Minkälaisella kaistanleveydellä valo kulkee avaruudessa? Päivänselvästi valo ei säteile tasaisesti joka suuntaan pisteestä x, mutta ei se myöskään voi edetä hiukkasmaisen kapealla vyöhykkeellä, koska silloin maapallon kohdalle tultaessa olisi auringon fotonisuihku dilutoitunut niin paljon että maahan osuisi vain muutama hassu fotoni. Kvanttifysiikasta varmaan löytyy vastaus mutta en ole itse löytänyt.
Valon kaistanleveys?
Anonyymi
23141
0Äänestä
Muut lukivat myös
Odottaa vastausta
Näihin keskusteluihin ei ole vielä vastattu. Ole ensimmäinen.
Vastaukset 23
Vanhimmat
Ihmiselle näkyvän valon kaistanleveys on noin 350 nm. Vaikka tämä ei ole, mitä tarkoitit kysyä, niin tämä on se, mitä kaistanleveydellä yleisesti tarkoitetaan. Kaistanleveys voidaan, ja yleisesti esitetäänkin myös taajuuden kaistanleveytenä.
(En oikeastaan käsittänyt, mitä tarkoitit kysyä.)
Eiköhän se säteily suuntaudu joka suuntaan.
Jokin tapa estää tai heijastaa, mahdollistaa kyllä lähes rajattoman keilan muodostumisen, mutta se tuskin oli kysymyksesi tavoite,
Kuinka pitkällä matkalla etenemissuunnassa "sinisen" fotonin sähkö- ja magneettikentät "tuntuvat". Entä etenemissuunnalle kohtisuorassa suunnassa.
Wikin mukaan "Ihmissilmän herkkyys on suurin 555 nanometrissä, mikä vastaa vihreää valoa".
Voidaanko sanoa, että silmälle herkin vihreä fotoni on "energiamöykky" tai aaltopaketti, jonka "koko" on esim. tuo 555 nm.
Ei ole.
Aallonpituus on pelkkä laskennallinen arvo, joka helpottaa havainnointia, se on siis valon nopeus jaettuna taajuudella.
Mitään varsinaista aallonpituutta ei ole, taajuus vaan olisi lukuarvona vaikeampi hahmottaa, sen suuruuden vuoksi.
Jos aloittaja virheellisesti tarkoittaa kaistanleveydellä valokeilan leveyttä niin vastaus on 4*pi steradiaania eli joka suuntaan voi valo säteillä. Eli päivänselvästi valo voi säteillä tasaisesti joka suuntaan pisteestä x. Esimerkkinä tuollaisesta joka suuntaan säteilevästä valonlähteestä on Aurinko ja muut tähdet. Myös hehkuva ilmakehään putoava meteori säteilee valoa joka suuntaan.
Valo on sähkömagneettista säteilyä ja se voi edetä pallokuoren muotoisena aaltorintamana. Silloin säteilyn lähde on pallon keskellä ja aaltorintama lähtee samanlaisena samanaikaisesti joka suuntaan.
Lisäyksenä vastaukseen: Katso mikä on Auringon säteilyteho ja muuta se esimerkiksi 500nm aallonpituisten fotonien määräksi kun tiedät että yhden fotonin energia on 4E-19 joulea per fotoni.
Maapallon kohdalla Auringon fotoneita tulee luokkaa 3400000000000000000000 kpl per neliömetri sekunnissa.Jos niitä osuisi tasaisesti pinnoille niin kahden osumakohdan väli olisi luokkaa nanometrin sadasosa. Eli jokaiseen pinnan atomiin osuisi sekunnissa useamman fotonia.
On tämä hupaisaa keskustelua. Ei täällä juuri fyysikoita näjy!
Siltä vaikutaa. Eivät nuo vastaukset oikein vakuuta.
Johtuskohan kysymyksestä josta ei ota selvää että mitähän ihmettä oikein tarkoitetaankaan.
