogni képes.
A lemezek egyik fele fekete, a másik tükörfényes. Nyilvánvaló, hogy a fekete lemez inkább befogja, a tükrös inkább visszaveri a fotonokat. Tehát egyik oldalon rugalmatlan, a másikon rugalmas ütközések történnek. A rugalmas oldalon nagyobb impulzus adódik át. Tehát a kitűnően csapágyazott malom forogni fog, ha fénybe teszik. A tükrös oldalon jelentkező nagyobb fénynyomás miatt a fekete oldalakkal előre.
Forog is. Fordítva. :-)))
Az a helyzet, hogy a fénynyomásnál nagyságrendekkel nagyobb erő is hat. A vákuum nem teljes, a lemezek felületén gázatomok fogódnak be, amelyek egy idő után távoznak. A lemezek fekete fele a fény miatt egy kicsit melegebb, mint a tükrös. Nagyon kicsit, hiszen a fém jó hővezető.De ez is elég. A meleg oldalró kicsit nagyobb átlagsebességgel startolnak el a gázatomok. nagyobb impulzust kap a fekete oldal.
A fénynyomást létét számos kísérlet igazolta, ezek közül Lebegyevet és Hullt szokás említeni. Maxwell korábban megjósolta a létét. Napjainkban mind elméleti mind gyakorlati téren széles körben felhasználják. Említhetném a mikrorotátorokat (magyar kutatók), vagy a galaxisok szerkezetének magyarázataiban való felhasználását.
Mind kvantum, mind klasszikus szinten értelmezhető, ezért találhatsz különböző képleteket. A helyzet hasonló a Compton effektushoz (fény szóródása elektronon). Lehet értelmezni foton elektron ütközésként, de lehet EM hullám szóródásaként is felfogni. (gyorsuló töltés EM sugárzása-EM sugárzás a töltést gyorsítja)
„mert a képlet szerint csak belső rendszerekben számítják a fénynyomást”
Az, hogy mit tekintesz belső rendszernek Te döntöd el. Ezt tetszőlegesen átszámolhatod másik rendszerbe. (energia-impulzus, 4-es sebesség transzformációja)
A frekvencia felől megközelítve még nyílván van néhány jellemző, aminek a megfelelő képletbe foglalásával kijön a nyomás mértékegysége. Leírnád, hogy melyek ezek? Sajnos én már a könyveimben sem bízhatok, mert van, amelyikben az van, hogy a fénynyomás csak az E és B vektoroktól függ, a többi vákumban konstans. (Epszilon és mű hányadosának gyöke, de lehet, hogy mü és epszilon...) A másik könyben valami fotoáramsűrűség is szerepelt, mint szorzó, meg a c, mint fénysebesség, de nem tudom, hogy ebben az esetben melyik fénysebesség számítana, mert a képlet szerint csak belső rendszerekben számítják a fénynyomást.
Egyáltalán van valamilyen kisérleti adat a fénynyomással kapcsolatban, ami az értékére és a változóktól való függésére megerősítést adna?
„Azt persze most még nem látom, hogy a külső megfigyelőhöz képest állandó oda és vissza sebességű foton tömege mitől változna meg, hacsak nem a visszavert fény frekvenciájától, ahogy a relativitáselméletből jön. Ehhez kell még a fotonok és a tükörfal sebességkülönbségét hozzávenni és megvan az impulzus, vagy tévedek?”
A sebességkülönbséggel nem kell itt törődni. Ugyanis az impulzusátadást a fény kölcsönhatás előtti és utáni impulzusának különbségéből számítod. Pl. Megvilágítok egy felém mozgó tükröt: a Doppler miatt nagyobb frekivel veri vissza a fényt, vagyis nagyobb impulzussal, tehát nő az impulzus átadása ahhoz képest, mint ha álló tükröt világítottam volna.
"Az előbbire nem is reagálok, mert felesleges lenne. A fény esetében mindig a relativisztikus képleteket kell használni, a klasszikus képletek egyszerűen még közelítésnek sem jók. Ha gondolod, adok pár online jegyzetet."
