» Программы для разработки, тестирования, оптических систем

Цитата:

Возмущением чего являются электромагнитные волны?

Электромагнитного поля.
Просто как 5 копеек.


Цитата:

"Монохроматические волны представляют собой бесконечный по продолжительности и локализации пространственно-временной процесс, что очевидно невозможно с точки зрения предположений о конечности энергии источников электромагнитных волн, а ввиду конечного времени излучения, его спектр также имеет ненулевую ширину."
 
"Монохроматические волны в физике являются весьма полезной математической абстракцией, позволяющей досконально изучить основные свойства электромагнитных волн. На практике монохроматические волны представляются в виде цугов конечной длительности по времени, представляющих собой гармонические во времени функции, ограниченные во времени и пространстве о чём говорилось выше."

Это понятно. Вы правы. Просто при какой-то малой разнице частот волны взаимодействую, интерферируют.
Т.е. волна длиной 555 нм и 555,000001 нм одно и то же, с точки зрения физики.
Мы не сможем никаким прибором эту разницу измерить. С точки зрения нашей абстракции это одно и то же.
Причем монохроматична она будет в течении времени когерентности. В смысле для проявления эффектов интерференции и прочего. А распространятся она может и дальше со своей шириной спектра, пускай и сколь угодно малой.
Просто он не будет интерферировать.

Сами подтверждаете что они существуют, и существует абстракция, модель.
Ибо бесконечность - это математическая абстракция. А математика - инструмент физики.
Вот, пользуясь этим инструментом и имеем монохроматические волны.
С бесконечно малой шириной спектра, хотя это и не так!
Самое главное эта абстракция работает!!!

paparazzo

Цитата:

Электромагнитного поля.
Просто как 5 копеек.

Как всё просто оказалось!!!!
А теперь остаётся разобраться в мааааленькой тонкости, почти ерунде.
Вот Вы написали, что элмаг волна является возмущением элмаг поля. А теперь узнаем, что имеет ввиду физика под понятием элмаг поля:

"Электромагнитное поле - особая ФОРМА МАТЕРИИ, посредством которой осуществляется взаимодействие между электрически заряженными частицами "

МАТЕРИЯ!!! ФОРМА МАТЕРИИ!!!
Так может это и есть ЭФИР!!! Короче говоря, то, что называют поле, так это и есть ЭФИР! Он существует в вакууме и везде, так как он не является газом и его нельзя просто "высосать" насосом.

Спасибо, paparazzo!!! В дискуссии с Вами у меня исчезли все сомнения и теперь я точно знаю, что ЭФИР существует!

paparazzo

Цитата:

А энергия в системе электромагнитных волн сохраняется. Это следует из уравнений Максвелла.
Почитайте Ландау и Лифшиц, "Теория Поля" параграф 31

Параграф плотность и поток энергии?
Вы про это?


Ну, а кто спорит, что в замкнутой системе энергия никуда не исчезает?
Допустим, что если от первой поверхности просветляющего покрытия отразилось 2% энергии, то дальше в прошедшей волне будет 98%. Когда волна следует далее, то также отражает 2% и дальше опять следует 98% исходной волны. Короче говоря, закон сохранения энергии сохраняется, но только каким образом из уравнений Максвелла следует, что в просветляющем покрытии две отразившиеся волны при интерференции отдают свою энергию прошедшей волне? Волна разделилась на три волны!

Сколько лет мне нужно потратить, чтобы я изучил теорию и нашёл ясный ответ на этот вопрос?
Да и вообще, ответ на этот вопрос существует?

Цитата:

Сколько лет мне нужно потратить, чтобы я изучил теорию и нашёл ясный ответ на этот вопрос?
Да и вообще, ответ на этот вопрос существует?

Сие науке неизвестно.
Лучше посчитать ОС, получить деньги пойти в паб, пригласить коллег и обсудить это за кружкой пива.
Я кстати обсуждал часто с аспирантами, коллегами своими.

И вопросы актуальные.
Цитата:

Так может это и есть ЭФИР!!!

Можете обозвать хоть кефир, хоть эфир, сущность не поменяется.

