Miksi inertiaton valo etenee?

Seuraa 
Viestejä45973
Liittynyt3.9.2015

Ilmaan heitetty flyygeli etenee oikeaan suuntaan ja ennustettavalla vauhdilla, koska sillä on massa ja sen kautta liikemäärä, joka tietää ja muistaa suuntansa ja nopeutensa.

Mistä valo tietää joka hetki että mihin suuntaan se oli menossa? Ymmärtää kyllä heijastua peilistä ja taittua linssissä tai nurkalla.

Sanotaan leikkisästi että joku menee pisteestä A pisteeseen B. Näin usein käykin, jos unohdetaan esim pienet lapset. Pienet lapsetkin ovat silti fiksumpia kuin fotoni, mutta todisteiden valossa häviävät keskittymiskyvyssä.

Sivut

Kommentit (30)

Vierailija
U.Boltin jänis

Mistä valo tietää joka hetki että mihin suuntaan se oli menossa?



Ei se tiedäkään, matka jatkuu suoraan, jos fotoni ei törmää mihinkään tai reitti kaareudu gravitaatiokentässä.

Vierailija

Valon kulkeutuminen tyhjiössä on suoraan seurausta sähkömagnetismin laeista. Muuttuva sähkökenttä indusoi magneettikentän ja päinvastoin. Tuo sattuu toimimaan sillä tavalla että valo kulkee suoraan.

Älä ajattele fotonia massattomana mutta muuten tavallisena kappaleena. Se ei todellakaan ole mitään niin yksinkertaista.

Vierailija

Niin valolla prosessina on värähtelytaajuus, aallonpituus, ja vakionopeus. Siinä syyt sen etenemiseen.
Muussa tapauksessa sitä ei ole olemassakaan.

Vierailija
Joza
Muuttuva sähkökenttä indusoi magneettikentän ja päinvastoin. Tuo sattuu toimimaan sillä tavalla että valo kulkee suoraan.



Jos nyt asiaa alkaa miettimään, niin indusoitunut magneettikenttä on 360 astetta, joten se ei selitä oikean suunnan säilymistä.

Vierailija

Kyllä selittää. Tämä jää nyt tosin argumentointivirheeksi koska en varmaankaan jaksa asiaa alkaa ajattelemaan ja tutkimaan niin paljoa että osaisin perustella.

Aika varma kuitenkin olen että tyhjiössä mutkitteleva valo ei ole konsistentti maxwellin yhtälöiden kanssa.

Vierailija
Tep
Valoon liittyy myös liikemäärä, jolla on suunta ja suuruus.

Hyvä pointti. Tosin tästä varmaan seuraa heti jatkokysymys että miten voi olla liikemäärää ilman massaa. Itse en tuohon osaa vastata. Jos jotain pitäisi vastata niin sanoisin että liikemäärä on kappaleen ominaisuus joka liittyy muun muassa massallisiin liikkuviin kappaileisiin, mutta ei ainoastaan niihin. Huono vastaus tuo kuitenkin on koska ei juuri selitä että miksi valolla liikemäärä on.

Ertsu
Seuraa 
Viestejä6541
Liittynyt8.11.2007
Joza
Tep
Valoon liittyy myös liikemäärä, jolla on suunta ja suuruus.

Hyvä pointti. Tosin tästä varmaan seuraa heti jatkokysymys että miten voi olla liikemäärää ilman massaa.

Onhan ääniaalloillakin liikemäärä ilman massaa. Ilma toki liikkuu, mutta ei tuulen tavoin. Sama veden aalloissa. Vesimolekyylit liikkuvat ylös ja alas, mutta aallot vaakasuoraan.

Vierailija
Ertsu
Joza
Tep
Valoon liittyy myös liikemäärä, jolla on suunta ja suuruus.

Hyvä pointti. Tosin tästä varmaan seuraa heti jatkokysymys että miten voi olla liikemäärää ilman massaa.

