что у всего есть античастица У фотонов вообще особый случай. В классическом представлении это волна. Возмущение энергии, которое может передаваться в пространстве. У этой волны определённые характеристики меняются вращением по кругу перпендикулярно распространению. Картинка для наглядности Обратной для такой волны является другая волна, у которой те же характеристики вращаются в обратную сторону (суммарно они дадут 0, конечно же, представьте себе стрелку, которую одновременно с одинаковой силой пытаются вращать в противоположные стороны). Но такая волна тоже фотон, от направления вращения ничего не меняется. Они считаются ещё и частицами, потому что из-за своей особой структуры часто ведут себя, как вели бы частицы. Современная физика для таких вещей вообще не хочет вводить отдельные понятия, но всё-же есть устоявшаяся классификация частиц, куда включают фотоны. Я постаралась попроще, как смогла. Да простят мне физики некоторые наглые опущения.
Слушайте, как у вас тут интересно! Я как раз сегодня подумала, что мне не с кем обсудить природу фотонов. Х__Х Я задумалась над этим:
«Обычно мы воспринимаем отражение как данность, а ведь оно очень удивительно. Когда вы видите свое отражение в окне ночью, глядя на видимый сквозь него город, это происходит потому, что 95% света, падающего на окно с вашей стороны, прошло сквозь стекло, а 5% было отражено и создало призрачное отражение вашего лица. Это доказывает, что свет состоит из частиц, но что удивительно, так это почему 5% энергии, или фотонов, отражаются обратно без всякой понятной причины и указывают на вероятность наличия случайных процессов в самом сердце вселенной. Вероятность того, что каждый конкретный фотон отразится вместо того чтобы пройти насквозь составляет 1 к 20, а значит, мы не можем предсказать, как поведет себя каждый конкретный фотон. Это очень беспокоит ученых. Если хотите довести своего учителя по физике до нервного срыва, спросите, почему это происходит.»
(Отрывок из книги не физика, но чувака ею интересующегося).
Так вот я и задумалась. Вопрос из параграфа звучит как: почему 5% фотонов, отражаются обратно? Я подумала что это происходит по той же причине, по которой частицы отражались в эксперименте Гейгера-Марсдена: сталкивались с ядром атома, в то время как остальные проходили сквозь пустое пространство между ядром, электронами и соседними атомами.
Мой вопрос: в моем предположении есть хоть малая доля здравого смысла? Ибо я гуманитарий, лишь недавно открывший для себя прелести теоретической физики, и я отчаянно пытаюсь хотя бы начать что-то понимать. %)))
Мой вопрос: в моем предположении есть хоть малая доля здравого смысла? Нет. Как раз из-за принципа, который называют корпускулярно-волновой дуализм. То есть у света есть свойства и частиц, и волны. В данном случае важно, что свет это волна. Более того, электромагнитная волна, которая способна влиять на электрические частицы. Из-за её свойств мы не можем сказать, что фотон, попавший на ядро, непременно отразится или вообще хоть как-то с ним провзаимодействует. Хотя может это сделать, потому что есть явление поглощения фотона электроном на орбите или испускания им фотона - и вот как раз на это многое завязано в соответствующей теории (в том числе огибание препятствий и отражение). Но полностью это объяснять слишком сложно. Могу отослать к фейнмановским лекциям, а конкретно к этим. Не идеально, но более-менее простым языком, насколько это вообще возможно.
У фотонов вообще особый случай. В классическом представлении это волна.
Любой элементарной частице (фотону, электрону, нейтрону, тау-нейтрино) соответствует волна с конкретными характеристиками. Любой электрон можно рассматривать в виде волны, если это удобно исходя из задачи. Если частица имеет энергию E и импульс, абсолютное значение которого равно p, то с ней связана волна, частота которой nu = E/h и длина волны lambda = h/p, где h — постоянная Планка. Эти волны получили название волн де Бройля.
Любой элементарной частице (фотону, электрону, нейтрону, тау-нейтрино) соответствует волна с конкретными характеристиками. У фотонов вообще всё существование связано с движением, без которого понятие фотона вообще не имеет смысла - нет массы, нет заряда, нет состояния покоя. Невозможно зафиксировать фотон стандартными методами обнаружения частиц. В стандартной модели он объединён с другими в списке частиц, но всё же по свойствам и строению это в первую очередь волна, которая в отдельных ситуациях ведёт себя "как частица". Например, то же поглощение фотона электроном, который для фотона является точечным - слишком уж маленькие размеры. Но если мы рассмотрим электрон с его волновыми свойствами, то допущение "фотон-частица" вообще не является необходимым.
