Fotonin valoaaltojen lukumäärä?

Seuraa 
Viestejä45973
Liittynyt3.9.2015

Voisiko fotonin, s.m aaltojen lukumäärän laskea elektronin hypätessä atomissa kuorelta toiselle? Onko kenelläkään tietoa? Kotisivullani: http://www.penttiha.nettisivu.org/ajatuksia atomista , yritän hahmotella jonkinlaista ymmärrettävää mallia tapahtumasta.

Sivut

Kommentit (126)

Heksu
Seuraa 
Viestejä5463
Liittynyt16.3.2005

Ajatuksesi näyttävät perustuvan siihen mielikuvaan, että elektroni kiertää atomiydintä ympyräradalla, kuten planeetat aurinkoa. Sehän ei käsittääkseni pidä alkuunkaan paikkaansa.

rka1
Seuraa 
Viestejä39
Liittynyt29.4.2008
Heksu
Ajatuksesi näyttävät perustuvan siihen mielikuvaan, että elektroni kiertää atomiydintä ympyräradalla, kuten planeetat aurinkoa. Sehän ei käsittääkseni pidä alkuunkaan paikkaansa.



Mitä tuosta elekronin liikkeestä sitten tiedetään?
Jos se ei ole ympyrärata, niin mikä se on?

petsku
Seuraa 
Viestejä1473
Liittynyt6.6.2009
rka1
Mitä tuosta elekronin liikkeestä sitten tiedetään?
Jos se ei ole ympyrärata, niin mikä se on?

Taitaa olla kvanttilukujen määräämä kolmiulotteinen aaltofunktio. Eräänlainen todennäköisyystiheys-pilvi ytimen ympärillä. Elektronille ei siis ole määritettävissä mitään tarkkaa kulkurataa, vaan sen tiedetään löytyvän tietyllä todennäköisyydellä tietyltä sijainnilta ytimen ympäriltä. Elektronit taisivat kiertää atomiydintä about 0,1c-vauhdilla, ja kun niitä on niin p*rkeleesti kieppumassa siellä, niin varmaa on, että hylkimisvoimillaan sotkevat toistensa kulkureitit ja "tarkan" käsittelyn on tapahduttava tilasto- ja todennäköisyyslaskennan keinoin.

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26870
Liittynyt16.3.2005

Sekoitat kaksi teoreettisilta lähtökohdiltaan hyvin erilaista sähkömagnetismin teoriaa. Fotonit kuuluvat kvanttisähködynamiikan piiriin, kun taas sähkömagneettiset aallot klassiseen sähkömagnetismiin. Tuollaisenaan kysymys on siis mieletön.

kfa
Seuraa 
Viestejä2516
Liittynyt13.3.2008
penttih
Voisiko fotonin, s.m aaltojen lukumäärän laskea elektronin hypätessä atomissa kuorelta toiselle?

Jos englanninkieli on hallinnassa niin sinun kannattaisi käydä kuuntelemassa Richard Feynmannin luennot fotonista.

http://www.vega.org.uk/video/subseries/8

Jos muuta et luennoista kuuntele niin katso edes ensimmäisen osan kohta 24:15 - 25:30, jossa Feynmann kommenoi luentojensa ymmärtämisongelmien erästä tiettyä kategoriaa. Karkeasti lyhennettynä ja mukaeltuna:

Luonto on monimutkainen ja sen käyttäytymistä kuvaavat säännöt (kvanttimekaniikka) voivat olla "maalaisjärjen" vastaisia. Jos et ole nykyiseen selitykseen valon ja aineen vuorovaikutuksesta (QED, kvanttielektrodynamiikka) tyytyväinen niin sinulla on täysi vapaus muuttaa johonkin toiseen universumiin, jonka luonnonlait ovat esitettävissä kauniin yksinkertaisessa muodossa. Täällä meidän maailmassamme asiat ovat niinkuin ne ovat eikä niitä voi esittää yksinkertaisina ja helppoina rautalankamalleina tekemättä väkivaltaa totuudelle.

