Yliyksinkertaistus?

Olen nähnyt monessa paikassa että valoa kuvataan suoraan eteenpäin etenevänä aaltona, jossa sähkö- ja magneettikentät vaihtelevat. Onko tämä samanlainen harhaanjohtava yliyksinkertaistus kuin suhteellisuusteorian kuvaaminen kumikalvolla johon keilapallo painaa kuopan? Koska jos ei ole, niin silloinhan fotonilla pitäisi olla kaiken aikaa määritelty sijainti, eli suoraan aaltorintaman kärjessä, ja sitähän sillä ei kvanttifysiikan mukaan pitäisi olla. Eli valo onkin paljon monimutkaisempi juttu kuin yksinkertainen aalto?
9448
Äänestä

Muut lukivat myös

Vastaukset 9

Vanhimmat

Kyseessä on vain kaksi erilaista tapaa selittää havaittua ilmiötä.
Molemmilla on omat etunsa, eivätkä ne ole toisiaan poissulkevia.

Äänestä

Valon kvanttimekaaninen kuvaus on paljon monimutkaisempi kuin pelkkä ajatus parvesta fotoneita liikkumassa eteenpäin.Tarkemmin aiheesta kertoo QED eli kvanttielektrodynamiikka. Richard Feynman ja kaksi muuta saivat vuonna 1965 Nobelin fysiikan palkinnon tästä teoriasta.

Fenymann piti tästä 1970 - luvulla varsin hyvän n 6h kestävän luentosarjan, joka löytyy youtubesta. Kannattaa katsoa sillä ajatuksella, että jo 60 vuotta sitten valosta tiedettiin näin paljon.

QED: Photons-Corpuscles of Light (Richard Feynman 1/ 4)
https://www.youtube.com/watch?v=P9nPMFBhzsI

QED: Fits of Reflection and Transmission: Quantum Behaviour (Richard Feynman 2/4)
https://www.youtube.com/watch?v=w_6UROkeRQM

QED: Electrons and their Interactions (Richard Feynman 3/4)
https://www.youtube.com/watch?v=FAsW-I6aS8s

QED:New Queries (Richard Feynman 4/4)
https://www.youtube.com/watch?v=6sZr5nCRFFY

Jos siis kiinnostaa yliyksinkertaistusta paljon tarkempi kuvaus siitä, mitä valo on. QED on sähkömagnetismin suhteellisuusteoreettinen kvanttikenttäteoria.

Äänestä

Itseä ihmetyttää miten hiukkanen ja aalto voivat molemmat edetä samalla 300000 km/h nopeudella. Aaltoliikehän on mutkittelua joten aallon pitäisi edetä nopeammin kuin hiukkasen ja tällöin valon nopeus ylittyisi.

Äänestä
  • Aalto etenee suoraan eteenpäin ja sähkömagneettinen kenttä on kohtisuorassa aaltoon nähden eli osoittaa liikesuuntaan nähden sivullepäin.

    Äänestä

  • Anonyymi00004 kirjoitti:

    Aalto etenee suoraan eteenpäin ja sähkömagneettinen kenttä on kohtisuorassa aaltoon nähden eli osoittaa liikesuuntaan nähden sivullepäin.

    Niin, aaltomuoto kuvaa sähkö / magneettikentän muutoksia, ei ilmiön paikallista etenemisnopeutta.

    Äänestä

Aloittaja on oikeilla jäljillä. Valolla on kaiken järjen mukaan kaksi aaltomuotoa, sähkömagneettinen aalto joka etenee suorassa kulmassa menosuuntaan nähden, ja todennäköisyysaalto joka etenee samoin kuin vesi- tai ääniaallot. Pelkät sähkömagneettiset aallot eivät pystyisi tuottamaan interferenssikuviota kaksoisrakokokeessa.

