A vákuum viszont hemzseg a virtuális részecskéktől!!!!
A vákuum nem hemzseg semmitől. Virtuális részecskék nincsenek. Olyat még senki nem detektált, senki nem látott. A virtuális részecskék matematikai eszközök a kvantumtérelméletek ún. kovariáns perturbációszámításában, ami egy rendkívül hasznos, bár korlátozott érvényű eszköz. Pl. teljességgel alkalmatlan a hadronok leírására, mert azok eleve nemperturbatív objektumok: a kvarkokat összetartó kölcsönhatás olyan erős, hogy nem lehet kiindulni szabad kvarkokból és a kölcsönhatást fokozatosan figyelembevenni.
A vákuum nem tabutéma, hanem igenis centrális probléma, a mai elméleti fizika diszkusszió jelentős része e körül forog, különböző variációkban. A vákuum rendkívül bonyolult objektum a kölcsönható kvantumtérelméletekben. A virtuális részecskekép nem más, mint egy korlátozott érvényességű számítási módszer lefordítása a laikusok nyelvére. Éppen ezért rendkívül félrevezető. A vákuum paramétereit pedig nem oly könnyű megváltoztatni, mivel az természeti állandók (finomszerkezeti állandó, erős kh. állandó, gyenge keveredési szög stb.) által van meghatározva. Ha Te ezeket csak úgy kézzel hangolgatni tudod, gratula. (Az más kérdés, hogy az Univerzum eddigi története során a fizikai vákuum szerkezete többször megváltozott, ebből két fázisatalakulás meglétében - kvarkbezárás és elektrogyenge szimmetriasértés - már biztosak is vagyunk, a részleteik most állnak aktív analízis alatt). Maga a kvarkok bezárása, a részecskék véges (nem zérus) nyugalmi tömege a vákuum nemtriviális dinamikájának a következménye. A kvarkok bezárásának tanulmányozásához egyébként nem éppen célszerű a perturbációszámítás, emiatt az erős kölcsönhatások vákuumát nem is lehet megfogni semmiféle virtuális részecskékkel. Ennyit arról, mennyit érnek a virtuális részecskék.
Hogy az éterben nem hiszek, ahhoz először meg kellene mondani, milyen éterben. A XIX. századi éterfogalmon már rég túl vagyunk. Ezenfelül az éter rengeteg fogalma kering áltudományos körökben, aminek kísérleti bizonyítékok mondanak egyenesen ellent. Ha valaki mondjuk az éter=kvantumvákuum egyenlőségjelet teszi, akkor ezzel az éterrel semmi bajom, viszont amit a "crackpot" irodalom róla mond, az jobb esetben félreértés, rosszabb esetben tudatos ignorálása a mai, empirikusan igazolt fizikai tényeknek. A kvantumtérelmélet vákuuma pl. nem lehet azonos a XIX. századi éterrel, mert az előbbi Lorentz invariáns, míg az utóbbinak pont az volt a lényege, hogy nem az. Az viszont igaz, hogy bizonyos értelemben az éter fogalma visszaköszön a vákuummal kapcsolatos dolgokban, csakhogy egy csomóan nem értenek a finom, ám lényeges különbségekből semmit, mégis szanaszét trombitálják a hülyeségeiket.
Az S-sel jellemezhető sugárzás momentum fluxusa S/c. Megnéztem a régebbi levelet, tényleg sikerült kifelejtenem ezt. Mivel c=1/sqrt(e0u0) ez megegyezik az általad megadottal.
A felületre eső hullám úgy fejti ki nyomását...
Beszélgessünk erről a mechanizmusról, mert érzésem szerint ez így nem működik! A szabad töltéshordozók valóban könnyebben mozognak az anyag határain belül, és így szigetelők esetén kis nyomásoknak kellene kialakulnia.
Az idézett szöveg egy szemléletes, a megértést segítő szöveg lehetett valamiből, és nyilván fémekre vonatkozott.
Ha csak a sugárnyomás kell, nem feltétlenül kell ismerned a visszaverődés vany elnyelődés mechanizmusát, elég ha a tényt tudod. A nyomást végül is a befogott vagy visszavert momentum határozza meg.