Kim Fallström kfa+news@iki.fi

Vierailija

Näihin ylläoleviin kommetteihin vastaisin seuraavasti. Yhden atomin malli yhdellä elektronilla ja kaukana muista atomirakenteista, niin elektronin radat ovat melko varmasti pyöreitä. Atomin ollessa osa molekyyliä ja ,tai jos atomilla on useita elektroneja kiertämässä sen ydintä niin jokaisen elektronin rata ympäri ytimen on monella mutkalla, de Broglin aalto.
Kotisivullani esitin yhden atomin ytimen käyristävän vetovoimallaan ympärillään olevan avaruuden kuvitellut suorat linjat ympyrän muotoon, silloin ei elektronin liike-energiaa kulu suunnanmuutokseen.
Kun atomin elektronilla on samalla ytimellä useita elektroneja niin näiden elektronien työntövoimat toisiin elektroneihin käyristävät entistä enemmän monimutkaisempaan muotoon. Tämä monimutkainen muoto muuttuu joka hetki kun naapurikuorien elektronien kiertoajat ovat erilaiset. Siitä seuraa että tällaisen esim. monielektronisen atomin elektronien kuviteltu avaruusviiva on käyristynyt erittäin monimutkaiseksi. Tämä vaihtuvasti mutkitteleva "avaruusviiva" on kuitenkin elektronille rata jossa se voi kulkea ilman että sen liike-energia vähenee. Näinkö syntyy elektroneille ”sallitut radat”?

Fotonin aaltoluku, aallon amplitudi ja taajuus ilmaisee sen energian, samalla selittää miksi (miten), energiat ovat kvanttiutuneet.
Energiapulssit siirtyvät esim. atomirakenteissa fotonien muodossa.Elektronihyppäys eri kuorilta toisille vaatii määrätynsuuruisen energiapaketin, fotonin energian. Eri kuorien väliset energiat ovat ikäänkuin standartisoituneet eri suuruisisiksi energiapaketeiksi.
Jonkin naapuriatomin elektronin hyppäys radalta toiselle synnyttää energiapulssisarjan, fotonin. Joka taas iskee ehkä naapuriatomin elektronin toiselle radalle j.n.e.

En osaa englannin kieltä, mutta en tarvitse enlantilaisen uskonvahvistustakaan. Hän on varmaan viisas mies alallaan mutta miksi aina viimeksi he pitävät ovea auki tuntemattomaan. Hän monimaailmatulkintaan ja moneen muuhun mielikuvitusmaailmaan. Eikö he vain voi sanoa että en ymmärrä tästä eteenpäin. Esitin kysymyksen erienergiaisten fotonien aaltojen lukumäärästä, jos joku matemaatikko tai fyysikko pystyy sellaisen antamaan niin se auttaa ainakin minua ymmärtämään asiaa vähän pitemmälle.

David
Seuraa 
Viestejä8875
Liittynyt25.8.2005
kfa
Jos et ole nykyiseen selitykseen valon ja aineen vuorovaikutuksesta (QED, kvanttielektrodynamiikka) tyytyväinen niin sinulla on täysi vapaus muuttaa johonkin toiseen universumiin, jonka luonnonlait ovat esitettävissä kauniin yksinkertaisessa muodossa.

Muuttakoot itse, kun kerran on valmis niihin multiuniversumeihin uskomaan.

Itse uskon enemmän siihen että kentän virittyminen tapahtuu kaikkia esteettömiä reittejä, mutta varsinainen vuorovaikutus aineen kanssa tapahtuu vain todennäköisimpien mahdollisuuksien puitteissa.

Todellinen multiuniversumi taas edellyttäisi, että se varsinainen vuorovaikutuskin tapahtuisi kaikissa mahdollisissa paikoissa ja siihen minä taas en usko lainkaan.

