В прошлой статье мы говорили о Солнце, не спорю, сложный объект для наблюдений. Давайте возьмем что ни будь попроще, например свет. Уж со светом-то никаких проблем не предвидится.
Введение.
История знакомства человечества со светом весьма древняя и насыщенная. Оптика считается одной из самых точных физических наук, видимо заслуженно, в остальных физических науках дела на мой взгляд значительно хуже.
Вот здесь приведены основные вехи. Когда именно начали изучать свет доподлинно не известно, но очень давно. Первые письменные источники о природе света принадлежат Эвклиду, отцу геометрии.
В наши дни основные заслуги в изучении явления света приписывают Исааку Ньютону и Христиану Гьюгенсу, то есть мы имеем как минимум 400 лет пристального исследования предмета на текущий момент времени. Собственно, не будет большой грубостью сказать, что эти два человека являются самыми видными представителями двух ведущих теорий света геометрической и волновой. Геометрическая теория света базируется на понятии луча, эта удобная абстракция для описания простейших оптических систем, но она весьма не точна, поэтому ее дополняет понятие волны света, тоже впрочем не особо точное, как выяснилось чуть позже.
Надо вам сказать, что раздел оптики всегда нравился мне в физике, она такая простая и очевидная, а опыты ее столь красивые и легко выполнимые, что школьнику их очень просто осуществить в любом мало-мальски нормальном кабинете физики. Это такое непередаваемое ощущение, чувствовать себя причастным к тайнам мира, тем более что свет - это одно из красивейших явлений природы, по моему мнению. Хочу сказать огромное спасибо моей учительнице физики, за эти штудии, завели они меня на ту сторону правды, в чем учительница конечно совсем не виновата.
Как вы уже догадались самые первые мои опыты повторяли опыты Ньютона описанные в учебнике физики, а именно опыты с призмой, благо темная комната и подставка для призмы имелись, опыт воспроизводился безупречно, укрепляя мою веру в оптику пока я случайно не взялся за призму во время опыта. Потом, я поставил опыты с двояковыпуклой линзой, тоже описанные в учебнике, там еще нарисован ход лучей, но там я уже сознательно закрыл часть диска линзы бумагой.
Скажу сразу, все прекрасное здание оптики в моих глазах рассыпалось в пыль. Учительница физики потом конечно убедила меня, что когда я стану взрослым, то непременно узнаю почему так происходит, но сейчас э просто должен расценивать это как парадокс, в физике вообще много парадоксов, огорчаться этому не следует. Однако, все очарование и простота оптики, перестали меня устраивать совершенно, я-то точно знал цену этой простоты. Потом я обнаружил еще пару мелких несуразностей, некоторые из них уже гораздо позже. Ну вот, теперь я вырос, но понимания не прибавилось.
Фьюзис - значит природа.
Я не хочу вдаваться в математику,- это бессмысленно, давайте мы посмотрим на простейшие физические опыты которые лежат в фундаменте оптики как науки, многие из них весьма легко воспроизводимы, при наличии у вас увеличительной линзы или призмы, а возможно вы ставили эти опыты сами будучи еще ребенком, а потом посмотрим, что сможет сказать просвещенное сообщество по поводу, скажу сразу, как и в статье про Солнце, у меня нет никаких ответов на поставленные вопросы, более того я даже не представляю в каком направлении рыть.
Дисперсия света на призме.
Простейший опыт, который приписывают Ньютону.
Луч белого света направленный на грань призмы, разлагается в спектр выходя из другой грани призмы.
http://dic.academic.ru/pictures/wiki/files/76/Light_dispersion_conceptua...
Подобных картинок полно в этих ваших интернетах, практически все они неверные. Более того, могу сказать со всей ответственностью, Ньютон этот опыт никогда в жизни не ставил, скорее всего он, как и Гьюгенс - даже призму в руках никогда не держали, вот Декарт, тот ставил и писал об этом явлении, а все "физики" нет, я просто не вижу другого разумного объяснения.
Если вы закроете, например, бумагой часть выходной грани призмы, спектр на проекционном экране никуда не денется, в нем будет по прежнему семь цветов, он просто будет чуть бледнее, а вот если вы начнете отодвигать бумажку то на некотором расстоянии бумажки от призмы один из цветов радуги перекроется. Кто разбирал спектрофотометры тот знает, что щель для отсечения части спектра находится на некотором расстоянии от призмы. Встает вопрос, почему об этом феномене не написано ни в одном учебнике физики, и как тогда относиться к коэффициенту преломления, еще у меня встает вопрос, что за 400 лет никто не поставил этого опыта? Ставили, причем корректно описывали, но учебниках почему-то настойчиво проталкивают фуфло и не только в учебниках но и массовом сознании, картинка выше с академик.ру тому доказательство.
Преломление света в линзе.