Если есть желание, давайте обсудим вопрос, что мы понимаем под одним фотоном. Как он определяется в пространстве как отдельный? Как мы фиксируем отдельный фотон? Какие у него конкретные характеристики?
А что тут обсуждать? о_О Фотон — элементарная частица, квант электромагнитного излучения. Это безмассовая частица, способная существовать в вакууме только двигаясь со скоростью света. Электрический заряд фотона также равен нулю. Фотон может находиться только в двух спиновых состояниях с проекцией спина на направление движения (спиральностью) ±1. В физике фотоны обозначаются буквой γ.
Квантовая электродинамика, основанная на квантовой теории поля и Стандартной модели, описывает фотон как калибровочный бозон, обеспечивающий электромагнитное взаимодействие: виртуальные фотоны являются квантами-переносчиками электромагнитного поля и обеспечивают взаимодействие между двумя электрическими или магнитными зарядамивики
В стандартной модели он объединён с другими в списке частиц, но всё же по свойствам и строению это в первую очередь волна - в стандартной модели никто не делает принципиальных различий между фотоном и электроном. И то и другое обладает корпускулярно-волновым дуализмом, может проявлять свойства волны и частицы, нельзя сказать, что из этих свойств первично, а что вторично. У фотонов вообще всё существование связано с движением, без которого понятие фотона вообще не имеет смысла - лол, ваши сведения устарели на пару лет: habrahabr.ru/post/188020/
вики Серьёзно? Это не аргумент. Это даже не ответ на мои вопросы. Два спиновых направления это далеко не всё описание волны. И уж точно тут нет ничего о том, как мы определяем одиночный фотон и отделяем их друг от друга. Мы можем отделить друг от друга электроны и нейтроны. Они фиксируются по одиночке, наблюдаются в пузырьковой камере и так далее. Мы точно знаем, что считаем за 1 электрон, нейтрон, протон и так далее. Но квант электромагнитного излучения - что мы про него может сказать, кроме того, что у него есть два спиновых состояния? Какие-то чётко определённые законы для Е и В, например? лол, ваши сведения устарели на пару лет: habrahabr.ru/post/188020/ Теперь у меня другой вопрос - вы себе теорию вообще представляете? Там даже в тексте ясно сказано: Из за отсутствия свободы передвижения, энергия фотонов собирается атомами кристалла и данные, переносимые светом, преобразуются в атомные спины (не путать с человеческой спиной). Чтобы освободить свет из кристалла, проводят повторное включение управляемого лазера, делающего кристалл вновь прозрачным и атомные спины выпускаются на фотонах. Фотоны не существуют без движения. Существует информация, которую переносили фотоны, аккумулированная на атоме в другом виде энергии. Аккумулированная так, что её можно повторно выпустить. А желтый заголовок статьи ни о чём не говорит - это не остановка света, это просто память кристалла.
Леси, хорошо, тогда мне интересно, что же мы считаем за 1 электрон. Как мы отделяем его от другого?
"Фотоны не существуют без движения. Существует информация, которую переносили фотоны, аккумулированная на атоме в другом виде энергии. Аккумулированная так, что её можно повторно выпустить." - насколько я знаю, согласно современным представлениям, если фотон влетел в атом, а через минуту из атома вылетел фотон в направлении движения первого фотона со всеми характеристиками первого фотона, то это и есть первый фотон. Не его копия, не его потомок, а именно он сам.