Eri asia sitten on, että kentän virittyminen eri reittien kautta aiheuttaa tietyissä tapauksissa interferenssin. Näissä tapauksissa kentän virittymiselle ei ole olemassa yhtä ainoaa todennäköisintä väylää. Esim. kaksoisrakokokeessa rakojen välimatka on niin pieni, että virittyminen muodostuu samanarvoisena molempien rakojen kautta. Näin myös vuorovaikutustapahtuma aineellisen systeemin kanssa toteutuu samanarvoisena.

Vierailija
penttih
Voisiko fotonin, s.m aaltojen lukumäärän laskea elektronin hypätessä atomissa kuorelta toiselle? Onko kenelläkään tietoa? Kotisivullani: http://www.penttiha.nettisivu.org/ajatuksia atomista , yritän hahmotella jonkinlaista ymmärrettävää mallia tapahtumasta.



Jos tiedät tapahtuman keston ja lähtevän valon taajuuden niin aaltojen lukumäärä on kesto [s] x taajuus [hz].

Vierailija

Jos Youngin kaksoisrakokokeessa ammutaan valoa yksi kvantti kerrallaan rakojen kautta, elektronit muodostavat yksitellenkin tutun interferenssikuvion. Ongelma on se, miten yksitellen ammutut kvantit tietävät ryhmittyä kuvion mukaan, eikä kuvaavaamasi kaltainen toimintamekanismi selitä tätä sen enempää eikä vähempää.

Annan sinulle vinkin; keksi matemaattinen teoria siitä, mihin kohtaan ilmaisinkalvoa ammuttu valokvantti osuu, niin olet jo vahvoilla vesillä.

ps. täytynee kuitenkin mainita, että myös itselläni on käynyt tämänsuuntaisia ajatuksia mielessä, kylläkin siten, että kyseessä voisi olla neliulotteinen spiraali, ja interferenssi aiheutuisi hiukkasen supersymmetriarikosta plancin pituuden alapuolella. Matematiikka tähän on vaikeaa muodostaa, ja hommaa pitää lisäksi testata koejärjestelyllä, jossa on pallonmuotoinen hiukkasilmaisin, useita rakoja ja kvanttiemitteri... opiskelijalla ei varaa järjestää semmoista.

David
Seuraa 
Viestejä8875
Liittynyt25.8.2005
leoric
Jos Youngin kaksoisrakokokeessa ammutaan valoa yksi kvantti kerrallaan rakojen kautta, elektronit muodostavat yksitellenkin tutun interferenssikuvion.

Totta, mutta silloinkin kyse on siitä miten se kenttä virittyy ja ohjaa hiukkasten kulkua. Todennäköisyys liittyy havaitun kuvion syntymiseen oleellisena osana tätä prosessia.

leoric
Ongelma on se, miten yksitellen ammutut kvantit tietävät ryhmittyä kuvion mukaan, eikä kuvaavaamasi kaltainen toimintamekanismi selitä tätä sen enempää eikä vähempää.
Selitys onkin se etteivät ne tiedä, kun kyse on vain todennäköisyysjakaumasta, se kenttä ei virittäydy absoluuttisen samalla tavoin joka kerta. Toisaalta hajonta ja toisaalta mahdollisuus virittyä eri reittien kautta aiheuttaa inteferenssikuvion muodostumisen.

leoric
Annan sinulle vinkin; keksi matemaattinen teoria siitä, mihin kohtaan ilmaisinkalvoa ammuttu valokvantti osuu, niin olet jo vahvoilla vesillä.

On melko todennäköistä, että se on mahdotonta, koska eri variaatioiden selvittäminen vaatisi mittauksia, jotka taas sotkisivat kenttävuorovaikutusten lähtö- ja/tai lopputilan.

Eli teoria jää väkisinkin enemmän tai vähemmän metafyysiselle tasolle. Käytettävissä on vain aihetodisteita. Ainoa tapa osoittaa olevansa oikealla tiellä olisi, jos pystyisi tuon kuvauksen perusteella ennustamaan jotain sellaista havaittavissa olevaa, jota ei ole vielä kokeiltu tai koettu.

