Foton spustimo skozi šipo

Posebna in splošna teorija relativnosti
Kasijus Klej
Posts: 97
Joined: 19.4.2005 20:08
Contact:

Foton spustimo skozi šipo

Post by Kasijus Klej » 15.3.2007 19:18

Eno vprašanje. Naredimo sledeči poskus: foton spustimo skozi šipo. Šipa ima dve plati, A in B in neko debelino večjo od 0. Pri tem poskusu pridemo do sledečih meritev. Hitrost potovanja fotonov po zraku znaša v1, hitrost potovanja skozi steklo v2 in hitrost ko svetlobni žarek zapusti šipo spet v1. v1 je večji od v2.
\(v1 > v2\)

Zdaj pa vprašanje. V trenutku ko foton zapusti šipo... od kod dobi pospešek? Na kakšen način je povečal hitrost iz v2 nazaj na v1?

User avatar
Aniviller
Posts: 7263
Joined: 15.11.2004 18:16

Post by Aniviller » 15.3.2007 19:22

Foton ni klasicni delec ker nima mase in ne mores govoriti o silah in pospeskih. Opis z manjsimi in vecjimi hitrostmi je makroskopska posplositev, mikroskopsko stanje je pa precej bolj zapleteno.

Rokerda
Posts: 799
Joined: 11.11.2006 16:18

Post by Rokerda » 15.3.2007 19:51

Že dolgo sem mislil nekaj vprašati. Ker je ravno tema o fotonih...bom pa kar vprašal.

1. Zakaj sploh foton lahko pride čez šipo? Na kakšen način? Zakaj se pa odbije v ogledalu (če sploh se)?

2. Pa zakaj npr. nekateri materiali delujejo podobno kot ogledalo (žlica, platika, ...gladke stvari no) in nekateri ne (npr obleka :) ).

3. Mene so v šoli učili, da samo zvok "zavija", svetloba pa ne. Že takrat se mi je zdelo čudno, saj v senci ni popolna tema, je samo malce temnejše. Torej na kakšen način "zavija-se odbija" svetloba?

4. Nekje sem prebral, da lahko fotoni premaknejo elektrone in podobne majhne stvari. Torej kaj bi se zgodilo, če bi naredili eno veliko svetilko (premera več km) in predjo postavili lečo. Ta leča bi zbrala vso svetlobo v eno točko. Recimo, da bi posvetili v nekega človeka. Kaj bi se zgodilo? Pomoje bi to delovalo podobno kot z povečevalnim steklom- torej vžgal bi se :) Ali pa bi tuki lahko "vrglo" tega človeka po tleh zaradi velike sile fotonov?

Jurij
Posts: 585
Joined: 27.2.2006 11:09

Post by Jurij » 15.3.2007 20:07

@ rokerda:
gledano na mikroskopski ravni, foton slalomira med atomi oz. gre bolj ali manj naravnost, sploh glede na to da nima mase. če pa že nacentrira atom, mora imeti ravno pravšnjo energijo, da ga atom absorbira.
in če pač nima ustrezne energije, ga a tom ne absorbira.

glede odboja: pri svetlobi je zanimiv dualizem; če svetlobo obravnavamo kot valovanje, se lahko dobija prav tako kot zvok.

ja, fotoni lahko izbijajo elektrone pri visokih energijah, mislm da se temu reče fotoefekt (govorim na pamet, tko da sm lohk vse zamešu).

em, kk bi reku... človeka bi sam scvrl... in to hitr :D

User avatar
Aleksej
Posts: 39
Joined: 9.3.2007 19:53
Contact:

Post by Aleksej » 15.3.2007 20:15

Ali ni hitrost fotona = svetlobna hitrost in absolutna, ali pa sem vse pomesal z relativnostjo?