Aguinore, из какой книги этот ваш отрывок? Из 'The Infernals' John Connolly. Детская книжка, в которой автор любит научные отступления. Если вы скажете, что он написал чушь и ничего не понимает, соглашусь без обид, ибо я в этом понимаю еще меньше. %))
если фотон влетел в атом, а через минуту из атома вылетел фотон в направлении движения первого фотона со всеми характеристиками первого фотона, то это и есть первый фотон. Не его копия, не его потомок, а именно он сам. Верно. Вытекает из принципа неопределённости - невозможно со всей необходимой точностью одновременно определить все параметры фотона, необходимые для дальнейшего излучения полной копии. Но из этого никак не следует, что фотон покоился в атоме весь промежуток времени между поглощением и излучением. Как мы отделяем его от другого? У нас есть набор характеристик. Посмотрите, у нас имеется для частиц - масса, заряд, скорость. При этом характеристики фотона волновые. Например, частота. Есть ли смысл у этой характеристики в отношении свободной частицы? Но для фотона она своеобразный аналог скорости. Атом может испустить два фотона с различными частотами Я просто напомню - речь идёт о том, что в физике фотон рассматривается прежде всего как волна, имеющая свойства частицы, в то время как с электронами ситуация обратная - это частица, имеющая свойства волны. То, что мы причисляем фотон к элементарным частицам, говорит только о том, что это нерасщепимный объект, минимальная величина, которой мы можем оперировать в этой категории - нельзя получить половину фотона.
Если фотон влетел и он же вылетел, то где, как не в атоме ему покоиться весь промежуток времени между поглощением и излучением? А вообще, прошу меня извинить, как выяснилось, я помню квантовую физику намного хуже, чем я думал. Вуз был заброшен почти 7 лет назад, многое забыто, многие сведения устаревают быстрее, чем попадают в учебники. Приятно пообщаться со знающим человеком на интересную тему. Неприятно осознавать глубину падения. Вы, насколько я понял по дневнику, учитесь по около-физической специальности?
Если фотон влетел и он же вылетел, то где, как не в атоме ему покоиться весь промежуток времени между поглощением и излучением? В том и вопрос - с точки зрения квантовой физики мы обязаны это доказать, даже если сам факт кажется логичным. До тех пор мы вообще не можем считать, что весь этот промежуток времени фотон в атоме существует. Вы, насколько я понял по дневнику, учитесь по около-физической специальности? Петербургский Политехнический, физический факультет, физический же поток. По крайней мере, лекции по физике у нас вместе с кафедрой экспериментальной физики.
Леси, это который институт нанотехнологий и так далее? ну а я на физмехе учился в 2005-2008 годах, кафедра экспериментальной ядерной физики. Мир тесеен)
ну а я на физмехе учился в 2005-2008 годах, кафедра экспериментальной ядерной физики. Мир тесеен) Нас на ИФНиТе (институт физики, нанотехнологий и телекоммуникаций) 3 группы бывшего ФМФ - ядерщики, экспериментаторы и мы, биофизика. А мех поток сделали ИПММ. Но в любом случае свои люди)
-
-
21.01.2015 в 22:43Квантовая физика крайне интересна в этом смысле)
-
-
21.01.2015 в 22:47-
-
21.01.2015 в 22:55У фотонов вообще особый случай.
В классическом представлении это волна. Возмущение энергии, которое может передаваться в пространстве. У этой волны определённые характеристики меняются вращением по кругу перпендикулярно распространению.
Картинка для наглядности
Обратной для такой волны является другая волна, у которой те же характеристики вращаются в обратную сторону (суммарно они дадут 0, конечно же, представьте себе стрелку, которую одновременно с одинаковой силой пытаются вращать в противоположные стороны). Но такая волна тоже фотон, от направления вращения ничего не меняется.
Они считаются ещё и частицами, потому что из-за своей особой структуры часто ведут себя, как вели бы частицы. Современная физика для таких вещей вообще не хочет вводить отдельные понятия, но всё-же есть устоявшаяся классификация частиц, куда включают фотоны.
Я постаралась попроще, как смогла. Да простят мне физики некоторые наглые опущения.
-
-
21.01.2015 в 22:59-
-
21.01.2015 в 23:18хлебопекарь, и вам за тему спасибо)
-
-
22.01.2015 в 01:45«Обычно мы воспринимаем отражение как данность, а ведь оно очень удивительно. Когда вы видите свое отражение в окне ночью, глядя на видимый сквозь него город, это происходит потому, что 95% света, падающего на окно с вашей стороны, прошло сквозь стекло, а 5% было отражено и создало призрачное отражение вашего лица. Это доказывает, что свет состоит из частиц, но что удивительно, так это почему 5% энергии, или фотонов, отражаются обратно без всякой понятной причины и указывают на вероятность наличия случайных процессов в самом сердце вселенной. Вероятность того, что каждый конкретный фотон отразится вместо того чтобы пройти насквозь составляет 1 к 20, а значит, мы не можем предсказать, как поведет себя каждый конкретный фотон. Это очень беспокоит ученых. Если хотите довести своего учителя по физике до нервного срыва, спросите, почему это происходит.»
