Masa fotona

Posebna in splošna teorija relativnosti
Rozman
Posts: 1518
Joined: 6.10.2005 14:50
Location: Tržič
Contact:

Re: Masa fotona

Post by Rozman » 22.9.2013 17:40

Aniviller, rabim še nekaj pojasnil. Dogajanje opazujeva iz sistema opazovanja na fotonu oziroma sistemu, ki se minimalno giblje glede na foton.

Najprej uskladiva naslednji izjavi:
Če si narišeš na elastičen trak skico valovanja in zraven narises zemljo in sonce, in raztegneš trak, se bo raztegnilo tako valovanje kot tudi razdalja med zemljo in soncem!
in podaljšal se bo tudi etalon metra?
Ker si v gibajočem se koordinatnem sistemu, se glede na tebe meter premika, in zato je krajši.
Tu se morava najprej poenotiti, ali se etalon metra v 'fotonovem' sistemu opazovanja podaljša ali skrajša.
Ti vidis drugo valovno dolzino, in drugo dolzino metra, ki šiba mimo tebe. Oba sta krajša, ampak še vedno pa velja, da je leteči meter ravno toliko dolg kot valovna dolzina opazovane svetlobe.

Tako stvari ves čas vidim tudi jaz (Zastrto vesolje). Izmerjena valovna dolžina fotona se s hitrostjo ne spreminja, ker se spremeni tako valovna dolžina kot meter s katero jo merimo.

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

Re: Masa fotona

Post by Aniviller » 22.9.2013 18:39

in podaljšal se bo tudi etalon metra?
Seveda, zakaj bi za meter veljalo kaj drugace? No, dal sem primer z elastiko, ker je lazje si predstavljat. Relativisticen efekt razdalje skrci, ne raztegne. Vedno skrci.
Dogajanje opazujeva iz sistema opazovanja na fotonu oziroma sistemu, ki se minimalno giblje glede na foton.
Ne more se "minimalno" gibat na foton. Svetloba je tisti skrajni primer, kjer je prehod v njen koordinatni sistem nezvezen (od tu tudi vse tiste neskoncnosti). Na koordinatni sistem, ki se giblje s svetlobo kar pozabi, ker so ga same nicle in neskoncnosti. S svetlobo se pac ne mores gibat. Gre za formalno matematicno obravnavo limit, ampak vidim da te samo zmede - za prakticno razumevanje lahko mirno reces da tega koordinatnega sistema ni. Glede na vse ostale opazovalce pa ni "minimalno" gibanje ampak je pac hitrost svetlobe "c", samo bolj ali manj je Dopplerjevo premaknjeno.
Tu se morava najprej poenotiti, ali se etalon metra v 'fotonovem' sistemu opazovanja podaljša ali skrajša.
Skrajsa. No, v "fotonovem" sistemu je sploscen na nicelno velikost (nicelno razdaljo prepotuje v nicelnem casu, hitrost je c). Ampak to sva rekla da pozabi, ker te samo meša.
Tako stvari ves čas vidim tudi jaz (Zastrto vesolje). Izmerjena valovna dolžina fotona se s hitrostjo ne spreminja, ker se spremeni tako valovna dolžina kot meter s katero jo merimo.
Nisi natancen pri tem kaj s cim meris. Ce meris valovno dolzino z gibajocim se metrom, potem jasno da bos izmeril drugacno valovno dolzino (izmeril bos valovno dolzino, ki jo vidi meter, ne tisto ki jo vidis ti). Ce ti meter drzis v rokah, se glede na tebe ne giblje in je pac dolg en meter - in izmeril bos valovno dolzino po Dopplerju, kot ponavadi.

User avatar
GJ
Posts: 2635
Joined: 27.1.2003 22:08

Re: Masa fotona

Post by GJ » 22.9.2013 18:44

bargo wrote:
GJ wrote:Vsako elektromagnetno valovanje je pravzaprav elektromagnetno valovanje prostora!
Foton brez prostora ne more potovati, če pa ne potuje potem ne obstaja!
Prostor in foton sta nerazdružljivo povezana!
Lep dan...
Ja, brez prostora itak ne gre. Vendar ali to pomeni, da prostor dejansko niha, "valovanje prostora"?
Pravzaprav govorimo o polju, ki je abstraktno, vendar pa je to polje matematično vezano na fizikalne lastnosti vakuuma.
Vakuum ima indukcijsko konstanto µ0 in influenčno oziroma dielektrično konstanto ε0.
Pri čemer za vakuum velja: Image

