Masa fotona

Posebna in splošna teorija relativnosti
Odgovori
Uporabniški avatar
Aniviller
Prispevkov: 7263
Pridružen: 15.11.2004 18:16

Re: Masa fotona

Odgovor Napisal/-a Aniviller »

Točno tako. Spreminjanje LEGE (točke, položaja, 3D koordinat) objekta. Ti gledaš pa neko pravokotno razdaljo. Je pa res, da s tem dobiš v tem primeru komponento hitrosti vzdolž pravokotnice na ogledalo. Temu nikoli nisem oporekal. Pravokotna komponenta gibalne količine je to, kar se prenese na ogledalo pri trku (dvakratnik, saj gre za odboj). Edino to mi ni jasno kaj hočeš s tem povedat - to je le ohranitev gibalne kolicine, to ali opazuješ svetlobo ali pa žogo sploh ni v ničemer različno.

Rozman
Prispevkov: 1519
Pridružen: 6.10.2005 14:50
Kraj: Tržič
Kontakt:

Re: Masa fotona

Odgovor Napisal/-a Rozman »

Edino to mi ni jasno kaj hočeš s tem povedat
Gibalna količina fotona ob vpadu na podlago je h/λ, če pade foton pravokotno na ogledalo, oziroma pomnoženo še s v/c, kadar pade pod kotom in je v komponenta hitrosti svetlobe, ki je pravokotna na ogledalo.

To enačbo lahko zapišemo tudi v obliki G=m.v, kjer je m masa fotona izražena kot h/(c.λ).

Masa je po definiciji merilo vztrajnosti, to je s kakšno silo se objekt upira spremembi hitrosti. Foton se upira s sunkom sile. Če rečemo, da foton nima mase, potem zanikamo njegovo upiranje sunku sile. Če pa mu določimo maso (in to jo lahko zelo nazorno), imamo nazorno pojasnjene lastnosti fotona (tudi počasno približevanje fotona ogledalu, …).

Če prav razumem fiziki za reševanje teorije relativnosti marsikaj žrtvujejo. Tudi maso fotona?

Uporabniški avatar
shrink
Prispevkov: 14584
Pridružen: 4.9.2004 18:45

Re: Masa fotona

Odgovor Napisal/-a shrink »

Rozman napisal/-a:To enačbo lahko zapišemo tudi v obliki G=m.v, kjer je m masa fotona izražena kot h/(c.λ).
Joj, joj, joj, Rozman. Pa ti sploh bereš razlage, ki so ti bile dane? Že davno ti je bilo razloženo, da \(p=mv\) v relativistični mehaniki ne velja niti za masne delce, za fotone pa ti je zvezo podal že Aniviller. Še en schnellkurs, kako je treba razumeti gibalno količino v okviru PTR za masne in brezmasne delce:

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hb ... om.html#c2
Če prav razumem fiziki za reševanje teorije relativnosti marsikaj žrtvujejo. Tudi maso fotona?
:lol: :lol: :lol: :lol: :lol:

Uporabniški avatar
Aniviller
Prispevkov: 7263
Pridružen: 15.11.2004 18:16

Re: Masa fotona

Odgovor Napisal/-a Aniviller »

Prej obratno, ti na vsak način hočeš stlačit maso tja kamor ne spada, ker se nočeš odpovedat Newtonovi mehaniki.

Kot je bilo jasno ze mnogokrat prej, ti izhajas iz enacb klasicne mehanike in potem se cudis da si v nasprotju z relativnostjo... m*v je samo priblizek nizkih hitrosti za masne delce, kar se že pri večjih hitrostih razsuje, saj ti manjka relativistični faktor. V resnici je \(G=mv\gamma\) za masne delce (in za svetobno hitrost gre relativisticni faktor v neskoncnost).

