Selkeyden vuoksi kysymykseni syntyy tutkimalla sähkömagneettista induktiota, polarisaatiota ja valosähköistä vaikutusta. Sieltä olen saanut tiedon siitä, että fotonin luomiseen liittyy:
- sähkömagneettinen induktio – Tosiasia, että ajan mukaan vaihteleva avaruusmagneettikenttä, joka luo suljetun silmukan sähkökentän [Hämmentävää miksi maailmankaikkeus tekee niin]
- Polarisaatio – Kirjoissa ne osoittavat, että valo heilahtaa sähkökentän vektoreita ja magneettikentän vektoreita
- Valosähköinen vaikutus – Valon luomisella on jotain tekemistä sen kanssa, että elektroni palaa alemman energian tilaan, ei sanoa, että se on ainoa tapa .
Joten miten valoa syntyy? Etsin syvällistä selitystä.
Konteksti
Kysymys syntyi, kun puhuin ystäväni kanssa hypoteesistani, jossa sanoin, että jos Vapautin fotonin, esimerkiksi soihdusta. Voisin tietyn virhemarginaalin alla sanoa, missä fotoni oli instant luotu, mutta sen mukaan, mitä olen kuullut useita kertoja, aika pysähtyy valon nopeudella. Joten mikään ”c”: n fotoni ei olisi periaatteessa koskaan kokenut milloin tahansa. Joten fotonin näkökulmasta sen syntymää ei voida määritellä. Näyttää siltä, että saavutamme paradoksin, jos havaitsen ajan, jolloin fotoni luotiin, mutta fotonilla on ei ole käsitystä ajasta , sillä ei ole alkua tai loppua. Sitten yritin laajentaa hypoteesin käsitettä sanomalla, että ehkä vastaavassa mielessä, maailmankaikkeudessa ei ole alun tai lopun käsitettä. Kun koemme sen näkökulman, emme voi määrittää sen syntymäaikaa matematiikallamme, jota on viljelty koko maailmankaikkeudessa, ja tiedämme myös, että matematiikka hajoaa, kun yritämme ratkaista yhtälöitä Ison t = 0-ajalle Pamaus. HUOMAUTUS: Tämän puheen tarkoitus oli vain pitää hauskaa, pidän vain fysiikasta ja haluan puhua maailmankaikkeudesta, mutta ymmärrän että olen ehkä vain ärsyttänyt jotakuta jättämällä huomiotta tusinan lait ja lauseet, joista minun on vielä selvitettävä. ANTOLAISTA!
Odotan hieman mykistettyä selitystä, älä nyt ”Älkää liikaa siitä. Minä” olen lukiolainen, mutta rakastan vähän teknistä mutaa, mutta pyydän vain pitämään mielessä, että olen lukiossa. Esimerkki:
Sano, että meillä on yhtälö: x 3 + x 2 -x + 44 = 0 Sen sijaan, että sanoisit yhtälön aste on 3 ehkä sanoa yhtälön suurin voima on 3 .
Vastaa
Olet sekoittamassa kysymysten tekstiä, joten käsittelen vain otsikkoa, mikä saattaa houkutella Google-hakua.
Kuinka valoa tuotetaan?
Luonnon taustakehys, josta kaikki klassiset teoriat syntyvät, on kvanttimekaaninen, perustuu erityiseen suhteellisuusteoriaan ja suurille etäisyyksille yleiseen suhteellisuusteoriaan, vaikka painovoima ei ole vielä ollut on lopullisesti kvantitoitu (olemassa on vain tehokkaita teorioita).
Valo on klassinen fysiikan käsite, jota Maxwellin yhtälöt kuvaavat matemaattisesti kauniisti, ja se syntyy sähköisten tai magneettikenttien muutoksista.
Fotonit ovat alkuhiukkasia hiukkastandardimalli , ja klassinen valo syntyy lukemattomien fotonien yhtymäkohdasta. Tämä sähkömagneettinen säteily (valo) syntyy fotonien päällekkäisyydestä voidaan näyttää matemaattisesti kvanttielektrodynamiikasta kiinnostuneille.
Valon tuottamisen ymmärtämiseksi on ymmärrettävä taustalla olevat kvanttimekaaniset prosessit, joita on paljon.