Ладно, флудить - так флудить.
Из давным-давнишних воспоминаний-впечатлений, навеянных книгой Ацюковского "Общая эфиродинамика": про эфир и
Цитата:

следует из уравнений Максвелла

Из этих уравнений также следует, что амплитуды э. и м. полей меняются синфазно со сдвигом фазы 0, т.е. моменты времени минимумов (нулей) и максимумов э. и м. полей совпадают. Вопрос: где энергия в моменты времени, когда амплитуды полей одновременно равны нулю? Похоже, что что-то не так с классическими ур-ями Максвелла. Однако если их подправить на основании факта существования эфира - все станоится на свои места: при распространении э-м волны энергия э. поля перетекает в энегргию м. поля, и наоборот.

Цитата:

Из этих уравнений также следует, что амплитуды э. и м. полей меняются синфазно со сдвигом фазы 0, т.е. моменты времени минимумов (нулей) и максимумов э. и м. полей совпадают. Вопрос: где энергия в моменты времени, когда амплитуды полей одновременно равны нулю? Похоже, что что-то не так с классическими ур-ями Максвелла. Однако если их подправить на основании факта существования эфира - все станоится на свои места: при распространении э-м волны энергия э. поля перетекает в энегргию м. поля, и наоборот.

Т.е свет распространяется в эфире?
А как же теория относительности? Помнится Эйнштейн критиковал теорию светового эфира, и доказывал невозможность его существования, но ввел принцип постоянства скорости света.

И корпускулярно-волновой дуализм. Энергия фотона известна E=hv
И она присуща фотону, как частице, движущейся со скоростью света.

Уравнения Максвелла в данном случае не работают. Энергия частицы никуда не исчезает.

Добавлено:
Еще рассеяние Комптона, уравнения Максвелла и его не описывают.
Т.е. они неверны!???

Добавлено:
Верны!
Но они нужны для описания волновых свойств света

В остальном же они непригодны.... Свет как известно, и частица и волна.

И корректно ли описывать свет и закон сохранения энергии при просветлении оптики при помощи лишь уравнений Максвелла?

Цитата:

А как же теория относительности? Помнится Эйнштейн критиковал теорию светового эфира, и доказывал невозможность его существования, но ввел принцип постоянства скорости света.

Я - не Станиславский, но хочу сказать: Не верю!

Цитата:

И корпускулярно-волновой дуализм. Энергия фотона известна E=hv
И она присуща фотону, как частице, движущейся со скоростью света.

Фома и Ерёма - два разных имени. Или вы хотите сказать, что при нулевых амплитудах э-м поля волна превратилась в частицу, а потом частица постепенно опять преращается в волну, потом волна - в частицу и т.д? Т.е. в нулях - hv, в максимумах - ~|A|^2, а что тогда между ними?

Добавлено:

Цитата:

Но они нужны для описания волновых свойств света

Как раз их-то они и неописывают корректно.

Цитата:

при просветлении оптики

Тут вообще нет вопросов - a la интерферометор Фабри-Перо.

Цитата:

Или вы хотите сказать, что при нулевых амплитудах э-м поля волна превратилась в частицу, а потом частица постепенно опять преращается в волну, потом волна - в частицу и т.д? Т.е. в нулях - hv, в максимумах - ~|A|^2, а что тогда между ними?

Нет.
Свет - одновременно, и частица, и волна. Как это ни странно.
А энергия частицы никуда не делась.
Никуда не перетекла в минимумах амплитуды волны.
Она просто есть ))

А квадрат амплитуды световой волны в какой-либо точке есть мера вероятности попадания фотонов в эту точку.
Вспомните опыт с интерференцией единичных фотонов

Цитата:

Свет - одновременно, и частица, и волна. Как это ни странно.

Ка же, помню-помню - волны де Бройля.

Цитата:

Вспомните опыт с интерференцией единичных фотонов

Более того - опыт прохождения единичного электрона через решетку - и что? Пока не понял связи.

Цитата:

А энергия частицы никуда не делась.
Никуда не перетекла в минимумах амплитуды волны.
Она просто есть

ниасилил.

Т.е. если она 0, то и фотонов там не будет ))))
А если не 0, то фотоны будут )))

Добавлено:
Имеем волну, абстракцию из уравнений Максвелла.