Когда и кто поставил этот опыт первый раз совершенно невозможно сказать. В Шумере и Древнем Египте уже несомненно знали что такое линза, а кто в детстве не пользовался услугами "небесного огня" для разведения костра, выжигания на деревянных столах разного рода скрижалей. Опыт простой как полено.
http://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/16093
ВЫ спросите меня, ну тут-то, что может быть не так? Все не так. То есть, в том виде как опыт описан хотя бы по ссылке выше, он воспроизводится безукоризненно, но если вы перекроете экраном часть выходной поверхности линзы, вас ждет незабываемый сюрприз.
В школе, на уроках физики вы наверняка проводили опыты с линзой, в частности определение фокального расстояния линзы. Обычно для этих целей используется лампа накаливания, чтобы на проекционном экране возникло резкое изображение спирали лампы. Если вы перекроете часть выходной поверхности линзы, то изображение спирали останется целым, оно как и в опыте с призмой немного поблекнет и все. ЕЩЕ РАЗ ОТМЕЧАЮ, изображение спирали ЦЕЛОЕ, встает очень простой вопрос, как лучи или волны распространяются в линзе? Откуда они вообще знают о целом изображении, как они его восстанавливают?
К сожалению ответа на этот простой вопрос вы нигде не найдете, более того в известных мне учебниках физики этот неприятный нюанс изо всех сил замалчивается, учитель физики на прямой вопрос о сути явления начинает лепетать что-то в высшей степени смешное и невразумительное. Мы что, снова столкнулись с парадоксом?
Фокусировка пучка света.
Тема очень близко связанная с предыдущей. В школе все проходили понятие фокуса линзы. Если кратко, то фокус,- это то место где сходятся параллельные лучи света после прохождения линзы.
Все много раз пользовались явлением фокусировки, особенно те у кого есть очки. Кажется, ну что тут может быть тайного? Тайное - это потеря фокуса. Почему изображение предметов размывается если они не в фокусе?
Если вы посмотрите на картинку хода лучей, то никакого основания для потери резкости вы не найдете, да возможны какие либо аберрации изображения по типу дисторсий, но никак не потеря резкости. Если вы работали в 3d MAX (или в чем то подобном), то вы знаете, что эффект потери резкости можно получить только специальным фильтром, преломление лучей не приводит к потере резкости, тогда что приводит?
Что говорит на этот счет волновая теория понять положительно невозможно, может кто-нибудь растолкует феномен потери резкости с волновой точки зрения? Собственно, вместо потери резкости мы должны наблюдать дифракционную картину, или потеря резкости это и есть дифракционная картина?
Интерференция лучей.
Для тех кто не помнит что это такое:
http://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/15545
Вроде все просто. Как всегда. Ну свет же волна для него характерна интерференция, не так ли? Официальные учебники услужливо подсовывают нам картинку интерференции волн вроде этой.
А теперь внимательно перечитайте определение, интерференция характерна только для когерентного света. А вы знаете что такое когерентный? А это свет от одного источника света (как определить, что это один источник света - великая тайна) и никак иначе, лучи от разных источников света не взаимодействуют как волны, даже если это лучи лазеров. То есть сам внутри себя свет от одного источника - это волна, а вот свет от разных источников взаимно уже не волна? А как свет узнает от какого он источника, у него есть электронная подпись или что? Можно ли заставить свет от разных источников вести себя когерентно или нельзя? Солнце,- это один источник или несколько? Как видите вопросов по такому простому явлению явно больше чем ответов.
Если подойти к этому простому вопросу с точки зрения банальной эрудиции, то есть некий параметр о котором современная физика совершенно не знает. Луч света способен отличить себя от любого другого луча света, очевидно в пределах вселенной, что бы с ним не вытворяли, как он это делает? Как выглядит луч света в пространстве, каков его размер? Неужели снова парадокс?
Вопрос о том что такое когерентность, об ее пределах и вообще смысле самого явления не только не расследован, но и по моему мнению оперативно замалчивается, каковы цели сокрытия этой в сущности общедоступной информации мне совершенно не ясно.
Фата-моргана.
Наблюдать мираж в природе довольно сложно. Тем более, что это уже нелинейная оптика, тем не менее по поводу миражей есть ряд вопросов. Кто не знает что такое мираж прошу сюда:
http://www.voprosy-kak-i-pochemu.ru/mirazh-vozniknovenie/
Если судить по приведенному тексту, то мираж образуется из-за разницы коэффициентов преломлений нагретого и холодного воздуха или разницы в концентрации паров воды. Вроде бы все логично?
А теперь внимание вопрос: Что такое конвекция? Да, именно конвекция. В газах с разными плотностями характерны конвекционные токи, разного рода вихри и неоднородности, это же очевидно. На всякий случай для тех кто не знает:
http://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/72051
Если вы когда-нибудь наблюдали мираж на асфальте автодорог, то могли заметить, что он очень похож на воду и образует как бы зеркало. Он дрожит и как бы кипит, но никогда не отрывается от земли не выпучивается, не образует воронок или чего-то подобного. По сути мираж очень сильно напоминает пятно засветки от лазера.