Rokerda
Posts: 799
Joined: 11.11.2006 16:18

Post by Rokerda » 15.3.2007 20:20

Aleksej wrote:Ali ni hitrost fotona = svetlobna hitrost in absolutna, ali pa sem vse pomesal z relativnostjo?
res je :)

User avatar
Aleksej
Posts: 39
Joined: 9.3.2007 19:53
Contact:

Post by Aleksej » 15.3.2007 20:35

Za rokerda (nisem fizik ampak nekako tako si jaz razlagam):

1,2. Vse snovi dolocen del svetlobe oz fotonov absorbirajo ali "spustijo skozi" in dolcen del odbijejo nazaj, tako npr. ogledalo odbije veliko vec svetlobe kot steklo, snovi, ki jih vidimo svetle so (za nas) svetle ravno zato, ker veliko svetlobe odbijejo in temne ker absorbirajo.

3. senca ni popolnoma crna, ker vsa svetloba ne pride direktno od enega izvora (iz ene tocke). Nekaj svetlobe , ki se npr izseva od sonca se preden zadane povsino, kjer ti opazujes senco odbije od nekod drugod in potem pod drugim kotom, ki ga ne zakrivas zadane tvojo senco in jo nekoliko osvetli. Preprost prakticni primer je, ce naprimer zvecer pred hiso prizges luc. nato pogledas svojo senco in opazis da je precej temna. Nato prizges se drugo luc, sedaj se pojavita dve senci, ampak pomembna je tista, ki si jo opazoval prej - ugotovis, da je svetlejsa, saj jo je obsvetlila svetloba se iz druge strani (kota ki ga ne zakrivas)
Glede ukrivljenega potovanja svetlobe - Nekaj podobnega razlaga splosna teorija relativnosti, pojav se imenuje gravitacijsko lecenje.

4. Jafoton lahko izbije elektron, ce ima vec energije, kot je potrebna za izbitje elektrona. Ne more pa izbiti celega cloveka, ce to mislis. Najbrz si ko si omenil silo fotona mislil energijo - ta se kaze kot svetloba in toplota - najprej bi oslepel, ce te ne bi ze prej skurilo.
In pa velikost svetilke ni pomembna toliko, pomembno je koliko svetlobnega toka izseva (naj me fiziki popravijo ce se motim) to je svetilnost.

Rokerda
Posts: 799
Joined: 11.11.2006 16:18

Post by Rokerda » 15.3.2007 20:40

Aleksej wrote:In pa velikost svetilke ni pomembna toliko, pomembno je koliko svetlobnega toka izseva (naj me fiziki popravijo ce se motim) to je svetilnost.
Hvala za odgovore :)
Ampak pomoje... večji je izvor svetlobe... več fotonov imaš. In s tem tudi večjo "moč". Kajne?

Jurij
Posts: 585
Joined: 27.2.2006 11:09

Post by Jurij » 15.3.2007 21:12

Rokerda wrote: Ampak pomoje... večji je izvor svetlobe... več fotonov imaš. In s tem tudi večjo "moč". Kajne?
imaš več fotonov, ampa to še ne pomeni da so tud bolj skoncentrirani. glede "moči" (verjetn si mislu frekvenco svetlobe oz. posredno energijo fotonov) je pa sploh drgač; laser je precej manši od namizne svetilke pa je kr precej "močnejši".

Rokerda
Posts: 799
Joined: 11.11.2006 16:18

Post by Rokerda » 15.3.2007 21:51

@Jurij
Ja večji izvor ne bi pomenil veliko, če ne bi bilo tiste leče, ki bi zbrala vse fotone skupaj.
Saj sem rekel, da sem nekje prebral nekaj o tem, da lahko fotoni premikajo elektrone. Zanimalo me je pač, ali bi se dalo tako premakniti tudi večje, težje stvari. Ne vem kakšni pogoji bi morali biti izpoljeni, pa recimo da bi bili. Bi potem to bilo možno? Ali pa je v naravi fotonov, da to ne bi delovalo?