Res je, da se pri samem trku lahko predstavljas analogijo z maso, samo to je samo prispodoba. To fizike ne spremeni, saj marsikje uvedes "efektivno maso" ali kaksno drugo efektivno kolicino, da si lazje predstavljas, ampak ko hočeš potem tisto maso uporabit v drugih situacijah vidiš da ne bo šlo. To je podobno kot tista nesrečna razlaga, ki poskuša pripisat povečevanje vztrajnosti pri večjih hitrostih povečevanju mase, iz obupa, da bi obdržali G=mv. Samo potem dobiš samo čudne poglede in vprašanja od kod dodatna masa pride in kako zgleda :) In dejstvo je, da se ti potem drugje ne izide več.

Zakaj pa kote uvajas mi je pa popoln misterij. Vse kar si dosegel je slaba notacija. Če hočeš vpeljat efektivno maso fotona, samo zahtevaš vektorsko enakost \(\vec{G}=m\vec{v}\), s čimer si uvedel neko količino z enotami mase, ki ti služi kot plišasta igrača. Resnica je namreč bolj kot ne obratna, gibalna količina je bolj fundamentalna količina od hitrosti in enačbo kvečjemu uporabiš iz leve proti desni.

Rozman
Prispevkov: 1519
Pridružen: 6.10.2005 14:50
Kraj: Tržič
Kontakt:

Re: Masa fotona

Odgovor Napisal/-a Rozman »

Aniviller, vesolje je logično in dovršeno. Ne verjamem razlagam, kot so:
  • - Ko nam postane masa fotona odvečna in nadležna, se ji v korist teorije relativnosti odrečemo. Govorimo, da gibalno količino povzroča nemasni objekt, to pa opravičujemo s tem, da masa opazovanega objekta (fotona) tako ali tako ni pomembna.

    - Kadar ne znamo pojasniti vektorja hitrosti fotona, ki leti nad ogledalom, preprosto ugotovimo, da foton nad ogledalom nima hitrosti.

    - Kadar postavimo koordinatni sistem opazovanja na foton, nam ta izgine, v fizikalnih predstavah foton več ne obstaja
    .
Že davno sem si zastavil cilj, da ta vprašanja dosledno razčistim. Matematika teorije relativnosti je lahko celo usklajena, vendar to še ne pomeni, da objektivno opisuje naravne pojave. Za objektivnost so pomembna predvsem tudi izhodišča in tem sem se posvetil bolj, kot sami matematiki teorije relativnosti.

Pri tem pa sem naletel na meritve, ki bodo v temelje zamajale obstoječo fiziko. Posredni rezultati več meritev na različnih koncih sveta namreč kažejo, da hitrost izvora svetlobe ne vpliva na valovno dolžino svetlobe na ponoru http://www.anti-energija.com/The_proper ... _light.pdf

Ko pa postavimo fiziko na osnove rezultatov teh meritev pa se izkaže, da se fizika fotona v veliki meri vrne k Newtonovi fiziki.
Seveda pa bo do legalizacije meritev valovne dolžine svetlobe iz gibajočega vira še dolga pot.

Popotnik
Prispevkov: 532
Pridružen: 12.11.2008 18:35

Re: Masa fotona

Odgovor Napisal/-a Popotnik »

Rozman napisal/-a:
  • - Ko nam postane masa fotona odvečna in nadležna, se ji v korist teorije relativnosti odrečemo. Govorimo, da gibalno količino povzroča nemasni objekt, to pa opravičujemo s tem, da masa opazovanega objekta (fotona) tako ali tako ni pomembna.

http://en.wikipedia.org/wiki/Momentum#F ... ormulation

Uporabniški avatar
Aniviller
Prispevkov: 7263
Pridružen: 15.11.2004 18:16

Re: Masa fotona

Odgovor Napisal/-a Aniviller »

