relatywistyka-czyli jak intuicyjnie to rozumieć.

29 Czerwca 2005

Z tego wyszlo nowe moje stwierdzenie, ze predkosc swiatla w kazdym osrodku przez ktore moze przejsc wynosi c . Nie tylko w prózni . Pozornie jest mniejsza ze wzgl. na dluzsza droge do pokonania w gestszym ciele . Zbigniew Wyszyński

<{POST_SNAPBACK}>

Fałszywe założenie prowadzi do bzdurnych wniosków.

Założyłeś że prędkość światła jest wszędzie (w każdym ośodku) taka sama, tylko droga rozchodzenia się kręta, proporcjonalnie do współczynnika załamania. Założenie jest fałszywe. Z fałszywego założenia można wyprowadzić zarówno wnioski prawdziwe jak i fałszywe (każda implikacja o fałszywym poprzedniku jest prawdziwa).

Ciekawe jaki jest pożytek z tego (fałszywego) założenia. Wynika ono prawdopodobnie z zupełnei błędnego założenia że ŚWIATŁO WSZĘDZIE I ZAWSZE rozchodzi się z prędkością c. Niestety, doświadczenia natychmiast obalają to fałszywe założenie.

Optyka liniowa jest dlatego DOSYĆ PROSTA, gdyż zakłada prostoloniowe rozchodzenie się światła. I nie ma potrzeby tego zmieniać dopóki rozważa się izotropowe ośrodki optyczne.

Jest takie OGÓLNE prawo optyki geometrycznej, ZASADA FERMATA, o której wspomniał Flowenol, umożliwia wyprowadzenie prawa odbicia, prawa załamania, objaśnienie kąta granicznego. Niestety, nawet psu na budę ta użyteczna zasada się nie zda, jeśli to co jest PROSTE (droga światła) uczynimy pokrętnym.

Zbig - czy powziąłeś GENERALNĄ ZASADĘ żeby zanegować WSZYSTKIE prawa fizyki których uczyli Ciebie w szkole?

A jak z matematyką? 2+2 to jeszcze 4? A za sto lat?

McArti · 29 Czerwca 2005

jeżeli to tylko kwestia drogi to dlaczego promień w szkle leci zgodnie z kierunkiem ruchu a nie skręca gdzieś zupełnie niewiadomo gdzie

McArti · 29 Czerwca 2005

Wpływy te objawiają się zmianą długości fali a tym samym i prędkości. To tyle.

Tyle ale co NIC!

Nadal niewiem dlaczego jest wolniej. :rolleyes:

Flowenol · 29 Czerwca 2005

Tyle ale co NIC!

Nadal niewiem dlaczego jest wolniej.

Oj McArti. To jeszcze raz najprościej jak potrafię. Wyobraź sobie wystrzeloną kulę wchodzącą do przeszkody. Kula zwalnia bo jej energia kinetyczna zamieniana jest na pracę. To chyba jest jasne. Teraz wyobraź sobie falę em (światło), które wchodzi do przezroczystego ośrodka gdzie każde z pól elektrycznych wytworzonych przez poruszające się elektrony stanowi dla fali przeszkodę co się dzieje - energia fali maleje. Jak maleje energia to co się zmienia. Już chyba domyślasz się...

McArti · 29 Czerwca 2005

no niestety ja bym wolał wyjaśnienie zjawiska a nie jego opowiedzenie, co się dzieje to my już wiemy.

chyba chaczymy o nieokreśloność dualizmu :]

Radek Grochowski · 29 Czerwca 2005

Teraz wyobraź sobie falę em (światło), które wchodzi do przezroczystego ośrodka gdzie każde z pól elektrycznych wytworzonych przez poruszające się elektrony stanowi dla fali przeszkodę co się dzieje - energia fali maleje. Jak maleje energia to co się zmienia. Już chyba domyślasz się...

Gdyby każde z pól wytworzonych przez poruszające się elektrony stanowiło przeszkodę dla światła, to światło w szkle w końcu by się zatrzymało. Czyż nie? Energia fali nie może maleć, skoro po wyjściu ze szkła odzyskuje prędkość c.