Tuokin vain osoittaa, että asiantuntemusta ei täältä löydy.
Ei, kun se tarkoittaa että aloittaja ei ilmeisesti käytä termiä "kaistanleveys" siinä merkityksessä kuin missä sitä yleisesti käytetään.
https://fi.wikipedia.org/wiki/Kaistanleveys
Sinänsä tilanne on ihan tavallinen. Poikkeuksellista siitä tekee lähinnä se, että sinä tulit trollaamaan epämääräisen kysymyksen esittäjälle kaikesta huolimatta vastaamista yrittäviä. Mutta ole hyvä vaan, tässä sait hieman lisää huomiota. Toivottavasti se pitää nälän loitolla ainakin hetken ajan.
Taito linkittää Wikipediaa ei vielä edusta kovin korkeatasoista osaamista.
Fotonien lähteet, niiden kulku aaltoina ja absorptio atomiin on kyllä hyvin hämmennetty soppa. Välillä fotonia on ajateltava energiapakettina ja välillä aaltona. Duaalinen luonne. Ylimääräistä energiaa saava atomi absorpoi valo-fotonin ja niinpä sen yhden elektronin ratataso nousee pykälällä. Helppo ymmärtää, että tällainen ydintä kiertävä elektroni voi ampua fotonin lähes mihin suuntaan tahansa riippuen vain elektronin sijainnista radallaan - ja jotkin suunnat voi molekyyleissä kiinni olevissa atomeissa olla suositumpia kuin toiset. Fotoni liikkuu ampaistuaan liikkeelle tietysti 4-ulotteisessa aika-avaruudessa gravitaation suhteen suoraan. Voi piirtää valon säteen auringolle. Hankalaa on ymmärtää, miten yksi fotoni voi kaksoisrako-kokeessa tuottaa tunnetun vaihtelevan intensiteetin jakauman varjostimelle - paitsi ymmärtämällä taas että kysehän on aallosta jolla energia ratsastaa.
Ei viitsitä vetää yksinkertaisia johtopäätöksiä asioista.
Atomit, kuten lähes kaikki hiilivedyt (orgaaniset aineet) muodostavat kovalanttisen sidoksen, jossa elektroni kehä on koko molekyylin ympärillä, joten yksittäisen atomin ominaisuus ei ole ratkaiseva, sen enempää emission, kuin absorptionkaan kannalta.
Valo etenee säteilevästä atomista pallomaisesti joka suuntaan ja voi lokalisoitua fotoniksi missä hyvänsä. Fotoneita voi olla päällekkäin äärettömästi.
Mites on kun kaksoisrakokokeessa valon ajatellaan kulkevan todennäköisyysaaltona, mutta sitten avaruudessa matkaava valo on sähköisten ja magneettisten kenttien aaltoilujen vuorottelua, niin mikä on näiden aaltomuotojen suhde? Onko todennäköisyysaalto jossain geometrisessa kulmassa noihin sähkö- ja magneettikentän aaltoihin nähden?
Sähkö- ja magneettikentät ovat kohtisuorassa valoaallon etenemissuuntaa vastaan eli kyseessä on poikittainen värähtely. Fotonin aaltofunktiossa tuo sama asia tulee esille, mutta sen yksityiskohdat ovat tällä palstalla käytävän keskustelun kannalta liian monimutkaisia. Siinä pitäisi olla taustatietoja, joiden puuttuessa asian osaavankin selitys aiheesta menisi hukkaan.
Fotonin todennäköisyysaalto sisältää paljon enemmän tietoa kuin vain yhden numeron joka kuvaisi fotonin todennäköisyyttä olla kyseisessä pisteessä. Sillä on siis paitsi suuruus niin myös suunt. Se siten riittää välittämään tiedon paitsi fotonin todennäköisyydestä olla jossakin paikassa niin myös siitä, mikä tuon fotonin polarisaatio on jota kautta sitten tiedetään minkä suuntainen sähkö- ja magneettikenttä tuossa pisteessä kulloinkin on.