Dielektričnost in permeabilnost tako določata hitrost širjenja elektromagnetnega valovanja v vakuumu.
bargo wrote:Ali lahko rečeš, da celotno morje valovi, če molekule vode nihajo na površini? :roll:
Primerjava ni ravno na mestu, drugače pa načeloma da.
bargo wrote:Kaj se dogaja z valovanjem prostora tedaj, ko forton/delec izbije elektron? :roll:
Foton vsrka elektron, pri čemer seveda mora frekvenca motnje ustrezati določenim zakonitostim, v nasprotnem gre foton mimo elektrona.
Ker je foton nosilec gibalne količine se elektronu ustrezno poveča kinetična energija, kar je razlog, da zapusti atom.

Lep večer...

User avatar
GJ
Posts: 2635
Joined: 27.1.2003 22:08

Re: Masa fotona

Post by GJ » 22.9.2013 18:51

Roman wrote:
GJ wrote:Vsako elektromagnetno valovanje je pravzaprav elektromagnetno valovanje prostora!
Ne vem, če res. Je usklajeno valovanje električnega in magnetnega polja. Kako lahko prostor elektromagnetno valuje?
Polja so matematična abstraktna orodja!
Pozabljaš, da ima prazen prostor fizikalne lastnosti?
Velja zaradi dielektričnosti in permeabilnosti vakuuma oziroma praznega prostora. Za ostale snovi pa velja zelo podobno!
Roman wrote:
Foton brez prostora ne more potovati, če pa ne potuje potem ne obstaja!
Prostor in foton sta nerazdružljivo povezana!
To velja za vse delce.
Za masne delce to seveda ne velja, lahko jih shranimo.

Lep večer...

User avatar
bargo
Posts: 7762
Joined: 3.11.2004 22:41

Re: Masa fotona

Post by bargo » 22.9.2013 18:59

GJ wrote:
bargo wrote:Kaj se dogaja z valovanjem prostora tedaj, ko forton/delec izbije elektron? :roll:
Foton vsrka elektron, pri čemer seveda mora frekvenca motnje ustrezati določenim zakonitostim, v nasprotnem gre foton mimo elektrona.
Ker je foton nosilec gibalne količine se elektronu ustrezno poveča kinetična energija, kar je razlog, da zapusti atom.
Hvala. Tole zadnje vprašanje je bolj vezano na spremembe v prostoru, kot pa na sam potek vsrkavanja. Videti je, da bi prostor moral prenehati valovati in to hipoma? :oops:
Valovanje vendar ne more izbiti elektrona, a ne? :roll:

User avatar
GJ
Posts: 2635
Joined: 27.1.2003 22:08

Re: Masa fotona

Post by GJ » 22.9.2013 19:35

bargo wrote:
GJ wrote:
bargo wrote:Kaj se dogaja z valovanjem prostora tedaj, ko forton/delec izbije elektron? :roll:
Foton vsrka elektron, pri čemer seveda mora frekvenca motnje ustrezati določenim zakonitostim, v nasprotnem gre foton mimo elektrona.
Ker je foton nosilec gibalne količine se elektronu ustrezno poveča kinetična energija, kar je razlog, da zapusti atom.
Hvala. Tole zadnje vprašanje je bolj vezano na spremembe v prostoru, kot pa na sam potek vsrkavanja. Videti je, da bi prostor moral prenehati valovati in to hipoma? :oops:
Zakaj hipoma? Vse se dogaja s hitrostjo c. Lep primer je recimo popolni odboj.
bargo wrote:Valovanje vendar ne more izbiti elektrona, a ne? :roll:
Zakaj ne? EM valovanje (foton) nosi gibalno količino, ta pa ob interakciji z elektronom odda svojo gibalno količino elektronu.

Lep večer...

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

Re: Masa fotona

Post by Aniviller » 22.9.2013 20:34

Nehajta s tem brezveznim kreganjem no. Sta oba že otročja...

1) Valovanje prostora samega po sebi je samo gravitacijsko valovanje. Vse ostalo so dodatni podatki v vsaki tocki prostora, ki nihajo (polja).