McArti · 29 Czerwca 2005

ale energia nie jest związana z prędkością a z długością. a prędkość w ośrodku jest charakterystyczna dla tejże długości.

zatem energia fali przechodzącej przez szkło się NIE ZMIENIA!

fala monochromatyczna przechodzi przez szkło i wychodzi dokładnie takasama.

s3nn0c · 29 Czerwca 2005

Światło zawsze podróżuje w próżni z prędkością c, także w obecności innych pół elektromagnetycznych. Zatem wewnątrz ciała stałego także porusza się z tą prędkością, gdyż, jak zapewne wiecie, tym, co jest między atomami i cząsteczkami jest właśnie próżnia. Natomiast obserwowane zwolnienie prędkości światła wynika nie z oddziaływania z polem elektromagnetycznym wytwarzanym przez inne elektrony (niby jak? fotony emitują i absorbują nośniki oddziaływania elektromagnetycznego, a więc same siebie? toż to z oczywistych względów niemożliwe!), a z faktu, że światło ulega rozproszeniu. Napotykając atom czy cząsteczkę foton jest absorbowany i reemitowany i proces ten nie jest natychmiastowy - ściśle zależy od rodzaju atomu czy cząsteczki. I to cała magia winna opóźnieniu.

Radek Grochowski · 29 Czerwca 2005

Trudno mi się z tym zgodzić. Zrobiliśmy założenie, że światło przechodzi przez doskonale przejrzyste szkło, więc nie ma mowy o rozproszeniu, nie mówiąc już o tym, że reemisja może nastąpić w dowolnym kierunku, nie tylko w kierunku poruszania się fali. Dlaczego więc w szkle porusza się wolniej?

misiekc · 29 Czerwca 2005

...
Dlaczego więc w szkle porusza się wolniej?

Sprobojmy tak. W szkle sa atomy i elektrony - czastki naladowane elektrycznie. Pole elektromagnetyczne, jakim jest fala swietlna wprowadza te czateczki w ruch. Tak jak fala na wodzie powoduje, ze lodki w przystani tez sie kolysza. Jednak elektrony i atomy maja swoja mase, przez co troche czasu zajmuje ich rozpedzenie, a potem zachamowanie. Prosze rowniez zauwazyc, ze takie poruszajace sie czasteczki sa zrodlem takiego samego promieniowania, jak te, ktore spowodowalo ten ruch. Moim zdaniem wlasnie bezwladnoscia elektronow - czyli czasem potrzebnym na ich rozpedzenie a potem hamowanie mozna w sposob popularnonaukowy odpowiedziec na postawione powyzej pytanie.

Prosze takze zwrocic uwage, ze elektrony w szkle nie moga przejac calej energi fali swietlnej bo sa dosyc silnie zwiazane z atomami tzn. nie moga sie rozpedzic zanadto - dlatego szklo jest przezroczyste. W przypadku metali fala swietlna latwo rozpedza prawie swobobne elektrony, ktore dalej traca energie w wyniku zdezen z siecia krystaliczna - energia swiatla jest rozpraszana. W konsekwencji swiatlo odbija sie od metalu praktycznie wen nie wnikajac.

Na zakonczenie jeszcze jedna uwaga. Wiele nieporozumien w tym temacie,moim zdaniem wynika z mieszania falowego i kolpuskularnego opisu swiatla. Odnosnie ugiecia swiatla w jezyku fotonow, dosyc znany fizyk - R. Feynmann - wypowiedzial sie mniej wiecej tak: "Foton jest jak maly piesek na smyczy. Biegnie prosto ale obwachuje wszystko dookola" .

McArti · 29 Czerwca 2005

no dobra jeszcze tylko jedna sprawa reemisja:

- jest równoległa do wiązki padającej

- nie jest równoległa ale...

Flowenol · 29 Czerwca 2005

no niestety ja bym wolał wyjaśnienie zjawiska a nie jego opowiedzenie, co się dzieje to my już wiemy.

Przyznam się, że nie wiem jak bez posługiwania się aparatem matematycznym wyjaśnić to zjawisko i udowodnić to co już napisałem o wpływie innych pól, ale pomyślę nad tym.