Zelo rad igraš vlogo odrešenika... misliš da smo vsi fiziki neumni? Dobro vemo kaj delamo, in verjemi, da se vsak že med študijem marsikdaj vpraša stara vprašanja, in gre po zgodovinski poti odkritij, ki ji ti nisi zmožen sledit. Ne vem kako si lahko predstavljaš, da vsi ti ljudje, ki so celo življenje posvetili osnovnim zakonom narave in jih poznajo do potankosti, nekako po tvoje vedo manj kot ti, ki se ti ne ljubi niti prebrat srednješolskega učbenika.
- Ko nam postane masa fotona odvečna in nadležna, se ji v korist teorije relativnosti odrečemo. Govorimo, da gibalno količino povzroča nemasni objekt, to pa opravičujemo s tem, da masa opazovanega objekta (fotona) tako ali tako ni pomembna.
Očitno niti ne veš kje vse je masa pomembna. O masi fotona so se ljudje resno spraševali, in ogromno eksperimentov in preračunov je bilo narejenih, da bi ugotovili ali je točno nič ali ni. Trenutno vedo, da foton ne more imeti mase več kot okrog 10^-26 eV, sicer bi se to pri vseh natančnih eksperimentih že pokazalo.

Govoriš kot da bi šlo nekaj "v korist" teorije relativnosti. V bistvu je res: v korist relativnosti je, da je pravilna. Ničesar se ni bilo treba odreči ali stran metat. Govoriš kot da bi bilo nekaj čudnega, da ima nek delec maso nič... nič je ravno tako sprejemljiva številka za maso kot vse ostale, bolj čudno bi bilo, če ne bi noben delec bil brez mase :) Foton ni nobena izjema, se ravna po identičnih zakonih kot vsi ostali delci, kar je edino pravilno. Ti poskušaš uvajat neko izjemo, samo zato, ker ti gre v nos, da je masa enaka 0.
- Kadar ne znamo pojasniti vektorja hitrosti fotona, ki leti nad ogledalom, preprosto ugotovimo, da foton nad ogledalom nima hitrosti.
Kaj? Kaj naj bi pa to pomenilo? Noben ni rekel da nima hitrosti. To si še ti zdajle prvič izjavil.
- Kadar postavimo koordinatni sistem opazovanja na foton, nam ta izgine, v fizikalnih predstavah foton več ne obstaja.
[/quote]

Ja na foton koordinatnega sistema pač ne moreš postavit. Miselni poskus oziroma matematična limita ti ravno to povesta. Izjava je sicer popolnoma pravilna. Foton izgine, ker mu valovno dolžino raztegneš v neskončnost (rdeči premik) in s tem energijo in gibalno količino spraviš na nič. Že na vodnih valovih ni nič drugače, če se premikaš s hitrostjo valov, vala ni (ničesar ni, kar bi te gugalo gor in dol ker si recimo skozi na hribčku). Razlika je samo v tem, da pri vodnih valovih nimaš zraven časovnega raztega.

Rozman
Prispevkov: 1519
Pridružen: 6.10.2005 14:50
Kraj: Tržič
Kontakt:

Re: Masa fotona

Odgovor Napisal/-a Rozman »

Aniviller, najbrž se oba strinjava, da te nikoli končane razprave o 'paradoksih' teorije relativnosti že sto let in na tisočih ljudi po svetu ne vodijo nikamor. Razmisliva, ali obstaja nekaj, kar bi lahko enoumno, dokončno in hkrati odgovorilo na vsa ta vprašanja.

Kaj bi tebi pomenila meritev valovne dolžine iz gibajočega vira svetlobe, merjeno tako, da je merilni instrument občutljiv le na valovno dolžino in ne na frekvenco svetlobe, in vsak od hipotetičnih izmerjenih rezultatov - da se s hitrostjo izvora svetlobe na ponoru
  • - spreminja valovna dolžina ali pa
    - da se valovna dolžina ne spreminja.

Take meritve namreč še ni.

Uporabniški avatar
shrink
Prispevkov: 14584
Pridružen: 4.9.2004 18:45

Re: Masa fotona

Odgovor Napisal/-a shrink »

Rozman napisal/-a:Pri tem pa sem naletel na meritve, ki bodo v temelje zamajale obstoječo fiziko. Posredni rezultati več meritev na različnih koncih sveta namreč kažejo, da hitrost izvora svetlobe ne vpliva na valovno dolžino svetlobe na ponoru http://www.anti-energija.com/The_proper ... _light.pdf
Ne, pa nisi: sem npr. preletel tisti doktorat, ki si ga citiral in niti z eno samcato povedjo nikjer ni omenjeno, da so katerekoli meritve v neskladju z obstoječimi teorijami, zato sta možni dve razlagi:

