Aby było jasne, moje pytanie wynika z badania indukcji elektromagnetycznej i polaryzacji oraz efektu fotoelektrycznego. Stąd dowiedziałem się, że tworzenie fotonu obejmuje:
- Indukcja elektromagnetyczna – Fakt, że zmieniające się w czasie przestrzenne pole magnetyczne, które tworzy pole elektryczne w zamkniętej pętli [Super Mylące, dlaczego wszechświat to robi]
- Polaryzacja – W książkach pokazują, że światło oscyluje wektory pola elektrycznego i wektory pola magnetycznego
- Efekt fotoelektryczny – Tworzenie światła ma coś wspólnego z powrotem elektronu do stanu o niższej energii, nie mówiąc, że to jedyny sposób .
Jak więc powstaje światło? Szukam dogłębnego wyjaśnienia.
Jakiś kontekst
Pytanie pojawiło się, kiedy rozmawiałem z przyjacielem o mojej hipotezie, w której mówiłem, że jeśli Uwolniłem foton, powiedzmy z latarki. Mógłbym, przy pewnym znanym marginesie błędu, powiedzieć, w jakim natychmiast foton został stworzone, ale zgodnie z tym, co słyszałem wielokrotnie, czas zatrzymuje się z prędkością światła. Tak więc żaden foton w „c” w zasadzie nigdy by nie doświadczył. Tak więc z perspektywy fotonu nie można określić jego narodzin. Wydaje się, że dochodzimy do paradoksu, jeśli zaobserwuję czas, w którym foton został utworzony, ale foton ma brak pojęcia czasu , nie ma pojęcia początku ani końca. Następnie próbowałem rozszerzyć koncepcję hipotezy, aby powiedzieć, że może w podobnym sensie wszechświat nie posiada pojęcia początku ani końca. Ponieważ doświadczamy tej perspektywy, nie możemy określić czasu jego narodzin przy użyciu naszej matematyki, którą uprawiano w tym wszechświecie. Wiemy również, że matematyka się psuje, gdy próbujemy rozwiązać równania dla czasu t = 0 Wielkiego Huk. UWAGA: Ta prelekcja miała na celu jedynie zabawę. Po prostu lubię fizykę i lubię rozmawiać o wszechświecie, jednak rozumiem że mogłem kogoś po prostu zirytować, ignorując tuzin praw i twierdzeń, o których jeszcze się nie dowiedziałem. APOLOGIZUJE!
Spodziewam się nieco głupiego wyjaśnienia, teraz nie „Nie daj się zbytnio ponieść temu. Jestem licealistą, ale uwielbiam trochę technicznych bzdur, ale proszę tylko o to, aby pamiętać, że jestem w liceum. Przykład:
Powiedzmy, że mamy równanie: x 3 + x 2 -x + 44 = 0 Zamiast mówić o stopniu równania to 3 może powiedzmy, że najwyższa potęga w równaniu to 3 .
Odpowiedź
Wątpisz w tekście pytań, więc podam tylko tytuł, który może przyciągnąć wyszukiwarkę Google.
Jak powstaje światło?
Podstawą natury, z której wyłaniają się wszystkie klasyczne teorie, jest mechanika kwantowa, oparta na szczególnej teorii względności i ogólnej teorii względności, chociaż grawitacja jeszcze nie zostały ostatecznie skwantowane (istnieją tylko efektywne teorie).
Światło jest klasyczną koncepcją fizyki, pięknie ją matematycznie opisują równania Maxwella i powstaje w wyniku zmian w polach elektrycznych lub magnetycznych.
Fotony są cząstkami elementarnymi w standardowy model cząstek , a klasyczne światło wyłania się ze zbiegu niezliczonych fotonów. To promieniowanie elektromagnetyczne (światło) wyłania się z superpozycji fotonów można przedstawić matematycznie dla zainteresowanych elektrodynamiką kwantową.
Aby zrozumieć, w jaki sposób wytwarzane jest światło, należy zrozumieć podstawowe procesy mechaniki kwantowej, których jest wiele.