2) Če govoris o fotonih, si v delcni sliki sveta in o elektricnem polju ni korektno govorit. In obratno, ce govoris o polju, si v valovni sliki. Oboje je zdruzeno v kvantnomehanskem opisu, kjer ugotovis, da je kolicina fotonov/elektronov kvantizirana, in da "v principu" do absorpcije/trka pride "instantno", ampak da je realnost verjetnostna superpozicija vseh možnih izidov (valovna funkcija) od koder nazaj dobis valovno sliko - valovna funkcija je potem tista, ki opise tudi potek kako (v klasicni interpretaciji) elektromagnetno polje deluje s silo na elektron, ga zaniha,... in ce je v pravi resonanci se lepo absorbira / izbije elektron. Nastudirat kvantno mehaniko, ali pa tiho :)

roberto11
Posts: 1022
Joined: 17.11.2008 9:01
Location: Dolenjska

Re: Masa fotona

Post by roberto11 » 22.9.2013 20:45

Rozman wrote: Sunek sile, ki ga ustvarja foton bi mirne duše lahko pripisali masi fotona, če …
GJ wrote: Zakaj masi? Sila je posledica energije fotona!
GJ wrote: Maso ne ustvarja Higgsov bozon! Masa je lastnost energije!
Če to dvoje povežem, se še vedno lahko vprašam, zakaj masi ? :)

roberto11
Posts: 1022
Joined: 17.11.2008 9:01
Location: Dolenjska

Re: Masa fotona

Post by roberto11 » 22.9.2013 20:58

Skrajsa. No, v "fotonovem" sistemu je sploscen na nicelno velikost (nicelno razdaljo prepotuje v nicelnem casu, hitrost je c). Ampak to sva rekla da pozabi, ker te samo meša.
Potem merjenje velikih razdalj v svetlobnih letih, ni ravno na mestu, če foton prepotuje ničelno razdaljo v ničelnem času. :)

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

Re: Masa fotona

Post by Aniviller » 22.9.2013 20:59

Ah, tukaj je jasno tezava v tem, da Rozman izhaja iz izraza za gibalno kolicino m*v, ki seveda velja pri majhnih hitrostih v Newtonovi fiziki. Foton ima gibalno kolicino ceprav nima mase, tako da je ta debata odvec.

User avatar
bargo
Posts: 7762
Joined: 3.11.2004 22:41

Re: Masa fotona

Post by bargo » 22.9.2013 20:59

Hvala Aniviller. :D :oops: :cry:

Rozman
Posts: 1518
Joined: 6.10.2005 14:50
Location: Tržič
Contact:

Re: Masa fotona

Post by Rozman » 22.9.2013 21:47

Na koordinatni sistem, ki se giblje s svetlobo kar pozabi, …
Aniviller, na dogajanje poglejva bolj generično. Sistem opazovanja je matematično orodje za opazovanje. Lahko si zamislim dva sistema opazovanja A in B, katerih izhodišči se med seboj oddaljujeta z minimalno hitrostjo.

Izhodišče sistema opazovanja A postavim na foton. To ne spremeni medsebojne hitrosti izhodišč sistemov, ker med A in B sistemom opazovanja vladajo neznatne hitrosti, hitrosti do okolice (tudi do fotona) pa ju ne zanimajo.

V sistemu opazovanja A miruje tudi foton, ker smo nanj pripeli izhodišče sistema opazovanja?

V nadaljevanju ostaja vprašanje, kako B ločeno vidi izhodišče A in foton?

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

Re: Masa fotona

Post by Aniviller » 22.9.2013 21:57

Ma ta A opazovalni sistem je nefizikalen in ni zvezno povezan z ostalimi (ne obstaja drugi opazovalni sistem, ki bi bil "malo" drugacen od njega). Spada v popolnoma svoj razred, kar se vidi tudi iz matematicne strukture prostora Minkovskega. To ni nic nenavadnega in se stalno dogaja. Gre za podoben efekt kot to, da vektorja (0,0,0) ne mores normirat, ker ima dolzino 0 (delil bi z 0). Vsi "bliznji" vektorji temu vektorji se pa dajo normirat in zivijo na enotski krogli. V tvojem primeru je nic 4-dimenzionalna locna razdalja vzdolz tega koordinatnega sistema. Laicno povedano: v koordinatnem sistemu, kjer so vse razdaje 0 in vsi casi 0 ne obstaja pojem "malo hitreje".