Если мираж так сильно зависит от конвекции газов почему мы не видим всего этого конвекционного безобразия? Видимо оно частично обеспечивает "дрожание" миража, но точно не сам феномен, в противном случае мы наблюдали бугрящуюся зеркальную поверхность и зеркальные вихри, ничего этого никогда в описании миражей не встречается. Меня это всегда нервировало, и тут я совершенно случайно натолкнулся на статью Иоганна Керна.
http://bourabai.ru/kern/vinovnik.htm
Автор задает те же вопросы, что и я, только ставит еще ряд простейших опытов, и о чудо, мы видим что фата-моргана, участвует в нашей жизни повсеместно просто мы не хотим ее замечать. Более того мираж связан не столько с коэффициентом преломления, сколько с углом падения света на поверхность. Что самое забавное, на острых углах падения свет отражается от чего угодно, то есть феномен миража распространен гораздо более чем считается сейчас и вовсе не такой безобидный как принято считать, но эта область к сожалению совершенно не исследована. Я только хочу отметить насколько плохо изучено вроде бы всем известное явление, в прочем меня это нисколько не удивляет.
Дифракционный предел.
Это очень неприятное явление, для тех кто работал с микроскопами.
http://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/1786479
Если в кратце, то для определенной длины волны света существует предел разрешающей способности. Если объекты меньше этого предела, то рассмотреть их при данной длине волны невозможно. Ну вроде тысячу и один раз все это определили , уравнения написали. Все вроде прекрасно, и тут мы узнаем, что оказывается этот предел можно двигать, что его значение не точно. Например у фемтосекундных систем микроскопии он несколько выше.
http://window.edu.ru/resource/762/72762/files/itmo512.pdf
То есть люди фотографируют химические реакции между атомами и тп. А как же дифракционный предел? А никак.
Вот интереснейшая статья Иоганна Керна.
http://bourabai.ru/kern/limit.htm
Человек буквально на коленке получил увеличение в 2000 крат, а затем в 20000 крат там правда он жалуется, что не может навести резкость. Все кто работал с иммерсионной микроскопией знают, как трудно навести резкость на 2000 крат, и вообще какая это головная боль смотреть образцы на пределе дифракции, там все серое и невнятное. Оказывается, что явление дифракционного предела связано с конструкцией приборов, а вовсе не с физической природой света, что автор статьи блестяще доказал. Что касается резкости то навести ее на тех увеличениях что демонстрировал автор практически невозможно без специальных приспособлений, у автора их наверняка нет, судя по фотографиям, но мы ВИДИМ ЦВЕТА.
Дифракционный предел преодолен, почему я не слышу оваций? Хоть кто нибудь, хоть где нибудь кроме Хайнарова заметил эту работу? Хотя бы покритиковал? НЕТ, ТИШИНА ОЛИМПИЙСКАЯ. Такое впечатление что людям не нужны хорошие микроскопы и телескопы. Или может все поголовно физики увлеклись исследованием гравитационного искривления света звезами, и вот уже более 400 лет не могут опустить взгляда на грешную землю?
Мораль.
Как видите я не выдвигаю никаких теорий, у меня их попросту нет. Я вообще не знаю что думать об официальной физике в свете проблем оптики, и что думать о физической природе света. Очевидно, что некогда люди создали какую-то феноменологическую систему для создания простейших оптических приборов и с тех пор все на нее вешают, сохраняя все глюки исходника в целях совместимости и всем как всегда плевать, что природа явления несколько ИНАЯ.
Я не прошу создавать какие-то новые физические теории, я прошу навести порядок в том бардаке который я вам описал. Если даже школьники способны уличить учителей во лжи, что уж говорить о студентах, каково будет их отношение к науке, они же не слепые и не глухие и прекрасно понимают что значит врать.
Сейчас все чиновники от науки стонут о том, что у молодого поколения теряется уважение к науке, простите, какое уважение может быть к ЭТОМУ? Если вы думаете что это я один такой фрик, с удовольствием представляю вам Иоганна Керна, на сайте уважаемого Карима Хайнарова.
Если это не разгром, то я уж не знаю что такое разгром. Каким образом совершенный фэйк мог существовать на протяжении 400 лет и при этом ни одна душа даже не пикнула? Чем все эти люди занимались последние 400 лет, чего стоят все их слова и дела? Мне кажется предмет "британские учОные" возник не в XX веке, а гораздо раньше.
Так что уважаемые физики, давайте, наводите порядок в своем курятнике иначе нас ждет еще не одна увлекательная тысяча лет темных веков. Хватит искать неизвестное в звездах, посмотрите себе под ноги для начала.
Как всегда конструктивная критика приветствуется, буду только рад если вы развенчаете мои детские страхи.
Поскольку речь об уникальных явлениях, то публикую у себя в разделе. Я то как раз больше всего не люибл оптику в школьной физике - мне она всегда представлялась какой-то "мутной". Теперь, кажется, могу препдоложить - почему, спасибо автору!
Особенно доставли модификации опытов с призмой - есть над чем подумать.