Do czasu oświecenia Flowenol: OUT

ale energia nie jest związana z prędkością a z długością. a prędkość w ośrodku jest charakterystyczna dla tejże długości.

zatem energia fali przechodzącej przez szkło się NIE ZMIENIA!

Mój błąd, taki, że aż :icon_redface: . Chciałem jak najprościej a wyszła :kupa:

Trudno mi się z tym zgodzić. Zrobiliśmy założenie, że światło przechodzi przez doskonale przejrzyste szkło, więc nie ma mowy o rozproszeniu, nie mówiąc już o tym, że reemisja może nastąpić w dowolnym kierunku, nie tylko w kierunku poruszania się fali. Dlaczego więc w szkle porusza się wolniej?

Zgadzam się z Radkiem.

misiekc · 29 Czerwca 2005

no dobra jeszcze tylko jedna sprawa reemisja:
- jest równoległa do wiązki padającej

- nie jest równoległa ale...

Po pierwsze z nazwa "reemisja" kojarzy mi sie zjawisko, ktore ma niewiele wspolnego z zalamaniem swiatla. Genrelnie reemisja polega na tym, ze foton jest absorbowany w calosci przez atom - zazwyczaj powoduje przejscie jednego elektronu na tzw. wyzszy poziom energetyczny. Oczywiscie energgetycznie taki atom jest niestabilny (troche jak olowek stojacy pionowo na rysiku), wiec po pewnym czasie elektron spada spowrotem i jest emitowany foton o takiej samej energi jak ten zaabsorbowany. I tu dochodzimy do sedna: sa dwa rodzaje reemisji: spontaniczna i wymuszona.

W pierwszym przypadku kierunek emitowanego fotonu jest losowy. Ten typ jest znacznie czesciej obserwowany w codziennym zyciu. W drugim przypadku do reemisji dochodzi pod wplywem innego przelatujacego w poblizu atomu fotonu, takiego jak ten, ktory zostal zaabsorbowany. Wtedy w wyniku reemisji moze pojawic sie foton, ktory ma identyczne wszystkie parametry jak ten "wymuszajacy" - takze kierunek ruchu.

Jak widac, aby zaszla reemisja wymuszona musi byc spelnione kilka subtelnych warunkow. Jednak potrafimy konstruowac urzadzenia, ktorych zasada dzialania opiera sie na reemisji wymuszonej. To m. in. lasery i kuchenki mikrofalowe.

Radek Grochowski · 29 Czerwca 2005

Łał, o to chodziło! Gdybyś jeszcze potrafił opisać bez całek krzywoliniowych jak ta reemisja wymuszona "działa" to byłby git :rolleyes: Tzn na jakiej zasadzie sąsiednie fotony są w stanie przekazać temu emitowanemu tak dokładną informację o tym, w którym kierunku ma się poruszać.

McArti · 29 Czerwca 2005

dobra dobra ale szkło to nie laser

misiekc · 29 Czerwca 2005

... Gdybyś jeszcze potrafił opisać bez całek krzywoliniowych jak ta reemisja wymuszona "działa" to byłby git ...

Znowu sprobuje, choc klasyczne tlumaczenie zjawisk kwantowych to dosyc sliska sprawa. Zacznijmy od takiej analogi. Mamy blok jednopietrowy (patrer i pirwsze pietro) - analogia atomu z dwoma poziomami energetycznymi. W tym bloku czasem pojawia sie winda (pole elektromagnetyczne - foton) ktory jezdzi miedzy pietrami. Jesli winda ma odpowiednia energie to zatrzymuje sie na parterze i 1 pietrze. Jesli energia windy jest za duza to wyjedzie bez zatrzymywania zbyt wysoko, jesli za mala to zbyt nisko. Zeby wyjechac na 1 pietro nalezy wsiasc do odpowiedniej windy. Gdy elektron wyjedzie na pietro winda przestaje dzialac bo nie ma juz energii (foton zostal zaabsorbowany). Gdy elektron spontanicznie chce spasc na dol wchodzi do stojacej windy, co powoduje, ze winda zaczyna zjezdzac na dol. Ruch windy to pole elektromagnetyczne, czyli nowy niezalezny foton, ktory poleci dalej.