Onhan ääniaalloillakin liikemäärä ilman massaa. Ilma toki liikkuu, mutta ei tuulen tavoin. Sama veden aalloissa. Vesimolekyylit liikkuvat ylös ja alas, mutta aallot vaakasuoraan.



Energiaa siihen etenemiseen ainakin vaaditaan, ja sitä myös kuluu. Eli vauhti hidastuu jossain vaiheessa niin että

Vierailija
Ertsu
Joza
Tep
Valoon liittyy myös liikemäärä, jolla on suunta ja suuruus.

Hyvä pointti. Tosin tästä varmaan seuraa heti jatkokysymys että miten voi olla liikemäärää ilman massaa.

Onhan ääniaalloillakin liikemäärä ilman massaa. Ilma toki liikkuu, mutta ei tuulen tavoin. Sama veden aalloissa. Vesimolekyylit liikkuvat ylös ja alas, mutta aallot vaakasuoraan.

Vastustan! Jos ilmamolekyyleiltä otettaisiin massa pois niin kyllä häviäis liikemääräkin, sama aaltojen kanssa. Eli kyllä tuossa likemäärä perustuu edelleen liikkuvaan massaan.

En tosin nyt ole ihan varma mitä edes tarkoitat ääniaaltojen liikemäärällä. Ei ole tuota termiä ennen tuossa yhteydessä minun kuullen käytetty. Energiaa aallot kyllä kuljettaa ja jotain äänen painetta voidaan mitata, mutta liikemäärä on tässä yhteydessä hieman hämärä.

David
Seuraa 
Viestejä8875
Liittynyt25.8.2005
Joza
Tep
Valoon liittyy myös liikemäärä, jolla on suunta ja suuruus.

Hyvä pointti. Tosin tästä varmaan seuraa heti jatkokysymys että miten voi olla liikemäärää ilman massaa. Itse en tuohon osaa vastata. Jos jotain pitäisi vastata niin sanoisin että liikemäärä on kappaleen ominaisuus joka liittyy muun muassa massallisiin liikkuviin kappaileisiin, mutta ei ainoastaan niihin. Huono vastaus tuo kuitenkin on koska ei juuri selitä että miksi valolla liikemäärä on.

Niin, onko se nyt sitten liikemäärä vai sisäinen potentiaali. Eli voisi kuvitella että fotoneilla on sähkömagneettista potentiaalia suhteessa kohteeseen, joka sen energian käyttää hyväksi. Etenemisnopeudella ei välttämättä ole sen kanssa mitään tekemistä. Kyse lienee pikemminkin siitä, kuinka paljon tuo energia saa liikemäärää massalliseen hiukkaseen aikaiseksi.

Vierailija
Joza
Tep
Valoon liittyy myös liikemäärä, jolla on suunta ja suuruus.



Hyvä pointti. Tosin tästä varmaan seuraa heti jatkokysymys että miten voi olla liikemäärää ilman massaa. Itse en tuohon osaa vastata. Jos jotain pitäisi vastata niin sanoisin että liikemäärä on kappaleen ominaisuus joka liittyy muun muassa massallisiin liikkuviin kappaileisiin, mutta ei ainoastaan niihin. Huono vastaus tuo kuitenkin on koska ei juuri selitä että miksi valolla liikemäärä on.



Fotonille voidaan sen energian ja liikemäärän perusteella määritellä Einsteinin massaenergian kaavan perusteella ns. "dynaaminen massa". Se, mitä sillä ei ole on LEPOMASSA: absorboituessaan johonkin kohteseen se ei lisää tämän massaa. Näin ainakin katsotaan.