Миражи, в общем-то, довольно внятно объясняются с позиции теории катастроф:
Теория катастроф широко использует понятие "каустики", в основном - не физической, наблюдаемой на графиках величин. Физическую каустику можно наблюдать в кружке кофе, вблизи источника света - это сверкающая эфесная кривая на поверхности кофе
Комментарии
Неистово аплодирую! На неутыки в трудах мужей ученых обращал внимание еще будучи на школьной парте. Впрочем на мою последующую деятельность это никак не сказалось. Не до науки было, увы.
Да я тоже из науки ушел довольно рано.))) Прекрасно вас понимаю. Это просто воспоминания о былом.
http://igorivanov.blogspot.ru/2006/04/blog-post_24.html
Про когерентность. Источник хз, просто быстро загуглила. Ссылается на нобелевского лауреата.
Вот скажите честно вы поняли из этой статьи хоть приблизительно что такое когерентность? Это фаза? Если фаза то чего? Ставились ли опыты с поляризаторами что бы доказать истинность слов этого ..., в общем статья ни о чем. То ли баба, то ли дед, то ли было, то ли нет.
И как фаза волны может мешать ее интерференции, например волны на водной глади интерферируют не смотря ни на какие фазу, или это "другие волны" как говорил С.Кинг.
Здесь идет старый как мир поединок научного материализма с научным же идеализмом. Огромное большинство вообще полагает, что общефилософская постановка вопроса в конкретном научном анализе не имеет места быть. Я в числе меньшинства. Заостряю внимание на разнице понятий "объективная реальность" и "эмпирическая реальность". "Материалистическая" физика, которой НЕТ, и к которой апеллируете вы, должна была бы со 100%успехом объяснять все перечисленные вами оптические феномены, как вообще ВСЕ остальные явления. Ведь она же с динамических позиций трактует явления, происходящие ВНЕ нас и НЕзависимые ОТ нашего сознания! Но горе материалистов от науки в том, что в принципе не существует феноменов и эффектов ВНЕ и НЕЗАВИСИМО от сознания наблюдателя/экспериментатора. Вообще, задача науки не в установлении объективной реальности вне нас, а лишь в более-менее относительном теоретическом примирении наблюдаемой нами феноменальной картины мира. Я сторонник той позиции, что научный механицизм (динамическое моделирование объективной реальности) есть невозможная и провальная научная позиция, потому и идейный крах научного механицизма произошел рано-в середине 19 в. Апеллировать к нему сегодня, в эпоху квантовомеханических эффектов, есть простым пережитком материализма и псевдонаучного объективизма. Да, вы правы,все научные феноменологии, то есть аппараты идеалистического инструментария науки, идейно ограничены. Все они хороши в пределах узких границ теоретической применимости и ни черта не желают работать вне этого узкого интервала, где она впадает в парадоксы и несут откровенную чушь, как вы успешно и показываете в своих статьях. Но увы! Феноменологическая картина мира, пусть шаткая и хрупкая, но на сегодня в основном для науки построена. И в ней нет даже намека на "материальное единство мира". Не верите? А почему же тогда физическую реальность описывают не с единых позиций какой-нибудь материалистической "эфиродинамики" и ее объективистских моделей (ну или идеологии вашего "фьюзиса", что одно и тоже), а с позиций 4-5 независимо существующих, формалистических и нередуцируемых концентров: механика, стат.динамика, электромагнетизм, кванты... Вообще - вера в доктринальную и объективную незыблемость науки и ее методов — это еще одна, ВТОРАЯ религия. И как я вижу, среди ваших комментаторов на 95% именно такие твердолобые "религиозные фанатики от науки", и "стихийные материалисты"(это у меня такое крепкое ругательство), не желающие иметь ни малейшего понятия о границах применимости научного метода. Именно они тут вас постоянно отсылают то к "курсу физики третьего класса", то обвиняют в дефиците того, чего у них у самих остро нехватает: "серого" вещества. Да, примитивный объективизм, особенно в научной сфере - хуже религиозного фанатизма. Он также агрессивен и хамоват. Извиняюсь за то, что мой ответ на ваши конкретные вопросы пока слишком общий. В дальнейшем постараюсь на конкретных примерах показать, как работает (или не работает) та или иная физическая феноменология.
уважаемый товарищ, прежде чем борцевать с физикой, предлагаю Вам все же ознакомиться как следует с теорией - берете курс лекций по физике товарища Фейнмана (так и называется - Фейнмановские лекции по физике - в интернетах этих ваших ищется), том про оптику и читаете - там все вопросы Вас интересующие подробно рассмотрены
материал там изложен довольно таки подробно и без трехэтажной математики
Не менее уважаемый знаток, а давайте поступим проще, вы ведь все знаете за Фейнмана, или кого еще там, вот и давайте тащите суда прямо ссылки, которые все это безобразие объясняют.
Я лично считаю что практика важнее теории, я описал конкретные опыты, со светом, давайте же объясняйте, или пусть Фейнман за вас это сделает.
Ну, это просто. Свободный фотон перемещается по спирали. Не как пуля(хотя у той то же есть баллистическая кривая). Шаг витка спирали называют длиной волны, а саму спиральную траекторию- корпускулярно-волновым дуализмом. А дальше все зависит от источника фотонов.