A teraz emisja wymuszona. Elektron jest na pierwszym pietrze i widzi, ze pojawila sie odpowiedznia dzialajaca winda (inny foton przelatujacy w poblizu atomu). Elektron mysli sobie - skorzystam z okazji i zabiore sie na dol i zjezdza. Warto zauwazyc, ze taki zjazd w dol powoduje uruchomienie "starej windy", czyli po zjezdzie elektronu na parter mamy dwie identyczne windy, ktore jada razem - dwa fotony.

Ciekawe co na takie analogie powiedza guru . Troche sie boje, ale co mi tam. Najwyzej dyskusja bedzie zabawna :ha:

sumas · 29 Czerwca 2005

czyli reansumując, fotony pochodzące od tego przykładowego "syriusza", przechodząc przez lunetę (szkło), nie są tymi samymi fotonami wpadającymi do naszego oka, czy matrycy aparatu?

fotony trafiając na powierzchnię soczewki (szkła), zderzają się z elektronami atomów (szkła? ) wzbudzając je, elektrony przechodzą na wyższą orbitę i wracając emitują foton i tak kolejno, aż znowu dotrą do granicy ośrodka tak?

czyli obrazowo leci foton fioletowy, trafia na granicę ośrodka, trafia na elektron, elektron dostał fotonem w główkę, traci równowagę i wylatuje z orbity, po chwili dochodzi do siebie, chciałby wrócić na miejsce, ale, że niema nic za darmo, musi się otrząsnąć (jak bokser na ringu, że go taki jeden z nienacka go trafił) te otrzęsiny to wyemitowany przez niego "nowy" foton, który podąża z tą samą energią, lecz z nowym zwrotem i kierunkiem.

foton czerwony ma mniejszą energię, też potrafi walnąć, lecz już nie tak mocno, dlatego wytrącony przez niego elektron, przejdzie na wyższy poziom energetyczny, lecz przebędzie mniejszą drogę kątową na orbicie swojego atomu, dlatego wyemitowany przez niego foton, będzie pod odrobinę mniejszym kątem, niż jakby dostał od fioletowego? i dlatego fiolecik się mocniej załamuje, niż czerwony?

a dalej oba "kolory" poruszając się w szkle, będą już przechodzić od jednego elektronu do drugiego, jak zderzające się kuleczki, z każdym nowo napotkanym elektronem nastąpi znowu zderzenie, przejście na wyższą orbitę i emisja przy powrocie,

a z zasady zachowania energii i pędu, będzie to "ta sama" energia i wektor kierunku?

ha, ale czy foton da radę przenieść pęd? ot kłopot, bo niema masy

czy to jest ten dualizm korpuskularno-falowy?, że tak gładko przechodzimy mówiąc o wiązce światła, od pojęcia fali do pojecia "kuleczki" gdy tylko zaczniemy bliżej się przygladać naturze światła?

pozdrowienia

Radek Grochowski · 29 Czerwca 2005

a z zasady zachowania energii i pędu, będzie to "ta sama" energia i wektor kierunku?
ha, ale czy foton da radę przenieść pęd? ot kłopot, bo niema masy

Tak, foton niesie z sobą pęd o wartości p=h*nu/c, gdzie h - stała Plancka, nu - częstotliwość fali. Gdyby nie niósł pędu, nie mógłby działać żagiel kosmiczny! :szczerbaty:

Radek Grochowski · 29 Czerwca 2005

OK, samego mechanizmu emisji wymuszonej nie rozumiem, ale poza tym to jest to logiczne wytłumaczenie zmniejszonej prędkości światła w ośrodku materialnym. Tłumaczy też brak linii absorpcyjnych, które występują po przejściu światła przez gaz.

Ale włąśnie, jak to jest w przypadku gazu? Prędkość światła w gazie również jest mniejsza niż w próżni, ale tam mamy do czynienia z reemisją "losową". Czy obok niej występuje jednocześnie reemisja wymuszona powodująca zmniejszenie prędkości światła???