- enostavno si izmišljuješ ali
- haluciniraš in se tega ne zavedaš.
Ko pa postavimo fiziko na osnove rezultatov teh meritev pa se izkaže, da se fizika fotona v veliki meri vrne k Newtonovi fiziki.
To "postavljaš" zgolj sam (uporabljaj že enkrat ednino :!: ), tvoje šarlatanske interpretacije pa niso vredno piškavega drobiža.
Seveda pa bo do legalizacije meritev valovne dolžine svetlobe iz gibajočega vira še dolga pot.
Pa smo spet tam:

"Fizika me ignorira. Fizika skuša pomesti neprijetno resnico pod preprogo. Fizika je zarotniška do mojega revolucionarnega spoznanja (ki je seveda "ključno vprašanje" zanjo :lol: ) in bo naredila vse, da se ga ne preveri in da se na vprašanje ne odgovori. Tema, ki sem jo načel, je tabu tema v fiziki in zato ne steče razprava."

Skratka: Argumentum ex coniuratio theoria ad nauseam. :lol:

roberto11
Prispevkov: 1022
Pridružen: 17.11.2008 9:01
Kraj: Dolenjska

Re: Masa fotona

Odgovor Napisal/-a roberto11 »

Shrink napisal/-a:Da fotoni potujejo v prostor-času po tirih z lastnim časom enakim nič. "Lokalni čas" je za foton tako nesmiselen koncept.
Aniviller napisal/-a:To, da se vse giblje s svetlobno hitrostjo, ni treba da pomeni, da prostora in casa ni, je pa malo hecno ker pac ni nikogar, ki bi lahko to dogajanje izmeril. To je bolj filozofski problem, katerega odgovor pa ni ravno relevanten za razumevanje potovanja svetlobe.
Če prav razumem, dimenzija časa postane nepomembna oziroma se čas ustavi, če govorimo o gibanju s svetlobno hitrostjo ?
In se zato sprašujem, zakaj sploh hitrost svetlobe podajamo v odvisnosti na časovno enoto, če čas za svetlobo ne obstaja oziroma se sploh ne giblje v času ?
Mogoče je ravno zato hitrost svetlobe absolutna, ker ni v času in je vseeno kdaj, oziroma v katerem času izvajamo meritve in primerjave.
Ni stvar v tem, da svetloba "pozabi" vir, ampak v tem, da "pozabi" na čas v katerem je nastala.

Rozman
Prispevkov: 1519
Pridružen: 6.10.2005 14:50
Kraj: Tržič
Kontakt:

Re: Masa fotona

Odgovor Napisal/-a Rozman »

preletel tisti doktorat, ki si ga citiral https://www.psi.edu/sites/default/files ... poster.pdf in niti z eno samcato povedjo nikjer ni omenjeno, da so katerekoli meritve v neskladju z obstoječimi teorijami
Shrink,
  • - v nobenem članku nikjer ne piše, da je kaj neskladno z obstoječimi teorijami, takih člankov ne objavljajo.
    - V članku je jasno napisano, da se pri meritvi glavnina fotonov ne odkloni. Odklon teh fotonov ni odvisen od hitrosti izvora svetlobe. Ali lahko pojasniš vzrok njihovega ne odklona?

Uporabniški avatar
Aniviller
Prispevkov: 7263
Pridružen: 15.11.2004 18:16

Re: Masa fotona

Odgovor Napisal/-a Aniviller »

Če prav razumem, dimenzija časa postane nepomembna oziroma se čas ustavi, če govorimo o gibanju s svetlobno hitrostjo ?
In se zato sprašujem, zakaj sploh hitrost svetlobe podajamo v odvisnosti na časovno enoto, če čas za svetlobo ne obstaja oziroma se sploh ne giblje v času ?
Mogoče je ravno zato hitrost svetlobe absolutna, ker ni v času in je vseeno kdaj, oziroma v katerem času izvajamo meritve in primerjave.
Ni stvar v tem, da svetloba "pozabi" vir, ampak v tem, da "pozabi" na čas v katerem je nastala.
Ravno tega sem se bal, da bo ta koordinatni sistem naredil vec zmede kot koristi.