Подумайте об этом.
Таки да, и при определенной длине волны-энергии из волнового состояния феномен переходит в корпускулярное и обратно. Ну и всякие там ультра и инфра пределы. Всё это преподавалось на достаточно высоком уровне в 10 классе старой Советской Школы. Нужно было только желание и хороший учитель физики.
И какова же эта длина волны ?
Это ваше дежавю, уважаемый. Не было этого точно.
Вы, похоже, научно-популярную картинку, иллюстрирующую свойство спиральности фотона (то есть ориентацию его спина либо по направлению вектора скорости, либо против) - приняли за реальное его движение по спирали :)
А так не бывает. Ни по какой спирали фотон не движется. Ну сами посудите - это частица, имеющая массу (хоть это и не масса покоя, но тем не менее масса у фотона есть всегда). И какая же сила будет заставлять частицу двигаться по окружности - и главное - а что там в центре этой самой окружности :) - ведь именно там должен быть источник этой самой силы.
Аналогии - это конечно вещь полезная, но за чистую монету их принимать не надо.
но через щель, меньшую длины волны он не прошмыгнет)
Если бы двигался по спирали - мог бы пролезть бочком :) ну если толщина преграды была бы меньше шага спирали.
А так - приходится дифрагировать на узкой щели. Как дурак :)
есть еще такой эффект: однажды босс небольшого лакокрасочного заводика дал задание заводской лаборатории проверить - почему импортный пигмент более яркий и насыщенный, чем его. Те говорят - у них помол тоньше. Босс говорит - я на выставке видел мельницу, которая наночастицы дает! Купим - утрем нос Европе! Купил, смолол... А результат? :)
Т.е. когда надо, вы про классическую физику вспоминаете и не испытываете никаких проблем с применением её к т.н. микромиру?... Ай малацца!
Классическая физика - это высокоэнергетическое приближение квантовой и они плавно переходят друг в друга. Так что никаких проблем я не испытываю.
Доказательств этому утверждению нет. Я бы даже сказал, есть ряд доказательств обратного, но я не готов дискутировать на религиозную тему, мне как то милее факты.
Имеет массу, меру инерции. Ну и что? Нам вовсе не нужно искать "закручивающую силу". Это от примитивных представлений ученых прошлого, вот типа шар катится по столу по прямой(на самом деле по орбите земли, в гравитации), прямолинейное движение, а иначе надо прилагать усилия по закручиванию. Взгляните вокруг, во Вселенной все объекты движутся по орбитам.
Следует сказать, что круговое движение есть базовое состояние, не расходующее энергии. Электрон на орбите вокруг ядра. Это гравитационные феномены. Такой взгляд объясняет все проблемы автора поста. И без "виртуальных частиц " и "черных дыр".
Ну так в том и вопрос - вокруг какого такого ядра у вас фотон крутится. Что там по оси спиральной траектории перемещается ?
Да, удержание электрона на орбите вогруг ядра - гравитационный феномен ???? Сильна гравитация...
Ничего. Движется по винтовой линии без внешних воздействий, такова его природа. Если его цепляет ядро, продолжает движение по кругу, а, будучи выбит, продолжает путь по спирали. Все банально.
Вот только во всей Вселенной, как вы ранее высказались, все объекты движутся по орбитам вокруг чего-то. Потому что в отсутствие сил действующих на объект - объект движется равномерно и прямолинейно. А тут вы объявляете об существовании объекта, который прямолинейно не движется. И при этом сила на него тоже не действует.
Какая странная природа. Да, а что, у вас ядро фотон цепляет ? Или это у вас электроны по спирали движутся в отсутствие внешних сил ?
Подумайте об этом. "Прямолинейность" движения это чистая абстракция, причем небрежная. Ее нигде не наблюдается. Если мы скажем, что в отсутствии сил тело движется по спирали, тем самым мы решим очень много проблем.
Да, давайте отменим первый закон Ньютона. А вместо этого введем движение тел по спирали. Соответственно, в системе координат, движущейся со скоростью этого тела - оно движется по окружности. А теперь - внимание - вопрос. Ну и какова же пространственная ориентация этой окружности ? Вертикально, горизонтально, диагонально ? Что, существует какая-то выбранная единственная ориентация ? А с какого перепугу она вдруг выбрана, например, в случае симметричного тела ?
Насчёт абстракции. Тем более, как вы выразились, чистой. Что представляет из себя прямая линия на глобусе?
Ну, с точки зрения 3-мерного существа, прямая линия на глобусе представляет из себя окружность. Точно так же прямая в 3-мерном пространстве может оказаться окружностью в 4-мерном.
А теперь по поводу спиралевидного движения фотона. Когда мы вкручиваем саморез, разве он движется по спирали? Если уж вам так хочется, то можно провести аналогию между фотоном и вращающейся в полёте пулей.)
В данном конкретном случае речь шла не о многомерных пространствах и не о пространствах с кривизной. А о самом обычном 3-мерном пространстве и самой обычной спиральной траектории. Причём по спирали перемещается, если угодно, "центр" частицы.