(Отрывок из книги не физика, но чувака ею интересующегося).
Так вот я и задумалась. Вопрос из параграфа звучит как: почему 5% фотонов, отражаются обратно? Я подумала что это происходит по той же причине, по которой частицы отражались в эксперименте Гейгера-Марсдена: сталкивались с ядром атома, в то время как остальные проходили сквозь пустое пространство между ядром, электронами и соседними атомами.
Мой вопрос: в моем предположении есть хоть малая доля здравого смысла? Ибо я гуманитарий, лишь недавно открывший для себя прелести теоретической физики, и я отчаянно пытаюсь хотя бы начать что-то понимать. %)))
-
-
22.01.2015 в 02:29Нет. Как раз из-за принципа, который называют корпускулярно-волновой дуализм. То есть у света есть свойства и частиц, и волны.
В данном случае важно, что свет это волна. Более того, электромагнитная волна, которая способна влиять на электрические частицы. Из-за её свойств мы не можем сказать, что фотон, попавший на ядро, непременно отразится или вообще хоть как-то с ним провзаимодействует. Хотя может это сделать, потому что есть явление поглощения фотона электроном на орбите или испускания им фотона - и вот как раз на это многое завязано в соответствующей теории (в том числе огибание препятствий и отражение).
Но полностью это объяснять слишком сложно. Могу отослать к фейнмановским лекциям, а конкретно к этим. Не идеально, но более-менее простым языком, насколько это вообще возможно.
-
-
22.01.2015 в 03:13-
-
22.01.2015 в 07:31В классическом представлении это волна.
Любой элементарной частице (фотону, электрону, нейтрону, тау-нейтрино) соответствует волна с конкретными характеристиками. Любой электрон можно рассматривать в виде волны, если это удобно исходя из задачи. Если частица имеет энергию E и импульс, абсолютное значение которого равно p, то с ней связана волна, частота которой nu = E/h и длина волны lambda = h/p, где h — постоянная Планка. Эти волны получили название волн де Бройля.
-
-
22.01.2015 в 07:33-
-
22.01.2015 в 10:53У фотонов вообще всё существование связано с движением, без которого понятие фотона вообще не имеет смысла - нет массы, нет заряда, нет состояния покоя. Невозможно зафиксировать фотон стандартными методами обнаружения частиц. В стандартной модели он объединён с другими в списке частиц, но всё же по свойствам и строению это в первую очередь волна, которая в отдельных ситуациях ведёт себя "как частица". Например, то же поглощение фотона электроном, который для фотона является точечным - слишком уж маленькие размеры. Но если мы рассмотрим электрон с его волновыми свойствами, то допущение "фотон-частица" вообще не является необходимым.
Если есть желание, давайте обсудим вопрос, что мы понимаем под одним фотоном. Как он определяется в пространстве как отдельный? Как мы фиксируем отдельный фотон? Какие у него конкретные характеристики?
-
-
22.01.2015 в 14:24Фотон — элементарная частица, квант электромагнитного излучения. Это безмассовая частица, способная существовать в вакууме только двигаясь со скоростью света. Электрический заряд фотона также равен нулю. Фотон может находиться только в двух спиновых состояниях с проекцией спина на направление движения (спиральностью) ±1. В физике фотоны обозначаются буквой γ.
Квантовая электродинамика, основанная на квантовой теории поля и Стандартной модели, описывает фотон как калибровочный бозон, обеспечивающий электромагнитное взаимодействие: виртуальные фотоны являются квантами-переносчиками электромагнитного поля и обеспечивают взаимодействие между двумя электрическими или магнитными зарядами вики
В стандартной модели он объединён с другими в списке частиц, но всё же по свойствам и строению это в первую очередь волна - в стандартной модели никто не делает принципиальных различий между фотоном и электроном. И то и другое обладает корпускулярно-волновым дуализмом, может проявлять свойства волны и частицы, нельзя сказать, что из этих свойств первично, а что вторично.
У фотонов вообще всё существование связано с движением, без которого понятие фотона вообще не имеет смысла - лол, ваши сведения устарели на пару лет: habrahabr.ru/post/188020/
-
-
22.01.2015 в 14:36Серьёзно? Это не аргумент. Это даже не ответ на мои вопросы. Два спиновых направления это далеко не всё описание волны. И уж точно тут нет ничего о том, как мы определяем одиночный фотон и отделяем их друг от друга.