Yksi on siirtymässä atomien tai molekyylien sitoutuneiden tilojen viritetyistä energiatasoista alempaan energiatasoon, kun on fotonipäästöjä. Aloitettava viritysenergia voi olla yksittäisiä muita fotoneja tai esimerkiksi langan lämpötila, jossa mustan dy-säteilyllä voi olla näkyviä taajuuksia.Tämä on hehkulamppuista tulevaa valoa, jossa langan lämpötila nousee käytetyllä jännitteellä hehkutuspisteeseen.
Jatkuvan spektrin fotoneista tuottaa auringon plasma, jossa suuri osa t mustan kehon säteilystä johtuu elektronien ja ionien liike tuottaa fotoneja näkyvällä alueella. Näitä ovat komptonttisironta , ts. Fotonin sironta varautuneelle hiukkaselle ja pääsy spektrin näkyvään osaan.
Tulessa on yhdistelmä energiatason muutosfotonit plasman indusoivia fotoneja jne.
Tapa, jolla nämä fotonit rakensivat yksi kerrallaan valon, jonka näemme silmillämme, ei ole summaus, koska tiilien summa muodostavat seinän. Se on fotonien kvanttimekaanisten aaltofunktioiden päällekkäisyys
joka rakentaa klassisen sähkömagneettisen kentän sähköisellä ja magneettisella kentän ominaisuudet. Päällekkäisten fotoniaaltofunktioiden monimutkainen konjugaattineliö antaa todennäköisyyden, että fotoni on vuorovaikutuksessa kohdassa (x, y, z, t), myös silmän verkkokalvossa, antaen vaikutelman ”valosta”.
korjata väärinkäsitys, sanot:
Tässä näyttää olevan paradoksi, jos havaitsen ajan, jolloin fotoni luotiin, mutta fotonilla ei ole käsite ajasta, sillä ei ole alkua tai loppua.
Fotonilla ei ole aivoja, jotka voisivat sisältää käsitteitä. Koordinaattimuunnokset on aina matemaattisesti mahdollista määritellä, mutta on säilytettävä johdonmukaisuus, ei sekoitettava koordinaattijärjestelmiä, koska esität havainnot koordinaattijärjestelmässäsi (levossa) tarkkailemalla fotonia, jolla on alku ja loppu, kehys, joka kulkee fotoninopeuden c kanssa, jossa Lorenzin muunnosten muodosta johtuen etäisyydellä tai aikavälillä ei ole merkitystä johtuen äärettömyydestä, jotka muunnetaan tällaiseen koordinaattijärjestelmään. Kopioin tämän vastauksen:
Kun matkustamme valon nopeudella tai nopeudella erittäin hyvin hyvin lähellä valoa ei ole mitään hyötyä puhua etäisyydestä ja ajasta enää, ja siten ei ole myöskään mitään hyödyllistä kiinnittää siihen lepokehystä, koska pohjimmiltaan niitä (etäisyyttä ja aikaa) ei enää ole. Ne ovat nolla eikä niistä ole hyötyä.
Kommentit
- Pelkän selvityksen vuoksi näyttämäsi kvanttimekaaninen monimutkainen aaltofunktio sisältää 2 muuta toimintoa E < sub > T < / sub > ja B < sub > T < / sub > jotka ovat r-vektorin ja t: n suhteen. Se edustaa ajan vaihtelevia sähkö- ja magneettikenttiä?
- Plus, että lopulta mainitsemasi erityiset suhteellisuusteollisuuden asiat selvittivät, miksi olen väärässä, mutta Jeez! Minulla on paljon tutkittavaa tulevina vuosina.
- Kyllä, kompleksisella funktiolla on keskimääräinen E ja keskimääräinen B neljän vektron (r, t) funktiona, ja siksi E ja B ilmestyy, kun monet fotonit asetetaan päällekkäin ja kokonaisaallofunktion kompleksikonjugaatin neliö otetaan.
Vastaa
Yritän vastata pääkysymykseen.
Mikä on valo
Klassisesti valoa pidetään sähkömagneettisena aaltona, mikä tarkoittaa, että sillä on sähköinen ja magneettinen aalto komponentti. Jokainen komponentti on kohtisuorassa toiseen ja etenemissuuntaan (valoon), kuten näet täältä !