Классический случай, без всякой квантовой физики.
Аналогии же с саморезом или пулей - выступают как раз против спиральной траектории фотона. Их центры масс по спирали не перемещаются. По крайней мере, если бы они двигались без влияния внешних возмущающих сил. Понятно, что несимметричная пуля может лететь в атмосфере очень причудливо.
Да, совершенно верно, коллега. Вот, тут меня спрашивают студентки, типа, мол, док, а как можно представить вектора напряжённости электрического и магнитного полей фотона? Не, ну понятно, что в виде стрелочки переменной длины. А ещё как?
Более наглядно можно показать с помощью силовых линий. Там, где напряжённость поля выше, там и силовые линии гуще. Применительно к электромагнитному полю можно провести аналогию между распространением электромагнитной волны в пространстве и звука в воздухе.
То есть, акустическая волна представляет из себя периодическое сжатие и разряжение среды. Точно так же ведёт себя и электромагнитная волна. Происходит периодическое сжатие и расширение электромагнитного поля. Плотность поля периодически возрастает и уменьшается. В данном случае плотность будет аналогом напряжённости.
Добавьте сюда ещё и вращение, и вы получите примерное представление о фотоне. Ничего сложного.
Правда, здесь возникает вопрос:
- А как узнать, куда прилетит фотон?
Он может прилететь куда угодно. В соответствии с распределением плотности вероятности. В том числе и в те места, где мы его не видим. Просто там произошла вычитающая интерференция.
С чем можно сравнить фотон? С мыльным пузырём. А иголку с той частицей, с которой этот фотон провзаимодействовал.)
Сдаётся мне, что вводите вы студентов в заблуждение. По той причине, что нет у фотона ни магнитного поля, ни электрического. И быть не может - ибо фотон - частица незаряженная. Соответственно, и векторов напряженности у него нет. Он - переносчик электромагнитного взаимодействия. Он и есть то самое поле. Именно поэтому он, перенося электромагнитное взаимодействие и являясь квантом этого взаимодействия - сам на электромагнитное поле не реагирует.
А его свойство спиральности - то есть то, что спин направлен или по направлению движения или против - и проявляется в макромире как левая или правая круговая поляризация.
Аналогия с акустикой не пройдёт - электромагнитное поле не скалярное, а векторное.
Док, а ведь вы правы. Да, да, да. Эк вы ловко старика то подцепили, а? Прям, подсекли. А ещё лучше сказать - срезали.
Да бог то с ним, с этим самым фотоном. Главное то ведь что? Воот, и я про то же... Про то же самое.
Совсем меня молодёжь запутала с энтими своими фотонами. Спиралевидное движение им подавай, понимаешь ли. Тьфу, плюнуть и растереть.)
Эээ... послушайте, коллега. А почему бы вам не рассказать нам о своём видении и понимании такого феномена, как фотон?
Напишите рассказ о фотоне, основанный на аналогиях из повседневной жизни. Не, ну понятно, что в человеческом языке нет ни соответствующих терминов, ни сама структура языка не приспособлена для описания квантовых эффектов... И тем не менее...
Можно, ведь, рассмотреть фотон с нескольких точек зрения. И не беда, что эти точки зрения будут взаимоисключающими. Не надо, не надо бояться человека с ружьём... ой, тьфу, блин... то есть, модератора форума. У нас здесь, хвала Всевышнему, не физико-математический форум и я вас не забаню за флуд, ой.
А то, ведь, уже доходит чёрт знает до чего. Люди не знают элементарных выводов и следствий из теоретической физики. И у меня складывается впечатление, что они прогуливали лекции по теор. физике и математике в универе.)
Не могут оне, шибко сложный объект, никто кроме Эйнштейна его не поймет, а те кто поняли уже далече. Так и живем.
Хрен с ними с аналогиями, хотя бы опыты все поставили, чтоб стыбушка не лезла при любом шаге в сторону.
А то получается прямо по Булгакову, кого не спросишь, того и нет.
Ну что ж, по всей видимости, мы так и не дождёмся от коллеги Внедорожникова рассказа о фотоне. Тем хуже для фотона.
Придётся нам с вами, коллега Грр, взвалить на свои плечи эту священную корову... ой, тьфу, блин... то есть, обязанность, двигать науку вперёд. Не, ну а чё? Не боги горшки обжигают. Итак, начнём...
С классической точки зрения, свет представляет собой волны в среде. С волнами на поверхности воды мы знакомы. А что представляют из себя волны в 3-мерной среде? Рассмотрим свет от точечного источника. Какая форма будет у волны? Очевидно, это будет сфера. Стремительно расширяющаяся сфера.
Площадь сферы растёт пропорционально росту квадрата радиуса. То есть, мы видим, что интенсивность света падает пропорционально квадрату расстояния. Что полностью подтверждается экспериментами.