Érdekelne a dolog, ha a számítás a példához hasonló módon van levezetve.
Azt persze most még nem látom, hogy a külső megfigyelőhöz képest állandó oda és vissza sebességű foton tömege mitől változna meg, hacsak nem a visszavert fény frekvenciájától, ahogy a relativitáselméletből jön. Ehhez kell még a fotonok és a tükörfal sebességkülönbségét hozzávenni és megvan az impulzus, vagy tévedek?
"Mivel a kis tömeget jobban megrángatja a mező, vele történik a kölcsönhatás zöme. (a töltés gyorsulása a lényeg)"
Amit én írtam, az a fénynyomásra vonatkozott, pontosabban arra, hogy miért nem lehet kimutatni. Persze a rezgés is egyfajta nyomás, de helyzetváltozást nem lehet létrehozni vele.
Az atommag körül keringő elektronok elmélete azért bukott meg, mert azt mondták, hogy az elektron, ha bolygóként keringene a mag körül, állandóan gyorsulna, energiát kellene sugároznia, így előbb-utóbb a magba kellene zuhannia. Biztos, hogy csak a gyorsulás számít? Nem lehet, hogy más töltésekhez viszonyított mozgása a lényeg? Ha helyileg a töltések sűrűsége megváltozik, akkor ez hullámként terjedhet a térben. Az atommag körül keringve nem feltétlen kell, hogy változzon kifelé a töltések sűrűsége, így nem is kell sugároznia állandóan. Persze az atomokról túl keveset tudunk.
„Ellenérvként kaptam ott, hogy ez a hatás az atommagra olyan kicsi, mivel nagyságrendekkel nagyobb a tömege, mint az összes elektronnak a mag körül, de hát az impulzusa számít, ami pedig nagy tömeg és kis sebesség szorzata, ami szerintem ugyanannyi, mint az elektronoknál.”
Az előbbire nem is reagálok, mert felesleges lenne. A fény esetében mindig a relativisztikus képleteket kell használni, a klasszikus képletek egyszerűen még közelítésnek sem jók. Ha gondolod, adok pár online jegyzetet.
A fentiekre viszont igen, mert szemléletesen is érthető. Az elektromágneses hullám elnyelődése és visszaverődése úgy képzelhető el, hogy a hullám tere megrezgeti a töltést (gyorsítja), a gyorsuló töltés pedig EM sugárzást bocsát ki (pont ellentéteset, mint a bejövő, pontosabban a kettő eredője lesz ellentétes a bejövővel). Mivel a kis tömeget jobban megrángatja a mező, vele történik a kölcsönhatás zöme. (a töltés gyorsulása a lényeg)
Újabb gondolatok a fotoeffektussal és a fénynyomásal kapcsolatban (hátha valaki azért olvassa a topicot, mégha nem is ír senki rajtam kívül mostanában).
Ha az EM hullám intenzitását az E és B vektorok nagysága adja, akkor az atommag közelében számolható, helyről helyre nagy mértékben változó, és igen nagy térerősség menyire változtatható meg egy külső hullám hatására? A külső (a hullámból származó) térerősségnek nem kellene összemérhetőnek lennie az atom közelében tapasztalható térerősségekkel? Nem lehet, hogy az intenzitás azért nem befolyásolja az elektronok kilökődési sebességét, mert a téerősség alig változhat az atomok közelében?