Objektien galileilainen jatkavuuden laki (joka sisältyy sellaisenaan erityiseen suhteellisuusteoriaan sen toisena empiirisenä fysikaalisena premissinä; se toinen on valon nopeuden vakioisuus kaikkien havaitsijoiden suhteen) seuraa matemaattisesti avaruuden homogeenisuudesta. Koska avaruus on joka suuntaan samanlainen ominaisuuksiltaan (tarkasti ottaen tiettyjä "pintoja" pitkin), eikä sen yksikään piste ole "erikoisasemassa" johonkin toiseen nähden, että mikään voitaisiin ottaa "absoluuttiseksi kiintopisteeksi", ovat myös kaikki tasaisella nopeudella toisiinsa nähden liikkuvat kappaleet keskenään samassa asemassa, eikä niistäkään mitään voida ottaa "absoluuttiseksi mittakappaleeksi, vaan kaikki nopeudet ovat suhteellisia, ja keskenään vakioisia, ellei mikään ulkoinen vaikttaja eli voima vaikuta niihin.

Tämä koskee myös fotonia. Mutta fotonin nopeushan ei muutu miinnekään, vaikka siihen voimakin vaikuttaisi eli enegiaa lisättäisiin, vaan tuolloin vaan se aallonpituus lyhenee, mikä tekee siitä energeettisempää.

derz
Seuraa 
Viestejä2431
Liittynyt11.4.2005
Arkkis
Se, mitä sillä ei ole on LEPOMASSA: absorboituessaan johonkin kohteseen se ei lisää tämän massaa. Näin ainakin katsotaan.



Kyllä lisää. Einstein nimenomaan johti kaavan E = mc² tarkastelemalla valon absorbtiota ja emissiota kappaleesta toiseen:

"If the theory corresponds to the facts, radiation conveys inertia between the emitting and absorbing bodies."
lähde

Fotonin energian antaa kaava E = hf ja liikemäärän p = h/λ (h = Planckin vakio, f = fotonin taajuus, λ = fotonin aallonpituus). Kvanttielektrodynamiikan mukaan fotoni ei tosiaankaan liiku suoraviivaisesti pisteestä A pisteeseen B, vaan fotoni kulkee kaikkia mahdollisia reittejä pitkin interferoiden itsensä kanssa. Fotonin itseinterferenssi sitten määrää fotonin eri löytymispaikkojen todennäköisyydet. Samalla periaatteella selittyy niin kaksoisrakokoe kuin fotonin heijastuminen peilistä... ja oikeastaan koko valon käyttäytymisen kirjo.
http://en.wikipedia.org/wiki/Path_integral_formulation

Aina kun puhutaan fotoneista, niin en malta olla suosittelematta Richard Feynmanin kirjaa QED - valon ja aineen ihmeellinen teoria. Se on syväluotaavin kansantajuinen kirja kvanttielektrodynamiikan teoriasta, jota Feynman oli mukana kehittämässä. Siinä selostetaan rautalankamallia käyttäen miten kvanttielektrodynamiikalla voidaan selittää kaikki valoon liittyvät ilmiöt aina valon osittaisheijastuksesta peilien sekä linssien toimintaan. Oikeastaan teorialla selittyy kaikki valon ja aineen ominaisuudet ydinfysiikkaa ja painovoimaa lukuunottamatta.

Tämä valon ja aineen ihmeellinen teoria on tarkin ihmisen luonnosta rakentamista kuvista. Se selittää elektronien ja valon ominaisuudet ainakin 12 desimaalin tarkkuudella.

∞ = ω^(1/Ω)

petsku
Seuraa 
Viestejä1473
Liittynyt6.6.2009

Käsittääkseni valo kulkee yleisen suhteellisuusteorian mukaisessa neliulotteisessa aika-avaruudessa aina suoraan. Miten valon heijastuminen peilistä kuvataan tälläisessä avaruudessa? Palaako valo tulosuuntaansa, vai kulkeeko valo edelleen suoraan peilipinnan läpi sitä aiemmin ympäröineen avaruuden suhteen täydelliseen peilikopioon? Siis kääntyykö avaruus nurinkurin?

En oikeastaan tiedä useampiulotteisien avaruuksien geometriasta paljoakaan, enkä (ei varmaan kovin moni muukaan ) niitä osaa juurikaan hahmottaa, joten minulla ei ole hajuakaan onko kysymys edes millään tasolla mielekäs.

Sivut

Uusimmat

Suosituimmat