Итак, если мы произведём калибровку, то один период волны можно представить как множество расширяющихся сфер, вложенных друг в друга. Каждой сфере будет соответствовать своё значение векторов напряжённости электрического и магнитного полей. Направленных перпендикулярно друг другу и одновременно перпендикулярно направлению движения волны.
Теперь нам остались сущие пустяки. Согласовать это классическое представление с представлением света, как потока фотонов. Очевидно, что здесь есть только один способ. Наносим на сферу сетку. Клеточка сетки и будет соответствовать фотону.)
В какой-такой среде?! Нашли среду уже?!!! Тащите её сюда, коллега! Ща нобелевку оформим моментом!
Какой вы быстрый, коллега Валера. Я же сказал, что сначала мы рассмотрим свет с классической точки зрения. А в классической физике для распространения света необходима среда. Вот и коллега Максвелл придерживается такого же мнения. По крайней мере, его дифф. уравнения говорят именно об этом, то есть, о наличии среды.
Мы будем рассматривать феномен света со всех точек зрения. Мы здесь ничем не ограничены. Я не буду никого банить за оригинальную точку зрения.
А что касается вопроса среды, то... То это уже другой вопрос. К которому мы неизбежно, я бы даже сказал, с неизбежностью падающего домкрата, подойдём в процессе обсуждения. Впрочем, если вы желаете обсудить его прямо сейчас, то пжлста. Я не против.
Итак, наша конференция объявляется открытой. И любой желающий может присоединиться к нашему симпозиуму.)
Коллега Максвелл писал свои уравнения для эфира, но коллега Однокамешков взял, да и отменил эфир волевым решением. И это, уважаемые коллеги, вводит такие незрелые умы, как мой, в ступор и бесовския соблазны. Эфира нет, а уравнения для эфира — есть. Трудно "веровать, ибо абсурдно", сие толкает нас во многия ереси и блуды ньюфизовския.
Свят, свят. Чур меня.
Но ньюфиз ИМХО прав в том, что требуется переосмысление физики в соответствии со вновь поступившими данными, но как по мне так он ОЧЕНЬ радикален, но я понимаю его злость.
Ещё расстраивает мою психику волна без амплитуды, каковой ныне считается свет. Странная это волна — частит, но не волнуется. В отличие от меня, неустойчивого и впечатлительного.
Окей. Рассмотрим одиночный фотон, испущенный, например, атомом.
Опять же, рисуем несколько вложенных друг в друга стремительно расширяющихся сфер. Причем, сделаем так. Там, где напряжённость э-м поля максимальна, сферы будут гуще. В точке, где вектора напряжённости меняют свой знак, сферы будут реже.
И да, окрасим сферы в красный и голубой цвета. То есть, первый полупериод волны будет у нас красным, а второй - голубым. Причём там, где напряжённость поля выше, краски будут насыщеннее, а там, где напряжённость поля ниже - бледнее. Ну как? Захватывающая картинка получилась?
Да, действительно, у всех фотонов длина векторов напряжённости электрического и магнитного полей будет одинаковая. То есть, увеличиваться от 0 до некоторого значения, потом уменьшаться до 0, менять направление на противоположное и снова увеличиваться до некоторого значения и так далее.
Фотоны отличаются друг от друга только по частоте волны. Амплитуды у всех фотонов одинаковые.)
Есть ли еённое "некоторое значение"? Чем оно обусловлено? Должен быть некий теоретический предел насыщения, определяющий эту величину. У нормальных ЭМ-волн такой предел не предусмотрен вроде бы.
Вот ещё какая мысля закралась: если свет есть ЭМ-волна, то электрончик, попавший под квант света, должен завибрировать на той же частоте и тем самым этот квант переизлучить. Есть ли наблюдения такого эффекта?
Совершенно верно. В классической электродинамике, изучающей э-м волны, напряжённость поля не является константой. И зависит от силы тока, бегущего по излучателю. То есть, чем с большей скоростью электроны бегут по проводнику излучателя, тем больше амплитуда, то есть, напряжённость э-м волны.
А от чего зависит скорость направленного движения электронов в проводнике? От напряжения на концах проводника. Впрочем, это физика из детского садика.)
Прежде чем апеллировать к детскому садику, коллега, давайте разберёмся с моделью. Да, ЭМ-излучение создаётся переменным током в антенне-излучателе. А что за ток в излучающем квант атоме? Где там напряжение?
В атоме фотон могут испускать либо электрон, либо ядро.
Возьмём теннисный шарик. Разместим внутри него вибратор и положим шарик на воду. Включим вибратор. От шарика во все стороны пошли волны. Перед вами, коллега, только что была продемонстрирована действующая модель протона.
Впрочем, нейтрон с электроном устроены аналогично.)
То есть протон всё время вибрирует? Интересно. А вот электрон, по актуальной модели, просто скочет с уровня на уровень, при каждом скачке излучая или поглощая. Как вы думаете, коллега, если электрончег один раз колебнулся с уровня на уровень, — откуда берётся частота у волны? Одного цикла недостаточно для.
Согласен. Электрон и протон заставляет колебаться полученная извне энергия. Энергия в виде, например, поглощённого фотона.