A hullám frekvenciája végül is rezgésbe hozza az atomokat valamilyen módon, ami egyfajta gyorsuló mozgást jelent az elektronoknak, ha a frekvencia nagy, akkor a gyorsulás is, az elektronok tehetetlensége pedig előbb utóbb kilökődéshez vezet. Olyan lehet ez, mint amikor egy vékony fonálra függesztett tömeget egyre nagyobb gyorsulással akarunk mozgatni(mondjuk körbe-körbe), előbb utóbb a fonál elszakad és a tömeg elszáll. Érdekes egyezés, hogy a hevítés hatására a fémekből ugyanúgy elektronok lépnek ki, aminek a száma és sebessége is arányos a hőmérséklettel. Szükség van akkor a fotonokra a magyarázathoz? Szükség van a fotonokra -mint részecskékre- egyáltalán? Az energiaátadás a részecskék között attól még lehet diszkrét szerintem, hogy ezt nem egy mozgó és frekvenciafüggő(?) tömegű részecske közvetíti. Mi köze van a frekvenciának egy részecske tömegéhez? Mi szól a fény részecsketermészete mellett akkor? (Mint hullám, elég sokat bizonyított.)
Ezzel a paradoxonnal akkor most mi lesz? Írtam lejjeb egy-két dolgot, de nem kaptam rá reagálást, így nem tudom eldönteni, hogy mit fog csinálni a dobozom.
Az újabb dolog az, hogy egy másik könyv másik képlete nem is tartalmazza a frekvenciát, csak az E-t és B-t, csak ahogy már a másik topicban is írtam, szerintem a magyarázatból kihagyták, hogy az elektromos és mágneses tér az atommagra is hat. Ellenérvként kaptam ott, hogy ez a hatás az atommagra olyan kicsi, mivel nagyságrendekkel nagyobb a tömege, mint az összes elektronnak a mag körül, de hát az impulzusa számít, ami pedig nagy tömeg és kis sebesség szorzata, ami szerintem ugyanannyi, mint az elektronoknál. Így aztán szegény atom úgy van rezegtetve, hogy a magja kifelé, az elektronburka pedig befelé mozogna és fordítva. Vagyis az egész anyagra számítva nincs eredő elmozdulás, csak az egyes atomok, molekulák, vagy ionok rezegnek a frekvenciával függő mértékben, aminek megfelelő hőmérséklet lesz jellemző az anyagra. Persze az atomok hatnak egymásra is, ami miatt aztán olyan bonyolult mozgások jönnek létre, amire csak statisztikai számítások léteznek, de kijön a hőmérsékleti sugárzás eloszlása, meg minden más.
Talán az előző írásom nem teljesen volt korrekt, ami a mozgási energiára vonatkozik. Arra gondoltam, hogy a torlónyomás, ami a közegellenállásból származik, hasonló jelenség, mint ami a tükördoboz és a "fotongáz" között zajlik le. A torlónyomásban a sűrűség és a sebesség négyzete szerepel, ami itt is használható lenne, de a "fotongáz" sűrűsége itt a visszaverődéstől is függ.
Ha csak az impulzusokkal számolok, akkor sem stimmel valami. 0.5c-vel haladó tükördoboznál egy m tömegű foton m/2 tömeggel verődne vissza a sebessége pedig(álló megfigyelő szempontjából), amivel a közeledő tűkör falába csapódik 1.5c, így a szorzat 0.75. Amikor ez a tömeg visszaverődik, akkor a tömege újra m lesz, a sebesség pedig a tükörre számolva (szintén az álló megfigyelő szempontjából) 0.5c, ez a szorzat 0.5-öt ad. Az érdkekes az, hogy ahogy a doboz sebessége tart c-hez, úgy tart a szorzat értéke 0-hoz.
Az előző topicban már reagáltam, de írok ide is. A fotonelmélet szerint az elfelé mozgó tűkörről visszaverődő alacsonyabb hullámhosszú fényben kisebb tömegű fotonok utaznak, ezt én is olvastam. Ha a hullámhossz a tükör sebességével arányosan csökken (így a tömeg is), és a másik tűkörre beeső foton sebessége relatíve nagyobb, akkor a két hatás nem kompenzálja egymást elvileg, mert a tömeggel egyenesen, de a sebességgel négyzetesen arányos a mozgási energia, ami végső soron a nyomást létrehozza.
A fotoáramsűrűség, ami a könyvem szerint az 1 négyzetméterre mp-enként beeső fotonok számát jelenti, nem lesz azonos a két tűkörre.