Ha arra a mechanizmusra vagy kíváncsi, ami az anyagban történik a sugárzás hatására, akkor jön a szilárdtestfizika, vagy még nagyobb frekvencia esetén a magfizika. Nem nagyon könnyű terület, nekem főtárgyam volt a szilárdtestfizika, előtte kér évig analízis (meg, bár nem ilyen szorosan kapcsolódik, de valós függvénytan, sztochasztikus folyamatok), fizikából kvantummechanika, hogy egyáltalán hozzá lehessen kezdeni. A dolog enyhén szólva nem szemléletes, hullámegyenletek közelítő megoldásait kell keresni periodikus rácsterekben. Általában nem lehet a dolgokat tisztán kiszámítani, csak akkor lehet értelmes eredményeket kapni, ha egyéb forrásból (kísérletek) lehet tudni, mi számít és mit lehet elhanyagolni.
Magfizikából csak a szokásos minimumot tanultam, ami semmire se elég.
Mekkora nyomás hat a Földre a Hold keringése által, ha egy kis szakaszt tekintünk, ahol a körpálya hasonló erő hatására jön létre, mint a Lorentz- erő az elektronoknak az anyagban?
Húú, hogy jött ide a Hold, és mi köze fentiekhez???
Miért hatna egyáltalán nyomás a Földre??? A gravitáció nagyon más mint az elektromágnesség. Nincs pl. negatív gravitációs töltés. Teljesen más a leírása.
Ezt a lézeres kérdést azért tettem fel, mert Einstein előtt ezt a dolgot úgy kivitelezték, hogy egy lámpa helyett kettővel világították meg az anyag felületét, ami nyilván nem ugyanaz a dolog, mint egy kétszeres teljesítményű lézer alkalmazása, így nem is várható el, hogy 2 lámpa majd kétszer nagyobb energiájú elektronokat fog kilökni az anyagból. Természetesen a sugárzás hőmérsékletemelkedést okoz, ami a részecskék nagyobb sebességű mozgását jelenti, de nem pont ez a lényege az elektronok energiájának(sebességének) is, amelyeket ki akarom léptetni?
"Az ominózus képlet valószínűleg a Poynting vector lehetett, vagyis az energy flux vector.
S= (1/u0) E x B
Ha a sugárzott energia elnyelődik a felületen, akkor P=S*A ahol A a felület."
Időnként Te is leszállhatsz a magas lóról, és tehetsz egy sétát, vagy ülhetsz mondjuk pónira is. :-) A fenti képlettel kiszámolhatnám a sugárzás teljesítményét(ha érdekelne), de mi a fénynyomásról beszélgettünk, ami a p és nem a P.
Ennek megfelelően a fénynyomás képlete ahogy már utaltam rá:
p=sqrt(epszilon0/mü0)*ExB. (Holics László Fizika összefoglaló 285.old. Tipotex 1998.)
Ugyanebben a könyvben megtalálod az intenzitás fogalmát is, ha érdekel.
De most mást idézek:
"A felületre eső hullám úgy fejti ki nyomását, hogy a hullám elektromos komponense az anyag szabad töltéshordozóját(vezetési elektronok) a felülettel párhuzamos sebességű mozgásra kényszeríti, és az így mozgó töltéshordozókra a hullám mágneses komponense az anyag belseje felé mutató (a hullám terjedési irányába eső) mágneses Lorentz-erőt fejt ki."
Beszélgessünk erről a mechanizmusról, mert érzésem szerint ez így nem működik! A szabad töltéshordozók valóban könnyebben mozognak az anyag határain belül, és így szigetelők esetén kis nyomásoknak kellene kialakulnia. A természetben a legtöbb anyag visszaver valamilyen színű fényt és elnyel másokat, olyan pedig nincs, amely akadály nélkül átengedné a sugárzást. Ennek megfelelően minden anyagra hatnia kellene sugárnyomásnak valamilyen frekvencián. Az a tény, hogy a kötött atommagok nem képesek túl nagy elmozdulásra, ugyanúgy nem hátrány abból a szempontból, hogy apróbb rezdülésekkel reagálva az elektromos és mágneses komponensre ellensúlyozza a szabad elektronok mozgását nagyobb tömegénél fogva.