В некоторых местах амплитуда волны максимальна, т.е. фотон там будет с большей вероятностью, и сделает свои дела.

А где 0 - там и фотона нет, и энергии нет. Нет, неоткуда ей взяться, энергии-то. Фотона-то нет и не будет там )))

Цитата:

Т.е. если она 0, то и фотонов там не будет ))))
А если не 0, то фотоны будут )))

Если амплитуда э-м поля является мерилом его энергии - то да.

Цитата:

А квадрат амплитуды световой волны в какой-либо точке есть мера вероятности попадания фотонов в эту точку.

Так вы про ур-ие Шрёдингера? - это другое дело.

Цитата:

Так вы про ур-ие Шрёдингера?

Уравнение Шредингера неприменимо к фотонам.
Оно применимо к частицам, движущимся со скоростью много меньшей скорости света )))

Я как раз про уравнение волны.
Вы получаете интерференционную картину, диффракционную и например изображение, только лишь потому что энергия фотона создает отклик на измерительном приборе (фотоплатинка, ПЗС и т.д.).
А характер картины определяется вероятностью попадания фотонов на определенные участки измерительного прибора.
Если фотонов много, картина более отчетливая. И если запускать их через секунду, поодиночке через две щели, то через неделю на экране будет интерференционая картина.

Ибо статистика! И квантово-волновой дуализм.

Добавлено:
Т.е. статистическое поведение фотонов имеет волновые свойства.

Цитата:

Ибо статистика!

Из такой статистики следует, что если фотон за фотоном пропускать много-много раз через преломляющую поверхность, которая в данном случае является перераспределителем вероятности
Цитата:

попадания фотона на определенные участки измерительного прибора

то мы получим некое пятно, которое существенно будет превосходить по размерам элемент фотоприемника, и чем больше единичных фотонов мы пропустим - тем больше будет итоговый размер пятна.
Не уверен, что так; проверить экспериментом нет возможности.

Добавлено:
т.е. показатель преломления среды для одного фотоны является непрерывной функцией времени (!)
это не то же самое, что коэффициент отражения для единичного фотона: там - скачок (все по квантам).

Цитата:

т.е. показатель преломления среды для одного фотоны является функцией времени

Почему?

Цитата:

Почему?

Потому что единичные фотоны, идущие один за одним, после преломления двигаются под разными углами к нормали поверхности; иначе как они попадут в разныу места на приемнике по вашей интерпретации?

Цитата:

Потому что единичные фотоны, идущие один за одним, после преломления двигаются под разными углами к нормали поверхности; иначе как они попадут в разные места на приемнике по вашей интерпретации?

Преломление выводится из принципа Гюйгенса-Френеля, различие фазовых скоростей света.
А это и есть статистическое поведение фотонов.
Никак не противоречит закону преломления.

Да, часть фотонов образует дифракционную картину максимумов и минимумов.
Они себя так ведут, такова природа света - квантово-волновая.
если нет предпосылок возникновения дифракции, то закон преломления не нарушится и для единичных фотонов.

Хотя можно предположить, что временной спектор показателя преломления поверхности - дискретный. Тогда в эксперименте мы должны получить не мутное пятно, а набор светлых и темных колец при условии, что пространственное разрешение приемника обеспечивает разрешение изменений возможных углов отклонения фотона.
Еще один мутный момент: масса покоя фотона.

Добавлено:

Цитата:

Преломление выводится из принципа Гюйгенса-Френеля, различие фазовых скоростей света.
А это и есть статистическое поведение фотонов.
Никак не противоречит закону преломления.

Т.е. закон преломления работает только для набора фотонов? А как на счет одного?

У меня опять мучения. На этот раз я вот, что придумал и теперь думаю об этом.
Допустим, что у нас есть условно плоская волна. Пусть она будет светом от далёкой звезды для "наглядности".
Этот свет проходит через несколько соосных диафрагм. После падения на первую диафрагму пучок дифрагирует и начинает расходиться, при этом часть дифрагированных лучей поглощается второй диафрагмой. После второй диафрагмы дифракция не исчезает и пучок снова дифрагирует и опять дифрагированная энергия поглощается следующей диафрагмой. Пусть у нас было десять таких диафрагм и пучок прошёл через их все. Понятно, что при дифракции энергия пучка каждый раз уменьшалась на некоторую величину, т.е. пучок на выходе частично поглотился.