Ja, én még azt tenném hozzá, hogy fotonok (ha több fotonról van szó) kibocsátása és elnyelése természetesen egyforma ütemben történik.
Ha csak egy tükröt vizsgálnánk, ami a fényforrás felé közeledik, akkor természetesen több fotonnal találkozna, ami szintén növelné az impulzus átadást. (és távolodó tükörnél meg csökkentené) De két tükör esetén ez úgy alakul, hogy a közeledő tükör által kibocsátott fotonok sűrűbben lesznek, így a másik tükör is ugyanannyival hat kölcsön, hiába távolodik tőlük.
Tehát a külső megfigyelő azt látja, hogy a hozzá közeledő irányban több és nagyobb impulzusú foton megy, mint az ellenkező irányba. (vagyis nem csak a frekije, de az amplitúdója is nagyobb lesz a közeledő fénynek) (ezzel biztosítva, hogy így, az eredő energiaáram és impulzus kiadja a hozzá közeledő rendszer belső energiájának áramlását és impulzusát.)
Ja, amit nem írtunk le, pedig hátha neked kimaradt: egy-egy foton tömege a hullámhosszától függ. Vagyis visszafelé "könnyebb" lesz a foton, így a "külső" megfigyelő szemszögéből c-nél nagyobb ütközes sem fogja jobban lassítani a dobozt, mint amikor a doboz elejéről c-nél kisebb sebességgel ugyan, de egy nehezebb foton tükröződik vissza.
Ja, még valami: a fotonok ugyan nem "lassulnak le" meg "gyorsulnak föl" tükröződéskor, de ha ezt tennék (mondjuk cseréljük ki őket valami majdnem c-vel menő, alapból nagyon könnyű részecskére, ami klasszikusan, nem kvantummechanikai szemszögből vizsgálva ezt teszi), akkor még az ált.rel. tömegnövekedési jelenségével is "meglepő" egyezést találhatnánk. Na, ezt jól megfogalmaztam, értse meg, aki tudja :)
Nincs semmiféle paradoxon, fénynyomás van, és a második verzió a helyes. A "trükk": tükröződéskor természetesen impulzusmegmaradás érvényes, a fotonok impulzusa változik, méghozzá úgy, hogy a hullámhosszuk változik meg. Ez kijön rel.elm. nélkül is, olyasmi, mint a hagyományos Doppler-effektus, csak a tükör sebességének a kétszeresével kell számolni. Mintha a tükörben látszódó "fényforrás" 2v sebességgel közeledne az álló megfigyelőhöz (vagy távolodna tőle).
Vagyis a "külső" megfigyelő azt látja, hogy visszafelé nagyobb a fény hullámhossza, mint odafelé. A "belső" ilyet nem lát. És ez összhangban van a spec.rel.-lel.
„ A lényeg az, hogy a fény különböző mértékű nyomást kellene, hogy kifejtsen arra a tűkörre, ami felé mozog, mint ami tőle elfelé”
Ez igaz is lenne egyetlen tükörnél, de nem két tükörnél. A tükör nem csak elnyeli, hanem ki is bocsátja a fényt. (mindkettő egyforma irányú, de különböző nagyságú impulzusátadást jelent) Pl. a felém mozgó tükör az elnyeltnél rövidebb hullámhosszal bocsátja ki a sugárzást. Így növekszik az impulzus átadás egy álló tükörhöz viszonyítva (a kibocsátás során). Ha viszont párba állítod a tükröket a másik tükörrel ez a nagyobb impulzusú foton találkozik, így ott is növekedni fog az impulzus átadása. (és kibocsátáskor vissza áll az eredeti értékre.)
Nem szokták a Compton-effektust felhozni a fény nyomásának illusztrálására , de szerintem ez mutatja a legszemléletesebben , hogy tekinthetjük egy tömeggel rendelkező részecskének is a fotont. /nem nyugalmi tömeg/