Mekkora nyomás hat a Földre a Hold keringése által, ha egy kis szakaszt tekintünk, ahol a körpálya hasonló erő hatására jön létre, mint a Lorentz- erő az elektronoknak az anyagban? Képzeljük el, hogy a Hold is periódikus rezgést végez a pályáján oda és vissza egy kisebb szakaszon! Mekkora nyomóerő hat a Földre ilyenkor? Mekkora gyorsulással fog mozogni a Föld ezen erő irányába?
A fénynyomás, a fotoelektromos effektus, meg a kétfotonos frefvencia sokszorozás az három dolog, nem jó összekeverni őket.
A fénynyomást a fotonok által szállított impulzus okozza (nem tévesztendő össze az energiával) és a rövidebb hullámhosszúaknak az impulzusa nagyobb mint a hosszabb hullámhosszúaknak. (Nem feltétlenül egyenes az arány a kisugárzott energiával, a hullámhossztól is függ.)
A fotoelektromos effektus esetén a foton enrgájának kell nagyobbnak lenni, mint amennyi az elektron kilépési munkája, ezért van egy hullámhossz határ aminél rövidebbnek kell lennie a fotonnak, hogy kiüsse az elektronokat az anyagból.
(Ehhez a kísérlethez illik azonos hőmérsékleten tartani a mintát, hogy ne keveredjenek temikusan emittált elektronok a megfigyelésbe.)
Elvben létezik két egymás utáni gerjesztés az elektronpályák között amiből kétszeres energiájú foton keletkezik, de ennek utánna kellene nézni valamely irodalomban, mert nem igazán gyakori effektusról van szó.
Alapban nem - egy vörös foton energiája kevés, lézer ide vagy oda. Erre kapta a Nobel-díjat, és ez a kvantummechanika egyik alapkísérlete.
Két dolog is színezi a képet. A lézerrel fel lehet fűteni szerencsétlen céziumot, mégpedig jobban, mint biciglilámpával. Magasabb hőfokra lehet fűteni, mert keskenyebb spektrumon lehet etetni - a lézer nagyon keskeny spekrumú. Elvileg addig lehet fűteni, amíg a lézer keskeny spektrumában is vissza tud lőni annyi energiát, amennyit kap. Az pedig piszkos meleg is lehet.
A meleg céziumban aztán lesz mindenféle foton - akár plazmává alakulhat az egész.
Van még egy érdekes jelenség, de nem tudom, a cézium érintett-e ebben. Lehet az anyagnak optikai nemlinaritása. Működhet úgy, mint a varaktoros frekvenciatöbbszöröző. Belemegy az alacsony frekvencia, a nemlineáris karakterisztikán létrejön egy többszörös frekvenciájú és energiájú foton, az meg már ki tudja lökni az elektront, ami a kisebb frekvenciájú nem tudott.
"A vörös meg zöldből annak lesz nagyobb a nyomása, amelyik több energiát sugároz ki.
A vörös fotonja kisebb energiát visz. De lehet, hogy több fotont köp ki.
Ha mindkettő mondjuk 1w-os és 1 cm átmérőjű, akkor egyforma lesz a nyomás. Ezt a vörös több kisebb energiájú fotonnal, a zöld meg kevesebb de nagyobb energiájúval oldja meg."
Elképzelhető olyan nagy teljesítményű vörös laser, amely ki tud lökni elektronokat a céziumból, miközben a biciklilámpám vörös ledjei nem? Ezzel eljutottunk Einstein Nobel-díjas kérdéséhez.
Megmondtam halál pontosan, hogy mitől függ. A te saját használatú fogalmaidat nem tudom én is használni, amíg meg nem mondod, mit jelentenek.
A vörös meg zöldből annak lesz nagyobb a nyomása, amelyik több energiát sugároz ki.
A vörös fotonja kisebb energiát visz. De lehet, hogy több fotont köp ki.
Ha mindkettő mondjuk 1w-os és 1 cm átmérőjű, akkor egyforma lesz a nyomás. Ezt a vörös több kisebb energiájú fotonnal, a zöld meg kevesebb de nagyobb energiájúval oldja meg.
"Fogalmazhatnád valahogy részletesebben a kérdést, mert nem tudom, milyen fogalmakat használhatok a magyarázathoz, mert lehet, hogy azokat se ismered. "
143-ra nem lehet Mari-néni stílusban...? Egyszerűen csak annyit, hogy azonos színű, de intenzívebb laserforrás esetén növekszik-e a megvilágított felületre eső nyomás vagy nem?