Najprej je BISTVENEGA pomena, da poveš GLEDE NA KOGA meriš hitrost. Za vse objekte razen za svetlobo je tako, da pač vsak opazovalec izmedi drugačno hitrost (če se opazovalci en glede na drugega gibljejo) in relativnostna teorija pove, da se to vse izide in ni nekega "božjega" koordinatnega sistema ampak da velja popolna "demokracija" in so pomembne samo relativne hitrosti.

Svetloba ima poseben status, ker jo vsi opazovalci vidijo potovat s svetlobno hitrostjo. Nicesar spornega ni tu... ti izmeris kdaj je hitrost v tocki A in kdaj v točki B, deliš razdaljo s časovnim zamikom zaznave, in imaš hitrost svetlobe. Ta je vedno in neizpodbitno enaka c (v vakuumu).

Stvar niti ni tako čudna, ker če imaš nekaj, kar se giblje zelo zelo zelo blizu svetlobne hitrosti, lahko precej spreminjaš svojo hitrost in ne boš izmeril dosti drugačne hitrosti tega telesa... ampak če se zelo potrudiš in zelo močno loviš ta objekt, ti bo pa enkrat lahko uspelo ga ujet (in torej zmanjšat njegovo hitrost na 0, ga ujet v pravem pomenu besede). Za svetlobo je pa to nemogoče, svetlobo bi lovil v nedogled, saj svetlobne hitrosti nikoli ne dosežeš, in tudi če sam pridobiš skoraj svetlobno hitrost glede na svoje originalno opazovališče, bo svetloba še vedno pri svoji hitrosti.

Debata zgoraj je tekla o hipotetičnem primeru, KO BI SVETLOBO VSEENO UJEL! Fizično neizvedljivo, ampak recimo da se matematično postavimo v tak koordinatni sistem, da "jahamo svetlobo". V tem primeru na prvi pogled izgleda, da smo prišli do paradoksa, saj bi svetloba v takem koordinatnem sistemu mirovala (in se torej ne gibala s hitrostjo c). Ampak to je vse samo zato ker smo matematično goljufali in prestopili fizično oviro da to ni mogoče.

V tem koordinatnem sistemu, kot rečeno, bi čas potovanja svetlobe trajal 0 časa, prepotoval bi razdaljo 0,... vidiš da si z matematično nasilnostjo spravil hitrost na 0/0, ni čudno da imaš težave. Ampak to je samo za jahača fotona (torej za nekoga, ki krši vso fiziko). Lahko si sicer predstavljaš da je to tisto, kar foton vidi... :)
Realno dogajanje, ko bi lovil svetlobo, bi šlo takole: bolj bi povečeval svojo hitrost v smeri svetlobe, bolj izrazit bi bil dopplerjev pojav, zaradi katerega bi opažena valovna dolžina naraščala, frekvenca (in energija ter gibalna količina) svetlobe pa padala. To je isto kot se dogaja pri zvoku, nič posebnega. V bistvu je vse nesporno: ko svetlobo loviš, jo enostavno tako raztegneš da če potegneš ta svoj trud v neskončnost (in si predstavljaš da si svetlobo le enkrat ujel) jo ni več. Navidezna težava torej sploh ni težava.