Jednym z nich jest przejście od wzbudzonych poziomów energii stanów związanych atomowych lub molekularnych do niższego poziomu energii, kiedy następuje emisja fotonu. Energia wzbudzenia na początek może być pojedynczymi innymi fotonami lub energią dostarczaną przez temperatura drutu, na przykład, gdzie koniec czarnego bo promieniowanie dy może mieć widzialne częstotliwości. Jest to światło pochodzące z lamp żarowych, w których temperatura drutu jest podwyższana przez przyłożone napięcie do punktu żarzenia.
Ciągłe widmo fotonów jest dostarczane przez plazmę słoneczną, gdzie duża część t on promieniowania ciała doskonale czarnego , ze względu na ruch elektronów i jonów generuje fotony w zakresie widzialnym. Należą do nich compton scattering , tj. Rozpraszanie fotonu na naładowanej cząstce i wejście w widzialną część widma.
Ogień składa się z kombinacji fotonów zmieniających poziom energii z fotonami indukującymi plazmę itp.
Sposób, w jaki te fotony budują jeden po drugim, światło, które widzimy naszymi oczami, nie jest podsumowanie, jako suma cegieł tworzących ścianę. Jest to superpozycja kwantowo-mechanicznych funkcji falowych fotonów
, który buduje klasyczne pole elektromagnetyczne z jego elektrycznym i magnetycznym właściwości pola. Złożony kwadrat sprzężony z nałożonymi funkcjami fal fotonów daje prawdopodobieństwo interakcji fotonu w punkcie (x, y, z, t), w tym w siatkówce oka, dając wrażenie „światła”.
Aby Jeśli chodzi o nieporozumienie, mówisz:
Wydaje się, że dochodzimy do paradoksu, jeśli zaobserwuję czas, w którym foton został utworzony, ale foton nie ma pojęcie czasu, nie ma pojęcia początku ani końca
Foton nie ma mózgu, który mógłby zawierać pojęcia. Zawsze jest matematycznie możliwe zdefiniowanie transformacji współrzędnych, ale należy zachować spójność, nie mieszać układów współrzędnych, tak jak robisz wprowadzanie obserwacji do układu współrzędnych (w spoczynku) obserwując foton, który ma początek i koniec, z szkielet przebiegający z prędkością fotonu c, w którym ze względu na formę transformacji Lorenza nie ma znaczenia w odległości lub w przedziałach czasowych z powodu nieskończoności wprowadzonych przez transformację do takiego układu współrzędnych. Skopiuję tę odpowiedź:
Kiedy „podróżujemy z prędkością światła lub z bardzo dużą prędkością blisko światła nie ma już NIC PRZYDATNEGO, aby mówić o odległości i czasie, a zatem nie ma też nic pożytecznego, aby przymocować do niego jakąkolwiek ramę spoczynkową, ponieważ w zasadzie one (odległość i czas) już nie istnieją. Są zerowe i nieprzydatne.
Komentarze
- Aby wyjaśnić, pokazana kwantowo-mechaniczna funkcja złożonej fali zawiera 2 inne funkcje E < sub > T < / sub > i B < sub > T < / sub >, które dotyczą wektora r it. Reprezentuje zmienne w czasie pola elektryczne i magnetyczne, prawda?
- Poza tym te szczególne kwestie względności, o których wspomniałeś na końcu, wyjaśniły, dlaczego się mylę, ale Jezu! Muszę się wiele nauczyć w nadchodzących latach.
- Tak, funkcja złożona ma średnią E i średnią B jako funkcję czterech wektorów (r, t) i dlatego E i B pojawia się, gdy nakłada się wiele fotonów i przyjmuje się sprzężony sprzężony kwadrat całkowitej funkcji falowej.
Odpowiedź
Postaram się odpowiedzieć na główne pytanie.