По аналогии с колоколом. Ударив по колоколу, мы заставляем его колебаться и распространять звуковые волны. Так что, здесь, коллега, у нас с вами нет принципиальных расхождений.
Откуда берётся частота? Очевидно, оттуда же, что и у колокола. Большие колокола издают низкий звук, то есть, низкочастотные колебания, а маленькие колокольчики - высокий звук и высокочастотные колебания.
А вот протон издаёт гамма-колебания. У вас может возникнуть вопрос, почему? Ведь электрон легче протона в 2000 раз, а с большей частотой колеблется именно протон, а не электрон. Впрочем, это уже частности. Мы ещё не определились с внешним видом фотона.)
Интересный взгляд, спасибо! Допустим, протон получил пинка и начал колебаться, излучая гамма-квант. Вопросы: сколько колебаний в одном кванте? Затухают ли они? (По идее должны затухать, т.к. энергия колебаний протона уходит в излучение). Почему всё же отсутствует амплитудное разнообразие? Протон ведь не только частоту (которая у него постоянна) колебаний получил, но и амплитуду, поскольку пинки бывают разные.
Далее, электрон: этот вообще прыгает единовременно (а колебаться в той орбитальной размазне, коей электрон в рамках актуальной парадигмы представляется, и нечему). Если электрон излучает переходом на более низкий энергетический уровень, то это вообще абсолютно другой расклад: есть просто некий импульсный выплеск, и совершенно нет того движения заряда, коий повинен создавать ЭМИ. Коллега, есть основания заподозрить в вас еретика, уж очень странные вы вещи проповедуете :)
ЗЫ. Забыл: если колебания затухают, то что падает: частота или амплитуда?
Мы можем подсчитать, сколько периодов умещается в одном гамма-фотоне. Для этого надо разделить частоту гамма-фотона на время, в течении которого протон излучает гамма-фотон.
Сделаем прикидку. Частота гамма-излучения 1024 Гц, время излучения 10-14 сек. Получается в одном гамма-фотоне умещается 10 миллиардов периодов. То есть, поверхность протона совершила 1010 колебаний.
Должны ли колебания затухать и почему нет амплитудного разнообразия? С точки зрения классической физики - должны. Но мы же с вами, коллега, убедились, что мир устроен немножечко посложнее, чем это кажется с точки зрения классической физики.
Всё вещество в мире состоит из двух фундаментальных частиц - протонов и электронов. Нейтрон это тот же протон плюс электрон. Все остальные частицы можно получить при распаде протона и электрона.
Какое самое отличительное свойство вещества? Не существует двух абсолютно одинаковых кусочка вещества. А два одинаковых протона существуют. И даже три. И даже больше. Как, впрочем, и электроны.
И тем не менее, классическая физика объявила элементарные частицы материей. Ну, а что ей ещё оставалось? Она и электромагнитное поле материей назвала.
В микромире всё дискретное. Всё порциями. Как в дискретной математике. И объекты там очень похожие.)
Допустим. Но можем ли мы тогда называть эти колебания электромагнитными, кои суть аналоговы и континуальны? Какие вообще есть основания к постулированию ЭМ природы света, кроме скорости распространения?
Вы пропустили пикантный момент с электроном, а он существен. Также интересна ваша интерпретация плоского излучения твердотельного лазера и характера схлопывания фотонной "сферы" на веществе.
Давайте рассекём. Сделаем, так сказать, сечение. Сечение нашей коллапсирующей сферы волновой функции фотона.
Сечением сферы будет окружность. Рисуем на бумаге окружность и расчерчиваем её на клеточки. О-о, кстати, а ещё лучше открываем ваши тетрадки в клеточку и рисуем там.
В центре окружности ставим точку. Это атом, излучающий фотон. Хотя... Если соблюдать масштаб, то атом будет не точкой, а заполнит собой почти всю окружность.
Подсчитаем количество клеточек, которые пересекает окружность. Ага, их оказалось 100. Окей. Заштриховываем первую клеточку. Переворачиваем страницу и рисуем точно такую же окружность на том же самом месте. Можно по отпечатку. И заштриховываем вторую клеточку. И так 100 страниц.
А теперь представим, что страницы у нас прозрачные. Что мы увидим? Мы увидим ту же самую окружность, только нарисованную на 100 страницах. Вот таким вот образом фотон умудряется перемещаться сразу по всем возможным траекториям. Что для этого нужно?
Сущие пустяки. Четвёртое измерение и параллельные пространства. Представим, что лист бумаги это 4-мерное пространство. Тогда окружность на нём будет 3-мерное пространство. Впишем в эту окружность ещё несколько окружностей. У нас получилась слойка. Мультиверс. Несколько параллельных вселенных. Выберем любую точку на какой-нибудь из этих окружностей и нарисуем маленькую окружность с центром в этой точке.
У нас получилась коллапсирующая сфера волновой функции фотона. Расширяющаяся сразу во всех параллельных вселенных.
Ах, да. Мы с вами смотрим на всё это безобразие из пятого измерения. )
Страницы