Aihetta sivuten
http://www.ursa.fi/yhd/komeetta/esitelm ... lisuus.pdf

kfa
Seuraa 
Viestejä2516
Liittynyt13.3.2008
Lyde
penttih
Voisiko fotonin, s.m aaltojen lukumäärän laskea elektronin hypätessä atomissa kuorelta toiselle? Onko kenelläkään tietoa? Kotisivullani: http://www.penttiha.nettisivu.org/ajatuksia atomista , yritän hahmotella jonkinlaista ymmärrettävää mallia tapahtumasta.



Jos tiedät tapahtuman keston ja lähtevän valon taajuuden niin aaltojen lukumäärä on kesto [s] x taajuus [hz].



Tässä tämänhetkinen (2008) fotonin "lyhyyden" ennätys:

http://www.physorg.com/news127049722.html

Yksittäisen fotonin sisältävä valopulssi on saatu puristettua pituudeltaan 65 femtosekunnin mittaiseksi. Tuossa ajassa valo kulkee noin 20 mikrometriä. Edellinen ennätys oli 50 kertaa pidempi.

Jos kyseessä olivat näkyvän valon fotonit niin esimerkiksi 532 nm aallonpituuksia tuohon 20 um pituiseen pulssiin mahtuisi luokkaa 40 kpl.

Monen fotonin pulsseilla on päästy pulssin pituudessa sadan attosekunnin suuruusluokkaan (röntgen, 100 eV). Mittaustekniikkaa löytyi jo vuonna 2006 siten, että näkyvän valon laserpulssin yksittäiset valoaallot olivat erotettavissa (resoluutio luokkaa 50 attosekuntia).

http://www.sciencedaily.com/releases/20 ... 081938.htm

Alkuperäiseen kysymykseen nämä eivät kuitenkaan vastaa. Tarkoittaakohan kysyjä tässä Heisenbergin epätarkkuusperiaatteen mukaista emittoituvan fotonin energian epätarkkuutta (energian ja elinajan epämääräisyys) ja siitä aiheutuvaa valoaallon spektrin leventymistä ja siitä aiheutuvaa valoaallon verhokäyrän muuttumista rajoitetun pituiseksi aaltopaketiksi?

Nykyisellään kuka tahansa kvanttimekaanista mallia valon käyttäytymiselle väsäävä joutuu perehtymään QED:hen, sillä se vastaa luonnon käyttäytymistä mittausten perusteella erittäin hyvin. Sen ohittaminen "epäesteettisenä" tai "vaikeasti käsitettävänä" ei ole perusteltua, ellei itsellä satu olemaan tarjota vieläkin paremmin mittaustuloksiin sopivaa mallia. Viimeksimainitussa tapauksessa kyseisellä henkilöllä Nobelin fysiikan palkinnon saaminen lähitulevaisuudessa on varma asia.

Mikäli omat matemaattiset taidot eivät riitä QED:n ymmärtämiseen niin on varsin todennäköistä, että sen tilalle tarjottavan teoriankaan luominen ei tule onnistumaan. Laadittaessa jotakin helpommin ymmärrettävää yksinkertaistettua mallia on aina muistettava, että sellaisen mallin varaan ei voi rakentaa uutta fysiikkaa vanhan tilalle.

penttih

En osaa englannin kieltä, [...]

Fysiikasta kiinnostuneen kannattaa ehdottomasti opetella vähintään englantia, jos kielitaitoa ei vielä ole. Tieteellisistä julkaisuista, oppikirjoista ja myös populaaritieteellisistä kirjoista ehdottomasti valtaosa on englanninkielisiä, joten kielitaidottomuus on kuin yrittäisi tihrustaa maailmaa pienen avaimenreiän läpi. Passiivisen eli kirjojen lukemiseen riittävän englannin kielen taidon hankkiminen on varsin helppoa. Jos intoa riittää opiskella fysiikkaa ja pohdiskella maailmankaikkeuden toimintamekanismeja niin kyllä intoa pitäisi löytyä myös opettelemaan sitä kieltä, jolla aiheesta kirjoitetaan.

Kim Fallström kfa+news@iki.fi

Sivut

Uusimmat

Suosituimmat