Kvanttimekaaninen luonne valoa
On tärkeää ymmärtää, että kvanttimekaniikan keskeinen piirre on kvantisointi. Energia on kvantisoitu, sillä on erillinen luonne, se ei ole jatkuvaa. Sähkömagneettisen kentän kvantit on fotoni. Kvanttijärjestelmässä (esim. Atomi) kvantitoidaan myös energiatasot. Atomilla ei voi olla energiaa, sillä voi olla vain tietty määrä energiaa. Katso tätä ! Otetaan nyt kaksi atomin energiatasoa, $ | 1 > $ ja $ | 2 > $. Tämä ensimmäinen energiataso on liittänyt pienemmän energiatilan, kutsumme sitä $ E_ {1} $, ja toisella on korkeampi energiatila, $ E_ {2} $. Sanotaan ”s, että atomi on ensin $ | 1 > $ -tilassa, nyt atomin herättäminen tarkoittaa siirtymisen pakottamista $ | 1 > $ – $ | 2 > $. Tätä varten olemme antaneet atomille energiamäärän, joka on yhtä suuri kuin kahden tilan ero ($ E_ {2} -E_ {1} $). Koska nyt atomilla on korkeampi energiatila, se palaa lopulta alempaan, koska jokainen fyysinen järjestelmä pyrkii kohti pienintä mahdollista energiatilaa. Tässä virityksen purkamisessa atomi vapauttaa ylimääräisen energian valon fotoni (jos siirtymä on säteilevä). Fotonin energia saadaan kahden energiatason erosta, kuten näet täältä . $$ h \ nu = E_ {2} -E_ {1} $$ Innostunut ydin lähettää myös valoa gammasäteilynä. Eri tapa tuottaa valoa on tuhota aine antiaineella.Esimerkiksi, jos elektroni kohtaa positronin, ne muodostavat epävakaan järjestelmän, nimeltään positronium, ja sitten ne lopulta tuhoavat emittoimalla kaksi gammafotonia. Myös jos varatut hiukkaset kiihtyvät, ne lähettävät sähkömagneettista säteilyä. Erityisesti kun varattua hiukkaa hidastetaan, säteilyä kutsutaan Bremsstrahlung-säteilyksi . Lisätietoja tästä täällä ja täällä .
Muokkaa
Sähkö- ja magneettikentät ovat oikeastaan kaksi asiaa. Inertiaalisesta vertailukehyksestä nähty magneettikenttä voidaan nähdä yhdistelmänä toisen inertiaalisen vertailukehyksen sähkö- ja magneettikentistä. Voit tehdä tämän muunnoksen inertiakehyksestä toiseen käyttämällä Lorentz-muunnosta .
Valon polarisaatio on ominaisuus, joka kertoo kuinka kentän komponentit värähtelevät. Tämä kuva voi auttaa sinua visualisoimaan sen.
Valosähköinen vaikutus tapahtuu, kun materiaaliin sattuu riittävän energisiä fotoneja. Vaikutus koostuu materiaalin elektronipäästöistä. Mitä tapahtuu, kun fotoelektroni säteilee, on se, että se absorboi kaiken fotonin energian ja pakenee atomista. Fotoelektronin kineettinen energia saadaan fotonin energian ja työn välisestä erosta, joka oli tehtävä fotoelektronin poistamiseksi atomista: $$ K = h \ nu- \ phi $$
Kommentit
- @annaV on jo käsitellyt kysymyksen ydintä (monimutkainen kvanttiaaltofunktio), mutta olet antanut vain käsityksen käsitteissä, jotka mainitaan kysymys, josta voi silti olla hyötyä muille.
- Ehdotan, että lisäät kuvat itse viestiisi ja annat yhteenvedon pääkohdasta, jonka yrität välittää lainauksessa, kun annat linkin ulkoiset verkkosivustot. Linkit vanhenevat ja ovat vanhentuneita, joten nopea yhteenveto samalla kun annat sellaisen, antaa sekä lukijalle käsityksen siitä, mikä on sinun mielipiteesi, että myös turvaa pisteen, jos linkki vanhenee.