А теперь представим себе, что таких диафрагм не десять, а ТЫСЯЧА!!! Получается, что пучок ещё продифрагировал большее количество раз и на выходе мы получим ещё меньше энергии.



А теперь представим, что пучок проходит не через диафрагмы, а через обычный пустотелый цилиндр.



Его можно представить множеством стоящих друг к другу диафрагм. Получается, что при прохождении пучка через такой цилиндр пучок дифрагирует непрерывно, поглощаясь стенками цилиндра. Получается, что на какой-то длине его энергия на выходе будет стремиться к нулю. Получается, что такой обычный цилиндр является поглотителем энергии. Буквально ЧЁРНОЙ ДЫРОЙ!!! Непрерывная дифракция будет "выкачивать" всю энергию из пучка!!!

Или это не так?

флудить так флудить
Мое личное мнение по теме фотонов, или как лично я воспринимаю эту тему.
Из теории относительности следует, что вакуум не является "абсолютным ничто" - он состоит из постоянно рождающихся и исчезающих виртуальных частиц (чем вам не ЭФИР?). Наглядным примером является излучение Хокинга - излучение, приходящие от поверхности горизонта событий черной дыры. Так же можно вспомнить эффект Казимира.
Масса покоя фотона равна нулю, фотон имеет только кинетическую энергию. Согласно гипотезе Де Бройля любая частица имеет определенную длину волны, которая зависит от энергии частицы. Если присмотреться, то окажется, что в выражении Де Бройля участвует только кинетическая энергия. Отсюда можно предложить объяснение колебаниям ЭМП (не Пушка, как в Матрице, а Поле) при пролете частицы - ЭМП возмущается только за счет кинетической энергии пролетающей частицы. Отголоски этого колебания можно увидеть, если поставить на пути частицы (ну или совсем недалеко) какое либо препятствие (например, щель или решетку). Волны возмущения после прохождения препятствия изменяются по форме и в итоге на экране мы наблюдаем суперпозицию этих волн - картинку дифракции.

Цитата:

А как на счет одного?

В рамках статистики одного испытания недостаточно.
Но он будет вести себя согласно функции распределения вероятности.


Цитата:

Его можно представить множеством стоящих друг к другу диафрагм.

Насколько близко стоящих?
Фотонам все равно, как мы их представляем, он ведет себя так, какова его природа.

По поводу эфира еще добавлю:
Представьте себе поверхность воды в абсолютном покое с внешней стороны. Она гладкая внешне (электро-магнитное поле, уровень которого мы можем наблюдать), но под очень сильным микроскопом оказывается, что поверхность постоянно изменяется (случайные флуктуации квантового поля). И тут по поверхности воды пробегает водомерка (фотон). Она практически не вызывает колебаний, связанных с ее весом (нулевая масса), но создает кучу расходящихся волн из-за соприкосновений с поверхностью. Волны на воде распространяются за счет молекул воды. Они остаются неподвижны (нулевая масса водомерки) в горизонтальной плоскости, но подвергаются колебаниям в вертикальной плоскости.
Так вот к чему я - так может световая волна практически так же распространяется по "поверхности виртуальных частиц" в вакууме?

Цитата:

Так вот к чему я - так может световая волна практически так же распространяется по "поверхности виртуальных частиц" в вакууме?

Не совсем корректная аналогия.

Фотон не вызывает колебаний, он и есть эти колебания. Т.е. вероятность его нахождения в той или иной точке пространства.

paparazzo

Цитата:

Насколько близко стоящих?

Бесконечно близко стоящих. Промежуток между ними стремится к нулю.
Вот ещё пример на эту тему. Допустим, что у нас радиоволна с длиной волны около метра. Она падает на отверстие той штуки, что на картинке. Внутри находится приёмник с антенной. Если хоть приблизительно прикинуть угол дифракции излучения по известной формуле 2,44*(lambda)/D, то при длине волны и диаметре отверстия 1 метр получается расходимость 2,44рад=140 градусов. Короче, дифракция получается гигантская, поэтому для поглощения волны из-за непрерывной дифракции в трубе много расстояния не надо. В итоге, приёмник ничего не зарегистрирует, так как на антенну придут "крохи".