A nyomást a felületegységre eső energiafluxus határozza meg. Az energiát meg kiszámolod a megadott mennyiségekből. Ami meg van adva, abból. Ha az energia adott, akkor kész is vagy. Ha meg mittudomén a fotonszám meg a frekvencia adott, akkor úgy ahogy írtad.
A Te képletedben hogyan van benne ez a frekvencia? Vagy mondhatnám azt is, hogy a kétféleképpen kifejezett energiának mi köze egymáshoz? (A másik a n*h*f)
"Az ominózus képlet valószínűleg a Poynting vector lehetett, vagyis az energy flux vector.
S= (1/u0) E x B
Ha a sugárzott energia elnyelődik a felületen, akkor P=S*A ahol A a felület."
Le volt vezetve, holnapra megnézem, de biztos, hogy a nyomás volt viszonylag egyszerűen kifejezve. Az is biztos, hogy volt benne mü és epszilon meg E és B, de hogy melyik pontosan hogyan és hova kell a gyökjel...
Nem a teljes spektrum nyomása érdekelne, már azzal is megelégednék, ha egyetlen frekvenciára lenne egy egyértelmű képlet, ha attól függ. Akkor viszont nem értem, hogy mi az az E*B*sqrt(epszilon/mü) (vagy valami ilyesmi képlet volt az öcsém gimis könyvében)?
Az ominózus képlet valószínűleg a Poynting vector lehetett, vagyis az energy flux vector.
S= (1/u0) E x B
Ha a sugárzott energia elnyelődik a felületen, akkor P=S*A ahol A a felület.
"Termikus spektrum esetén elég rusnya integrál, biztos hogy kell az neked? :-)"
Amit ismertetőt leírtál, köszönöm, véletlenül én is olvastam! :-)
Nem a teljes spektrum nyomása érdekelne, már azzal is megelégednék, ha egyetlen frekvenciára lenne egy egyértelmű képlet, ha attól függ. Akkor viszont nem értem, hogy mi az az E*B*sqrt(epszilon/mü) (vagy valami ilyesmi képlet volt az öcsém gimis könyvében)?
ha viszont a vákuumot leíró paramétereken változtatunk akkor mi is lesz? Nos igen ez egy kicsit tabutéma.
Már miért lenne tabutéma? Egy csomó cikket írtak a tárgykörben (pl. fázisváltások). Különböző elméleti konstrukciókat, amik érdekesek, de nem lehet tudni, jelentenek-e valamit. Nincs kísérleti tapasztalat. Ezért építik a gyorsítókat. Aztán vagy találnak valami érdekeset, vagy nem. Kell hogy vezesse valami az intuíciót, és még inkább, kell hogy valami kiszűrje a sok lehetséges elképzelésből a tényleg jót.
A 2.7K háttérsugárzás ugye nem azonos azzal a kozmikus sugárzással
Nem azonos. Ez termikus sugárzás, tisztán elektromágneses, megegyezik egy 2,7 K fokos fekete test sugárzásával. Tulajdonképpen a valamikori izzó, de azóta lehűlt világegyetem fénye.
A spektruma a szokásos termikus spektrum, maximális amplitudója kb. 5,5 GHZ. Ez nem valami magas frekvencia, radarok vagy vezeték nélküli hálózatok használnak ilyen frekvenciát pl.
Radarral fedezték fel - nagyobb volt az alapzaj, mint várták. Keresték a hibát, nem találták. Gyanakodtak arra is, hogy esetleg madárfészek van az antennában, keresték, megtalálták (!) és kipucolták a fészket, de a zaj maradt. :-)
Szeretnék látni egy egyértelmű képletet, hogy mi alapján lehet ezt a sugárnyomást kiszámítani
Termikus spektrum esetén elég rusnya integrál, biztos hogy kell az neked? :-)
Akit érdekel, a vitánk régebben pont ezen alakult ki, én tőlem folytathatjuk;)
"Végül: miért nem sugároznak az atomok? Fel kell írni a teljes rendszert: atom csatolva az elektromágneses térhez. Amikor az atom sugároz, akkor egy magasabb állapotból egy alacsonyabba kerül, az elektromágneses tér pedig gerjesztődik: megjelenik egy foton. Elnyeléskor fordítva. Na most, ha beteszel alapállapotú atomot a vákuumba, akkor ez a rendszer alapállapota. Nincs olyan állapot, amibe az energiamegmaradás átengedné a rendszert. A padlónál nem eshetsz lejjebb, ha úgy tetszik. Ez persze azon múlik, hogy a kvantumfizikában diszkrét állapotok vannak. "
A vákuum viszont hemzseg a virtuális részecskéktől!!!!