Мы можем отделить друг от друга электроны и нейтроны. Они фиксируются по одиночке, наблюдаются в пузырьковой камере и так далее. Мы точно знаем, что считаем за 1 электрон, нейтрон, протон и так далее. Но квант электромагнитного излучения - что мы про него может сказать, кроме того, что у него есть два спиновых состояния? Какие-то чётко определённые законы для Е и В, например?
лол, ваши сведения устарели на пару лет: habrahabr.ru/post/188020/
Теперь у меня другой вопрос - вы себе теорию вообще представляете? Там даже в тексте ясно сказано:
Из за отсутствия свободы передвижения, энергия фотонов собирается атомами кристалла и данные, переносимые светом, преобразуются в атомные спины (не путать с человеческой спиной). Чтобы освободить свет из кристалла, проводят повторное включение управляемого лазера, делающего кристалл вновь прозрачным и атомные спины выпускаются на фотонах.
Фотоны не существуют без движения. Существует информация, которую переносили фотоны, аккумулированная на атоме в другом виде энергии. Аккумулированная так, что её можно повторно выпустить. А желтый заголовок статьи ни о чём не говорит - это не остановка света, это просто память кристалла.
-
-
22.01.2015 в 15:19чайниковтаких как я)-
-
22.01.2015 в 17:32"Фотоны не существуют без движения. Существует информация, которую переносили фотоны, аккумулированная на атоме в другом виде энергии. Аккумулированная так, что её можно повторно выпустить." - насколько я знаю, согласно современным представлениям, если фотон влетел в атом, а через минуту из атома вылетел фотон в направлении движения первого фотона со всеми характеристиками первого фотона, то это и есть первый фотон. Не его копия, не его потомок, а именно он сам.
-
-
22.01.2015 в 17:44Из 'The Infernals' John Connolly. Детская книжка, в которой автор любит научные отступления. Если вы скажете, что он написал чушь и ничего не понимает, соглашусь без обид, ибо я в этом понимаю еще меньше. %))
-
-
22.01.2015 в 18:06Верно. Вытекает из принципа неопределённости - невозможно со всей необходимой точностью одновременно определить все параметры фотона, необходимые для дальнейшего излучения полной копии. Но из этого никак не следует, что фотон покоился в атоме весь промежуток времени между поглощением и излучением.
Как мы отделяем его от другого?
У нас есть набор характеристик. Посмотрите, у нас имеется для частиц - масса, заряд, скорость.
При этом характеристики фотона волновые. Например, частота. Есть ли смысл у этой характеристики в отношении свободной частицы? Но для фотона она своеобразный аналог скорости. Атом может испустить два фотона с различными частотами
Я просто напомню - речь идёт о том, что в физике фотон рассматривается прежде всего как волна, имеющая свойства частицы, в то время как с электронами ситуация обратная - это частица, имеющая свойства волны. То, что мы причисляем фотон к элементарным частицам, говорит только о том, что это нерасщепимный объект, минимальная величина, которой мы можем оперировать в этой категории - нельзя получить половину фотона.
-
-
22.01.2015 в 19:16А вообще, прошу меня извинить, как выяснилось, я помню квантовую физику намного хуже, чем я думал. Вуз был заброшен почти 7 лет назад, многое забыто, многие сведения устаревают быстрее, чем попадают в учебники. Приятно пообщаться со знающим человеком на интересную тему. Неприятно осознавать глубину падения. Вы, насколько я понял по дневнику, учитесь по около-физической специальности?
-
-
22.01.2015 в 19:26В том и вопрос - с точки зрения квантовой физики мы обязаны это доказать, даже если сам факт кажется логичным. До тех пор мы вообще не можем считать, что весь этот промежуток времени фотон в атоме существует.
Вы, насколько я понял по дневнику, учитесь по около-физической специальности?
Петербургский Политехнический, физический факультет, физический же поток.
По крайней мере, лекции по физике у нас вместе с кафедрой экспериментальной физики.
-
-
22.01.2015 в 20:01-
-
22.01.2015 в 20:05Нас на ИФНиТе (институт физики, нанотехнологий и телекоммуникаций) 3 группы бывшего ФМФ - ядерщики, экспериментаторы и мы, биофизика. А мех поток сделали ИПММ.
Но в любом случае свои люди)