Добавлено:
Кстати, а что со скоростью света?
В вакууме она 3*10^8 м/с. На этом работает много приборов, в том числе и дальномеры.
Возьмём видимый диапазон частот... Как известно, у разных марок стёкол разные показатели преломления. Показатель преломления показывает во сколько раз скорость света в стекле будет меньше скорости света в вакууме. Пусть в стекле марки К8 получается скорость 2*10^8 м/с при коэффициенте преломления n=1.5183.
То есть получается, что в одной среде скорость света одна, в другой - другая , в третьей - третья, а в ВАКУУМЕ - четвёртая. Получается, что вакуум тоже является средой, только вот скорость света в этой среде выбрали за единицу, а остальные показатели преломления задаются относительно неё. ВАКУУМ - тоже среда, а не абсолютная пустота.
Интересно, а существуют среды с показателем преломления меньше единицы, т.е. чтобы скорость была выше. А может в пространстве Вселенной тоже существует градиент показателя преломления или неоднородности среды, благодаря чему скорость света выше, причём значительнее.

Короче, среда тормозит волны. Получается, что если нет среды, то волны распространяются мгновенно. Короче, когда нет среды , то тогда быстродействие систем не ограничивается скоростью сигнала. Получается, что "где-то" на краю среды есть бесконечно быстрый и "умный" Вселенский Разум - суперкомпьютер. А для того, чтобы люди не были такими умными, то для этого и есть среда, которая затормаживает все сигналы и процессы.

Цитата:

В рамках статистики одного испытания недостаточно.
Но он будет вести себя согласно функции распределения вероятности.

Из подобных ур-ий, описывающих функцию распределения вероятности, помню ур-ие Шрёдингера для частиц, но для фотонов - что-то вылетело из головы, если оно в ней и было - не помню (вроде и терфиз изучали, и Клаудера с Сударшаном, хоть и ооочень давно). Могли бы вы дать ссылку на букварь и параграф в нем на подобное ур-ие для фотонов?

Цитата:

Могли бы вы дать ссылку на букварь и параграф в нем на подобное ур-ие для фотонов?

Фотон есть Бозон и подчиняется статистике Бозе-Эйнштейна.
Но это немного из другой оперы.
Уравнение Клейна-Фока неприменимо, т.к. фотон не имеет массы покоя.

А аналог уравнения Шредингера для фотона - Уравнения Максвелла!!! Это написано у того же Ландау и Лифшица "Квантовая Электродинамика", параграф 3.


Добавлено:
И вообще все частицы с нулевой массой покоя подчиняются волновому уравнению.
Для фотона оно следует из уравнений максвелла

Цитата:

А аналог уравнения Шредингера для фотона - Уравнения Максвелла!!! Это написано у того же Ландау и Лифшица "Квантовая Электродинамика", параграф 3.

Мы же говорим (точнее, вы говорили) о вероятности нахождения фотона в той или иной точке пространства. А в том же указанном вами параграфе написано, что (не поленюсь процитировать):

Цитата:

Говоря о волновой функции фотона, подчеркнем лишний раз, что ее отнюдь нельзя рассматривать как амплитуду вероятности пространственной локализации фотона - в противоположность основному смыслу волновой функции в нерелятивистской квантовой механики.

Т.е. уравнения Максвелла для фотона не являются аналогом уравнения Шрёдингера для частицы с точки зрения их решений для определения вероятности нахождения фотона в той или иной точке пространства, что находится в явном противоречии с вашей точкой зрения или моим ее восприятием. Так всё-таки какое уравнение определяет эту вероятность фотона?

Цитата:

.е. уравнения Максвелла для фотона не являются аналогом уравнения Шрёдингера для частицы с точки зрения их решений для определения вероятности нахождения фотона в той или иной точке пространства, что находится в явном противоречии с вашей точкой зрения или моим ее восприятием. Так всё-таки какое уравнение определяет эту вероятность фотона?

Никакое.

Фотон релятивисткая частица, двигающаяся со скоростью света.
Мы видим лишь отклик его появления.