Co to jest światło
Klasycznie światło uważane jest za falę elektromagnetyczną, co oznacza, że ma ono elektryczne i magnetyczne składnik. Każdy komponent jest prostopadły do drugiego i do kierunku propagacji (światła), jak widać tutaj !
Kwantowa natura światła
Ważne jest, aby zrozumieć, że kluczową cechą mechaniki kwantowej jest kwantyzacja. Energia jest kwantowana, ma charakter dyskretny, nie jest ciągła. Kwantem pola elektromagnetycznego jest foton. W systemie kwantowym (np. Atomie) poziomy energii są również kwantowane. Atom nie może mieć żadnej energii, może mieć tylko określoną ilość energii. Spójrz na to ! Teraz weźmy dwa poziomy energii atomu, $ | 1 > $ i $ | 2 > $. Ten pierwszy poziom energii ma skojarzony stan o niższej energii, nazwijmy go $ E_ {1} $, a drugi ma wyższy stan energetyczny, $ E_ {2} $. Powiedzmy, że atom jest pierwszy w stanie $ | 1 > $, teraz wzbudzenie atomu oznacza wymuszenie przejścia z $ | 1 > $ do $ | 2 > $. W tym celu podajemy atomowi ilość energii równą różnicy między dwoma stanami ($ E_ {2} -E_ {1} $). Ponieważ teraz atom ma wyższy stan energetyczny, w końcu wróci do niższego, ponieważ każdy układ fizyczny zmierza w kierunku najniższego możliwego stanu energetycznego. W tym odwzbudzeniu atom uwolni dodatkową energię jako foton światła (jeśli przejście jest promieniste). Energia fotonu jest podana jako różnica między dwoma poziomami energii, jak widać tutaj . $$ h \ nu = E_ {2} -E_ {1} $$ Wzbudzone jądro również będzie emitować światło jako promieniowanie gamma. Innym sposobem wytwarzania światła jest anihilacja materii za pomocą antymaterii.Na przykład, jeśli elektron napotka pozyton, utworzy niestabilny układ zwany pozytonem, a następnie ostatecznie unicestwi emitując dwa fotony gamma. Również przyspieszane cząstki naładowane emitują promieniowanie elektromagnetyczne. W szczególności, gdy naładowana cząstka jest spowalniana, emitowane promieniowanie nazywa się promieniowaniem Bremsstrahlunga . Więcej na ten temat tutaj i tutaj .
Edytuj
Pola elektryczne i magnetyczne to tak naprawdę dwa aspekty tego samego. Pole magnetyczne widziane z bezwładnościowego układu odniesienia można postrzegać jako połączenie pól elektrycznych i magnetycznych z innego bezwładnościowego układu odniesienia. Możesz dokonać tej transformacji z klatki inercyjnej w inną za pomocą transformacji Lorentza .
Polaryzacja światła to właściwość, która mówi, jak elementy pola oscylują. Ten obraz może pomóc ci go zwizualizować.
Efekt fotoelektryczny pojawia się, gdy wystarczająco energetyczne fotony padają na materiał. Efekt polega na emisji elektronów z materiału. Gdy emitowany jest fotoelektron, to pochłania on całą energię fotonu i ucieka z atomu. Energia kinetyczna fotoelektronu jest określona przez różnicę między energią fotonu a pracą, która musiała zostać wykonana, aby usunąć fotoelektron z atomu: $$ K = h \ nu- \ phi $$
Komentarze
- @annaV zajął się już sednem pytania (funkcją złożonej fali kwantowej), ale dostarczyłeś jedynie wglądu w koncepcje wspomniane w pytanie, które nadal może być pomocne dla innych.
- Sugeruję, aby faktycznie wstawić obrazy do swojego posta i podać podsumowanie głównego punktu, który próbujesz przekazać w cytacie blokowym, podając link do serwisy zewnętrzne. Linki mają tendencję do wygasania i stają się przestarzałe, więc krótkie podsumowanie, podając jedno, da czytelnikowi wgląd w to, o co chodzi, a także zabezpieczy punkt w przypadku wygaśnięcia łącza.