Zato te opozarjam, da s tem razmislekom raje ne nadaljuj, ker se bos brez globokega znanja teorije grup popolnoma zapletel. Hitrejsih hitrosti od svetlobne s tem ne bos dobil, prav tako ne bos odkril nicesar novega. Ce hoces nekaj razmislit (glede na preteklost na tem forumu dvomim da bos kaj napredoval ampak ne izgubimo upanja), se raje osredotoci na temeljne pojme relativnosti.

User avatar
GJ
Posts: 2635
Joined: 27.1.2003 22:08

Re: Masa fotona

Post by GJ » 22.9.2013 23:37

Aniviller wrote:Ma ta A opazovalni sistem je nefizikalen in ni zvezno povezan z ostalimi (ne obstaja drugi opazovalni sistem, ki bi bil "malo" drugacen od njega). Spada v popolnoma svoj razred, kar se vidi tudi iz matematicne strukture prostora Minkovskega. To ni nic nenavadnega in se stalno dogaja. Gre za podoben efekt kot to, da vektorja (0,0,0) ne mores normirat, ker ima dolzino 0 (delil bi z 0). Vsi "bliznji" vektorji temu vektorji se pa dajo normirat in zivijo na enotski krogli. V tvojem primeru je nic 4-dimenzionalna locna razdalja vzdolz tega koordinatnega sistema. Laicno povedano: v koordinatnem sistemu, kjer so vse razdaje 0 in vsi casi 0 ne obstaja pojem "malo hitreje".
Povsem neživljenjsko...
Če opazujemo/popisujemo potovanje dveh fotonov v vakuumu obravnavamo vedno dve hitrosti!
Posledično seveda potek dveh časov, vsak potek časa pa predstavlja svojo razsežnost!
Prva hitrost je njuna lastna, torej c. Ta hitrosti je v njunem prostoru enaka 0, oziroma ne obstaja, mi opazovalci v 'prostor-času' pa jo vidimo kot limito c.
Druga hitrost pa določa njun kot smeri, torej kako hitro se med seboj oddaljujeta oziroma približujeta!
Rezultanta teh dveh hitrosti je lahko večja, manjša ali enaka svetlobni hitrosti in nikoli večja od 2c!
Vendar je c limita v sistemu opazovalčevega (našega) prostora, torej prostor-časa, iz česar sledi, da za svetlobo ne velja ena nam prepoznavna razsežnost (v določenih primerih lahko tudi obe 'časovni' razsežnosti)!
Prostor-čas se bi v bistvu lahko imenoval prostor-čas^2, ker lahko teče čas po koordinatama X in Y različno in to je prostor imenovan 'prostor-časa' v katerem obstaja lastnost mase.

Lahko noč...

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

Re: Masa fotona

Post by Aniviller » 23.9.2013 6:32

Ne.
Kot prvo, pusti fotonov lastni sistem. Imas dva pojma:

hitrost: merjena vedno glede na opazovalca. Vektor (smer & velikost). Za svetlobo vedno c, tudi ce opazovalca menjas (lastni sistem fotona je izjema ampak v njega se ne da pridet zvezno in ni prava referenca). Relativna hitrost dveh objektov je istega tipa: postavit se moras v enega izmed objektov in izmerit tam hitrost drugega objekta (relativna hitrost glede na fotona je pa problem ker v "sistemu fotona" casa in prostora ni). Hitrost je vedno manjsa od c.

razlika dveh vektorjev hitrosti glede na enega opazovalca: ta je, kot pravis, lahko po velikosti do 2c. Odstevas pac vedno lahko. Ta kolicina NI HITROST: ne premika na casovno enoto za noben udelezen objekt in ne nastopa kot kolicina v nobenem fizikalnem zakonu.

Napaka vecine ljudi je, da ti dve zadevi enacijo. V klasicni fiziki je relativna hitrost res samo odstevanje dveh vektorjev, ker se transformira samo cas (samo stevec izraza za hitrost). V relativnosti se transformira tudi cas (imenovalec) in odstevanje ne predstavlja vec nobene smiselne fizikalne kolicine, je zgolj poskus izracuna po napacnem postopku.

Post Reply