McArti · 29 Czerwca 2005

lecz przebędzie mniejszą drogę kątową na orbicie swojego atomu, dlatego wyemitowany przez niego foton, będzie pod odrobinę mniejszym kątem, niż jakby dostał od fioletowego?

zupełnie NIE!

to jest tylko wytłumaczenie spowolnienia. stukanie się zajmuje czas i dlatego jest wolniej. A samo wolniej już powoduje makroskopowo kąt załamania wg rysunku taha

misiekc · 29 Czerwca 2005

... czy to jest ten dualizm korpuskularno-falowy?, że tak gładko przechodzimy mówiąc o wiązce światła, od pojęcia fali do pojecia "kuleczki" gdy tylko zaczniemy bliżej się przygladać naturze światła?
pozdrowienia

Wlasnie tu tkwi moim zdaniem problem. Nie mieszajmy pojec (opisow). Moim zdaniem (chetnie poslucham innych opini):

1. Jesli mowimy w jezyku falowym, to pola elektromagnetyczne rozpedzaja i hamuja elektrony, a ruch tychze powoduje powstawanie nowych pol, ktore w sumie powoduja, ze ruch czola fali elektromagnetycznej jest wolniejszy.

2. W jezyku kolpuskularnym foton w osrodku jest jak czlowiek przedzierajacy sie przez dzungle amazonska. Po przejsciu przez dzungle to ten sam czlowiek (moze troche bardziej doswiadczony). Absorbcja i reemisja czlowieka w dzungli (przez np. aligatora) to zjawisko, ktore wcale nie spowoduje ze czlowiek z dzungli wyjdzie. Podobnie jest z fotonem w szkle. Przejdzie albo jest stracony

Jak widac w obu jezykach mozna to zjawisko w miare sensownie wytlumaczyc, jednak nie mozna tych tlumaczen mieszac ze soba, bo wtedy sie gubimy.

McArti · 29 Czerwca 2005

jeżeli reemisja to ze szkła wychodzi 103287823894239 kopia fotonu który wpadł.

Radek Grochowski · 29 Czerwca 2005

jeżeli reemisja to ze szkła wychodzi 103287823894239 kopia fotonu który wpadł.

Nawet więcej, to nigdy nie będzie kopia, reemitowany foton zawsze się będzie różnił nieco energią od pochłoniętego. Emisja z danego stanu wzbudzonego zawsze "wyprodukuje" foton o ściśle określonej energii. Natomiast fotony wzbudzające mogą mieć większą energię. Reszta po prostu daje przyczynek do widma ciągłego. Tak to przynajmniej rozumiem. Wyjaśniliśmy, że reemisja jest wymuszona. OK, ale czy ta "reszta" też zawsze zachowuje ten sam kierunek co foton, który wzbudził atom? Dlaczego na brodę Allaha nie poleci sobie w bok??? (rozważamy szkło idealnie przejrzyste, bez rozpraszania). Temat mnie przerasta :mellow:

sumas · 29 Czerwca 2005

zupełnie NIE!

to jest tylko wytłumaczenie spowolnienia. stukanie się zajmuje czas i dlatego jest wolniej. A samo wolniej już powoduje makroskopowo kąt załamania wg rysunku taha

hmm, ale teha w swoim bardzo, zresztą obrazowym rysunku, "wprowadził" jakby pojęcie szerokości wiązki, czy pojedynczy foton ma "szerokość"?

wiem, że nie można opisywać, tego w ten sposób, że elektron nic nie robi na swojej macierzystej orbicie, tylko czeka, aż go foton walnie, wiem, że nie mozna nawet zlokalizować konkretnego miejsca elektronu na tej orbicie, opisuje się go raczej jako prawdopodobieństwo "przebywania" w sferze orbity, niż kuleczka w jakimś konkretnym miejscu i czasie.

chodzi mi o to, dlaczego foton, na granicy ośrodka "fizycznie" zmienia wektor kierunku "ruchu", a w samym ośrodku, czy w próżni porusza się po prostej,

dlaczego fioletowy bardziej, a czerwony mniej,

no dlaczego musze mieć apo, bo w achro tak kiepsko widać :szczerbaty: i dlaczego apo jest takie drogie :ha:

pozdrowienia

i przepraszam McArti, że tak Ci temat wątku zawłaszczyłem i zmieniłem, bo miało być o relatywistyce, a ja sie pcham, jak idiota, co nawet reklam nie rozumie :szczerbaty:

Edytowane 29 Czerwca 2005 przez sumas