Kar se tiče tistega da "pozabi" izvor pa ni nič posebnega v zvezi s svetlobo. To velja za vsako valovanje. Valuje lokalno sredstvo (ali lokalno EM polje pri svetlobi). In premik valovanja je odvisen samo od neposredne okolice okrog tebe v prejšnjem trenutku v času. V valu torej ni nobene dodatne informacije o viru, pomembna je le njegova oblika. To kar razlagam (kar absolutno izpodbije Rozmanove trditve preden do njih sploh pride), je to, da je valovanje anonimno - ti imaš neskončno velik "bazen" (vesolje), v katerem električno in magnetno polje pač nihata po svoje, in lastnost lokalne indukcije (Maxwellove enačbe) je, da motnje potujejo s svetlobno hitrostjo. Pa naj so te motnje posledica izsevanja iz nekega "statičnega" vira (glede na opazovalca), dinamičnega vira, ali pa jih je bog narisal v tej obliki in pritisnil play. Vplivov ne moreš razstavit na to od kod prihajajo, kaj šele kako hitro se je vir gibal. Pri zvoku to dobro vidiš - če zanemarimo stereo efekte, ali je dober posnetek koncerta iz flac (brez izgub) fajla na disku na dobrih zvočnikih v čem fizikalno drugačen od koncerta v živo? Ni. In isto je tukaj. Sama misel, da bi nekako na svetlobi pisal pošiljatelj, je posmeha vredna.

Rozman:
Tale valj je iz vira, ki se od nas oddaljuje:
Slika
Tale pa je je iz vira, ki glede na nas miruje in ima rahlo nižjo nominalno frekvenco (frekvenco v lastnem sistemu):
Slika

Kako veš kateri je kateri? Na tvojo žalost je to kar imaš narisano vse, kar ima narava na razpolago. Oba vala sta v istem prostoru (vakuum pred našim detektorjem), kjer pač veljajo za vse EM polje isti zakoni, in če je valovna dolžina taka kot je, je frekvenca pač v obeh primerih ista, drugače ne more bit (isti zakoni, isti začetni pogoj ob začetnem času, zato iste posledice).

Uporabniški avatar
Aniviller
Prispevkov: 7263
Pridružen: 15.11.2004 18:16

Re: Masa fotona

Odgovor Napisal/-a Aniviller »

Moram it še nazaj, ker si že sam sebi odgovoril:
V Wikipediji najdemo naslednjo dogmatsko definicijo mase fotona: Mirovna masa fotona je enaka nič. Zakaj je to dogmatska definicija? Zato ker nihče še ni, in niti nikoli ne bo, izmeril mirovne mase fotona. Izmeril pa ne bo zato, ker se fotona preprosto ne da umiriti, vedno se giblje. V fiziki je relevantna kvečjemu masa gibajočega fotona. Sprašujem se torej, kakšno maso ima foton v gibanju?
1) Fotona se ne da umiriti, ker nima mase. Sicer bi se ga dalo.
2) Masa = mirovna energija. In to je za foton enako 0. To je fizikalni pomen ko rečemo masa. Neke "gibalne mase" ali karkoli takega so pa samo zloraba besede masa. Ko je neka stvar v gibanju, se ji povečata gibalna količina in energija, masa je pa pač masa (masa je lastnost telesa, količina snovi, ti nisi nič bolj debel če potuješ, ti pač si kakršen si, imaš enako število atomov in tako naprej - od opazovalca je odvisna gibalna količina in energija, ne pa koliko te je). Tako da količina o kateri govoriš je lahko kvečjemu neko pomagalo (druga beseda za gibalno količino,...), ni pa to masa. Saj fotonu uvedejo tudi efektivno gravitacijsko maso, da lahko približno opišeš ukrivljenost trajektorije v šibki gravitaciji (kot da bi bila gravitacija po newtonu) ampak to je samo nekaj, kar dobiš s tlačenjem cele teorije v staro obliko - zadaj je pa ukrivljenost prostora in svetloba gre v resnici naravnost, samo prostor je ukrivljen.

Uporabniški avatar
bargo
Prispevkov: 8034
Pridružen: 3.11.2004 22:41

Re: Masa fotona

Odgovor Napisal/-a bargo »

Aniviller napisal/-a:1) Fotona se ne da umiriti, ker nima mase. Sicer bi se ga dalo.
Umiriti v kakšnem smislu? :oops: Ali ni vse v gibanju?

Uporabniški avatar
Aniviller
Prispevkov: 7263
Pridružen: 15.11.2004 18:16

Re: Masa fotona

Odgovor Napisal/-a Aniviller »

Ma ne more mirovat glede na tebe. Vsi ostali delci lahko (da sta v istem koordinatnem sistemu).

Odgovori