Как правильно было написано у Ландау, волновое уравнение фотона имеет смысл для состояний импульса и поляризации.
А импульс (векторная величина) в свою очередь определит отклик этой частицы в какой-то точке пространства, а не саму частицу.
Тем более в применении к фотону, импульс не есть классическое m*v, т.к. у нет нет массы покоя.

Я писал ранее, что определяет поведение фотона с точки зрения статистики. Его поведение - есть движение и дела, что он делает, отклик что он оставляет.

Тем более фотон есть переносчик электромагнитного взаимодействия, также как и гравитон гравитационного, и глююон межкварокового. Все эти частицы не имеют массы и двигаются со скоростью света.
И о существовании фотона мы судим по его проявлениям. Таких как интерференция, диффракция, и т.п. Фотон оставляет след, и след зависит от траектории фотона, направления его движения, импульса. Если говорить про импульс, то имеем еще и световое давление - передает свой импульс другим телам.

Также фотон есть квант энергии электромагнитного поля. Т.е. определяет дискретность изменения энергии в электромагнитном поле. Более того, он состоит из кванта электрического потока, и магнитного потока. Эти величины дискретны. А их удвоенное произведение есть постоянная Планка. Т.е. полное соответствие квантовой теории.
Причем дискретность была проверена экспериментально, и посчитана с помощью уравнений Максвелла.
В 2009 году было измерено магнитное поле световой волны (ИК диапазон). И все соотношения электромагнитной теории для света доказаны. И она согласуется с квантовой теорией.

Понятия интерференции и дифракции с квантовомеханической точки зрения описаны в книге Глаубера "Оптическая когерентность и статистика фотонов".
Он еще пишет "Интересно отметить, что существование интерференционного эффекта связано с невозможностью сказать, какой из возможных путей фактически выбрал фотон" И много еще чего интересного...


Добавлено:
Подытожу еще раз - квантово-волновой дуализм света. И электромагнитных волн.
Все существующие теории и эксперименты это подтверждают, и не опровергают.

paparazzo
Право подитоживать есть и у меня, т.к. только я могу оценить свою степень удовлетворенности вашими ответами на мои вопросы.
Итак, вы ввели в оборот связку "вероятность" и "точка пространства" для фотона и связали эту вероятность с амплитудой волны (что явно противоречит приведенной мной цитате из вашей же ссылки на терфиз; странно, что вы не прочли этого раньше):

Цитата:

квадрат амплитуды световой волны в какой-либо точке есть мера вероятности попадания фотонов в эту точку.

Цитата:

В некоторых местах амплитуда волны максимальна, т.е. фотон там будет с большей вероятностью

Цитата:

характер картины определяется вероятностью попадания фотонов на определенные участки измерительного прибора.

Цитата:

он будет вести себя согласно функции распределения вероятности.

Я такой связки не помню (ну забыл может), и попытался выяснить: решение какого уравнения определяет эту самую вероятность, и получаю ответ:
Цитата:

Никакое.

да еще и "описание" что такое фотон, будто я - студент, а вы - родственник фотона.
Итог: введенная вами вероятность определяется уравнением Никаким, т.е. Ничем.
Комментарии, как говорится, излишни. Рад был подискуссировать и прийти к истине. Свой вопрос по этой вероятности считаю закрытым.

Дорогие участники, у меня есть предложение теории эфира и т.п. обсуждать на соответствующем форуме http://physics-animations.com/cgi-bin/forum.pl?forum=new
Простите, но ей Б-гу надоели. Может быть вы правы, и фотон это не бозон, а бизон и управляется госдепом США, и всё это ор эйн соф, но, пожалуйста, не в этом форуме.

Цитата:

Итог: введенная вами вероятность определяется уравнением Никаким, т.е. Ничем.
Комментарии, как говорится, излишни. Рад был подискуссировать и прийти к истине. Свой вопрос по этой вероятности считаю закрытым.

Да.
Но импульс можно связать с координатами, но не фотона, а наблюдаемых явлений вызванных фотоном. Как-то так.
Я был неправ.


Цитата:

Дорогие участники, у меня есть предложение теории эфира и т.п. обсуждать на соответствующем форуме

Да, видно придется так и сделать

Я предлагаю другой форум:

http://www.astronomy.ru/forum/index.php/board,2.0.html

там недавно близкие темы обсуждались.