User avatar
Aleksej
Posts: 39
Joined: 9.3.2007 19:53
Contact:

Post by Aleksej » 15.3.2007 22:06

Glej foton lahko izbije le elektron vstran od jedra.

proton bi mogoce lahko izbil, ce bi imel zelo veliko enrgije. Ampak fotoni menda vsaj v praksi taksne kolicine energije nimajo (to mi je sedaj padlo na pamet mogoce je zgreseno).

o tem kak in kam bi pa izbil cloveka pa je malo zgreseno razmisljati. Morda bi lahko fotoni te skoncentrirane svetlobe izbili elektrone iz atomov v tvojem telesu in te na tak nacin ubili, vendar tebe kot takega ne morejo kar izbiti kot z bejzbol palico.

je pa res de sem pa nekoc zasledil en podatek, ki ga pa nisem jemal prevec resno. Namrec da bi naj reflektorji na nogometnem stadionu zanihali, ce prizges vse luci skupaj naenkrat. (Kakorkoli ne vem kako je s tem primerom).

Pa brez zamere Rokerda, ce sem to malo ofenzivno napisal.

User avatar
Aniviller
Posts: 7263
Joined: 15.11.2004 18:16

Post by Aniviller » 15.3.2007 22:24

Svetloba je valovanje. Vsako valovanje "zavija okrog vogalov" (uklon), le da moras za opazen efekt imeti oviro velikostnega reda valovne dolzine. Senca ni crna zato ker se tudi od "priblizno crnih" povrsin nekaj odbije, kar ti razsvetli prostor. Uklona pa ne opazis na oko.
Foton lahko obravnavas kot val elektromagnetnega valovanja. V izmenicnem elektricnem polju elektroni zanihajo. Tako si lahko razlagas tudi mejo med razlicnima snovema. Ko valovanje vpade na to snov, elektroni v snovi zacnejo slediti polju, vendar z zamikom zaradi lastne mase in ker so "vpeti" na atome. Ti nihajoci naboji oddajajo zaradi svojega gibanja EM valovanje v prostor, vendar v obe smeri (od tukaj odboj), spremeni se pa tudi fazna hitrost valovanja. Dobra predstava je skupek kroglic, povezanih z vzetmi. Kako material absorbira ali odbija svetlobo je odvisno od tega, kako so vpeti nosilci naboja. Prevodne snovi ponavadi svetlobo dobro odbijajo.
Svetlobni tlak je pa za obicajne svetlobne vire precej majhen, tako da te ravno ne odnese, ce nekdo sveti nate. Tlak je sorazmeren z gostoto svetlobnega toka. Ni pa sila omejena na mikroskopske delce: http://en.wikipedia.org/wiki/Crookes_radiometer.

Rokerda
Posts: 799
Joined: 11.11.2006 16:18

Post by Rokerda » 17.3.2007 11:01

hvala obema

User avatar
MAVER|CK
Posts: 880
Joined: 27.5.2005 16:34
Contact:

Post by MAVER|CK » 19.3.2007 10:38

Jurij wrote:@ rokerda:
gledano na mikroskopski ravni, foton slalomira med atomi oz. gre bolj ali manj naravnost, sploh glede na to da nima mase. če pa že nacentrira atom, mora imeti ravno pravšnjo energijo, da ga atom absorbira.
in če pač nima ustrezne energije, ga a tom ne absorbira.

glede odboja: pri svetlobi je zanimiv dualizem; če svetlobo obravnavamo kot valovanje, se lahko dobija prav tako kot zvok.

ja, fotoni lahko izbijajo elektrone pri visokih energijah, mislm da se temu reče fotoefekt (govorim na pamet, tko da sm lohk vse zamešu).

em, kk bi reku... človeka bi sam scvrl... in to hitr :D
Men se pa zdi, da pride na drugi strani stekla drug foton ven. Da v bistvu sploh ni to isti foton. Tako kot se luč prižge s svetlobno hitrostjo ampak ga ne prižge tisti elektron, ki je šel prvi čez stikalo!

Rokerda
Posts: 799
Joined: 11.11.2006 16:18

Post by Rokerda » 19.3.2007 14:54

Hmm, zanimivo.
Nekaj sem bral o 'teleportaciji' fotonov in tam je tudi enaka stvar. Ko foton izgine in se drugje spet pojavi, ugotovimo, da ta foton ni isti kot tisti, ki je izginil. Ampak je samo enak, z enakimi lastnostmi :)

Post Reply