Tämänhetkinen tieteen käsitys asiasta on kuvattu teoriassa nimeltään QED eli kvanttisähködynamiikka. Siitä löytyy myös populääritieteellisiä esityksiä.
Valolla ei ole mitään muuta kvanttifysikaalista aaltofunktiota ja todennäköisyyttä, kuin kenttien E ja B ratkaisut niiden aaltoyhtälöissä. Näille funktioille ja yhtälöille voidaan esittää kvantimpi kenttäoperaattori -muoto, mutta se ei lisää mitään, kun siis kaikki valon suuret, kuten aaltovektori ja polarisaatio ovat E:n ja B:n aallon ominaisuuksia. Tässä ei mainittu, että jos polarisaatio kiertyy koko ajan, E ja B muodostavat myös kiertoimpulssia vastaavan helisiteetin. Kaikki valon ja aineen tapahtumatkin ovat E ja B -kenttien aaltoratkaisujen vuorovaikutusta fermionikenttien kanssa.
E ja B -pariin eli valon tilaan ennen toista kvantisointia ei voida operoida millään, mikä antaisi paikan todennäköisyyden samassa mielessä kuin Schrödingerin yhtälön aikaisessa kvanttimekaniikassa. Tekemällä E ja B -valosta kuitenkin kenttäoperaattori tiloja ja erilaisia fotoni-tiloja on kai mahdollista konstruktoida myös uudenlaisia mittaustapoja, jotka sisältävät informaatiota jossakin muilla kentillä täytetyn tilavuuden sisällä olevista fotoneista. Tässä moni fotonin löytäminen jostain paikasta tarkoittaakin sen absorbointia eli tuhoamista. Kysymys olisi, voidaanko näitä tilavuuksia sitten punoa yhteen toistensa ympärille samantodennäköisiksi pinnoiksi ym. ja näkyykö näillä jokin muoto, jota verrataan E:hen ja B:hen sekä raskaiden hiukkasten tapauksiin. Kyseinen muoto ei kuitenkaan voi olla riippumatta siitä fermionisesta aineesta, mikä fotoneja hävittäisi.
.
Alkuperäisestä kysymyksestä tulee mieleen se, että aaltoratkaisut eivät kuvaa vielä mitään siitä, millaisia kenttäviivat tai aallot ovat amplitudiltaan muualla kuin jollakin suoralla, mitä pitkin pistemäinen valo kulkee. Yleisen tasoaaltoratkaisun mukaan niillä olisi jokin alkutila, joka aaltoilee samalla tavalla.
Kiitos täsmennyksestä. Suomennoksena muille lukijoille:
Yksittäisen fotonin sähkökentän suunta kiertyy koko ajan joko vasta- tai myötäpäivään. Kaikki muut valon polarisaatiotilat ovat noiden kahden tilan erilaisia yhdistelmiä. Esimerkiksi valon lineaarinen polarisaatio on summa myötä- ja vastapäivään kiertyvien fotoneiden sähkömagneettisista kentistä.
Toinen kvantisointi on monen kappaleen kvanttimekaniikkaa, jonka käsitteiden ymmärtäminen edellyttäisi esitietona kvanttimekaniikan yliopistotason peruskurssien suorittamista.
Eli voidaan sanoa että valo ja ainehiukkaset ovat täysin erilaisia olemukseltaan, koska ainehiukkasilla ei ole tuota toista aaltomuotoa?
Tuo "kaistaleveys", ehkä juontaa siitä, että aloittajalla on käsitys erilaisista lähetteistä eli modeista joita on radioliikenteessä..
Aloittaja voisi tarkentaa kysymystään..
Itse olen ihmetellyt minkä kokoinen tuo fotoni on?
Eli "fotonikentän halkaisija" on?
Aloituksen toisesta lauseesta selviää, että aloittaja tarkoitti kaistanleveydellä valokeilan leveyttä eikä aallonpituus- tai taajuuskaistan leveyttä.