A vákuumban levő virtuális részecskék viszont modjuk úgy, kissé pongyolán de talán érthetően: nem szabványosak. Magyarul nincs konkrét padló, aminél lejjebb nem eshetnél! A virtuális részecskék a Heisenberg féle relációk szerint más állapotokat is felvehetnek, amik eltérnek az alapállapot és más energia szintek kvantum értékeitől, a relációk szerinti mértékig megsérthetik a megmaradási tételeket!
A virtuális részecskék állandóan taszigálják a részecskéket, sőt a részecskék maguk is virtuálissá vállnak.
A rendszer tehát kisugároz és felvesz részecskéket, az alapállapot és más energiaszintek alá és fölé kerül.
Ilyen értelemben az alapállapot nem egy stabil pálya, hanem a részecskerendszer (atom) és a vákuum közötti, a Heisenberg relációkkal jellemezhető legkisebb dinamikus egyensúly. Alatta és fölötte is léteznek részecskék csak azok nem stabilak számunkra e miatt nem érzékelhetők!
A részecskék energiaszintjét nem a hétköznapi értelemben vett egyfajta munkavégzési potenciálként kell értelmezni, hanem mint nagyvalószínűséggel az időben megmaradó állapotként. És így kerülhet be az a dolog a képbe, hogy az energia és az idő szimmetria kapcsolatban állnak.
Viszont ugye ha az egyensúlyt kialakító paramétereken változtatunk, akkor az megbomlik és új egyensúly lép fel. Ha a részecskét éri hatás egy más részecske formájában, akkor elhagyja az egyensúlyi állapotot, ha viszont a vákuumot leíró paramétereken változtatunk akkor mi is lesz? Nos igen ez egy kicsit tabutéma.
Mellesleg ha eddig még nem került volna szóba, lingarázda nem hisz az éterben mint valami szupersűrű vákuumban, közegben.
Mondjuk ezzel az álláspontjával, nem biztos hogy mindenki egyetért a fizikusok közül, de mivel itt nekünk csak ő van, ezért megtévesztőleg ez úgy tünhet mintha ez általános volna.
A vákuum igazi természetét illetően nincs kimondva az utolsó szó, és hiába tud a témáról lingarázda bármelyikünknél többet, és győz le bennünket bármilyen vitában ez nem azt jelenti, hogy igaza is van!
Bocs, ez nem kötekedés akart lenni, de ezt az igazság miatt ide kellett írnom!
Örülök a válaszodnak, de ha nem tul nagy probléma, még azért nem köszönnék el, van még egy pár dolog, amiről beszélni kellene! :-)
A 2.7K háttérsugárzás ugye nem azonos azzal a kozmikus sugárzással, amely a magaslégköri müonokat kelti és a frekvenciatartománya igen magas, talán 1020-1024Hz? Ez ugyan abból a szempontból lényegtelen, hogy kb. ez is homogén, bár ha nyomása van a légkörre, akkor azért az biztosan nagyobb kellene legyen, nem? Szeretnék látni egy egyértelmű képletet, hogy mi alapján lehet ezt a sugárnyomást kiszámítani. Egyik könyben csak E és B vektorok vannak állandókkal keverve, a másikban pedig frekvencia is, de ott nincs E és B, se mü és epszilon. Melyik a jó, mert ugye mindkettő nem lehet helyes? Talán ezzel nem is kellene továbbmenni addig, amig ezt nem tisztázzuk.
A frame dragging, perihélium dologhoz egy kérdésem volna most. Kimutatható valamilyen összefüggés a két hatás között? A rendszer bolygói közül sajnos a Plútónak van a legnagyobb pályasíkja a Földhöz képest. Vannak megfigyelések arra, hogy az "ö" perihéliumelfordulása hasonló periodicitást mutatna, mint a pályasík megváltozása? Vagy az utóbbi a bolygóknál nem mérhető? Esetleg valamelyik közelebbi bolygóra, vagy a Holdra? Azt nem kétlem, hogy két különböző mozgásról van szó, és hogy szétválaszthatók, de kizárhatjuk, hogy közös eredetük van, amíg nem tudjuk pontosan mérni mindkettőt ugyanarra az égitestre és esetleges összefüggéseket látni köztük?
A spinhez lenne még egy dolog. Megmagyarázható az bonyolult jelek vagy kifejezések használata nélkül, hogy miért csak az inhomogén mágneses tér jó az elektron spinjének kimutatására? (Pontosabban miért csak ekkor hat ilyen erő?)
Az atomról írott dolgokat megköszönöm, azt most hagynám kicsit.
A kozmikus sugárnyomás rendkívül kicsi. A háttérsugárzás 3K-es hőmérsékleti sugárzás, az ennek megfelelő nyomása az energiasűrűség harmada, az energiasűrűség pedig a Stefan-Boltzmann törvényből számolható (T^4-nel arányos). Az eredmény kb. 5*10^(-15) Pa (pascal). Ráadásul ez homogén, aminek eredményeképpen semmiféle eredő erőt nem lehet észlelni.
A Merkúr perihéliumforgása pl. ilyen. Persze a Nap forog, de ez a forgás elhanyagolhatóan kicsi, ráadásul semmilyen frame-dragging hatással nincs a Merkúrra, mivel az a Nap ekvatoriális síkjában kering (egy csillagász meg tudná mondani, mennyire pontosan). Egyébként nem fogsz találni olyan égitestet, ami kisebb-nagyobb mértékben nem forogna, egy ilyen keletkezésének a valószínűsége nulla.
A két effektus azonban eltér. Mint írtam, a perihéliumforgás esetén a pálya nagytengelye fordul el, a frame dragging esetén a pálya síkja. Ez két különböző, és jól szétválasztható mozgás, erre már Ptolemaiosz idején is képesek voltak a csillagászok.
Az elektron spinjére csak inhomogén mágneses térben hat erő. A TV képcsövek mágneses tere azonban az elektronnyaláb mentén nagyon jó közelítéssel homogén (térben lassan változik), így ez az effektus elhanyagolható. A nyalábban található spinek egyébként összevissza állnak (mindegyik elektroné másfelé), ezért ez az effektus a nyaláb széttartásához vezet, de az effektus olyan kicsi, hogy jobban kell aggódni a pontos célzás, mint az ebből adódó defókuszálás miatt. Célozni viszont a mágneses tér értekének (és nem deriváltjának!) megváltoztatásával lehet. Az elektron ugyanis homogén mágneses térben is eltérül, amikor is a spinjére semmilyen erő nem hat. A Stern-Gerlach kísérletben speciális alakú mágneseket használtak, amelyek erősen inhomogén teret hoztak létre.
A spin nemcsak az atomon belül értelmezhető, a Stern-Gerlach kísérlet szabadon repülő elektronokkal is működik. Továbbá egy forgómozgást végző test mágneses nyomatéka arányos a perdületével, az arányossági tényező az ún. giromágneses faktor. Az elektron pályaperdületéből származó mágneses nyomatékra ez működik is, a spin esetén a giromágneses faktor azonban kétszerese a forgómozgásból számolt értéknek, ezért a spin nem eredhet közönséges forgásból.
Végül: miért nem sugároznak az atomok? Fel kell írni a teljes rendszert: atom csatolva az elektromágneses térhez. Amikor az atom sugároz, akkor egy magasabb állapotból egy alacsonyabba kerül, az elektromágneses tér pedig gerjesztődik: megjelenik egy foton. Elnyeléskor fordítva. Na most, ha beteszel alapállapotú atomot a vákuumba, akkor ez a rendszer alapállapota. Nincs olyan állapot, amibe az energiamegmaradás átengedné a rendszert. A padlónál nem eshetsz lejjebb, ha úgy tetszik. Ez persze azon múlik, hogy a kvantumfizikában diszkrét állapotok vannak. Ha a klasszikus fizika érvényben lenne, akkor akármilyen energiájú állapot létezne, az atom alapállapot az lenne, amikor az elektron beleesett a magba, tehát ha kering, akkor tudna még sugározni (ráadásul a sugárzási tér is akármilyen adagokban elvihetné az energiát).