Äänestä

Kaksoisrakokokeen interferenssikuvio selittyy kyllä aivan hyvin klassisella fysiikalla eli siihen riittää sähkömagneettinen aaltoliike. Se mikä ei klassisella selity on yksittäisten fotonien käyttäytyminen kaksoisraossa. Interferenssikuvion muodostuminen edellyttää että sama fotoni kulkee molempien rakojen lävitse...

Äänestä
  • Interferenssikuvion muodostumattomuus taas edellyttäisi sen, että valo ei olisi klassista. Klassinen menee kaikkiin paikkoihin. Jos on esim. 50/50 -säteenjakaja, niin 50 % monta kertaa otettuna intensiteeteistä I on
    I * 0.5 ^n != 0.

    Äänestä

  • Anonyymi00008 kirjoitti:

    Interferenssikuvion muodostumattomuus taas edellyttäisi sen, että valo ei olisi klassista. Klassinen menee kaikkiin paikkoihin. Jos on esim. 50/50 -säteenjakaja, niin 50 % monta kertaa otettuna intensiteeteistä I on
    I * 0.5 ^n != 0.

    Vaan kun havaintoihin perustuen tiedetään että valo havaitaan yksittäisinä fotoneina eikä jatkuvana tasaisena virtana energiaa. Valosähköinen ilmiö tämän osoitti ja sen selityksestä valon kvantittumisena eli fotoneista sai Einstein aikoinaan Nobelin fysiikan palkinnon.

    Kun valo havaintojen perusteella esiintyy fotoneina niin siitä suoraan seuraa tarve kvanttimekaniikalle interferenssikuvion selittämiseksi. Yksittäinen hiukkasmainen "klassinen" fotoni kun menisi vain jommasta kummasta raosta lävitse eikä siten tuottaisi interferenssikuviota.

    Havaintojen perusteella tiedetään toki myös se, että massalliset elektronitkin käyttäytyvät kuten aallot osuessaan kidehilaan ja tuottaessaan siitä diffraktiokuvion. Sekin vaatii selityksekseen kvanttimekaniikkaa.

    Äänestä

Kommentoi aloitusta


Anonyymi-ap kirjoitti:

Olen nähnyt monessa paikassa että valoa kuvataan suoraan eteenpäin etenevänä aaltona, jossa sähkö- ja magneettikentät vaihtelevat. Onko tämä samanlainen harhaanjohtava yliyksinkertaistus kuin suhteellisuusteorian kuvaaminen kumikalvolla johon keilapallo painaa kuopan? Koska jos ei ole, niin silloinhan fotonilla pitäisi olla kaiken aikaa määritelty sijainti, eli suoraan aaltorintaman kärjessä, ja sitähän sillä ei kvanttifysiikan mukaan pitäisi olla. Eli valo onkin paljon monimutkaisempi juttu kuin yksinkertainen aalto?

Anonyymi
5000

Ilmoita asiaton sisältö

  • Sisältää materiaalia, joka on loukkaavaa, herjaavaa, rasistista, uhkailevaa tai ahdistelevaa.

  • Materiaali sisältää nimiä, yhteystietoja tai muita henkilökohtaisia tietoja. Julkisuuden henkilöistä, julkisissa viroissa toimivista ihmisistä sekä yritysten vastuuhenkilöistä saa keskustella työhön liittyen. Myös yksityiselämään liittyvistä asioista voi keskustella siltä osin, kuin niistä on julkisesti kerrottu.

  • Sisältää lapsille haitallista tai heiltä kiellettyä materiaalia. Seksuaalinen sisältö on sallittua aiheeseen tarkoitetuilla palstoilla, joiden ikäraja on 18 vuotta.

  • Lainvastaista sisältöä voi olla mm. yksityiselämää loukkaavan tiedon levitys, kiihottaminen kansanryhmää vastaan, laiton uhkaaminen, alaikäisiin liittyvä seksuaalinen sisältö/grooming, petokset, identiteettivarkaudet, kunnianloukkaukset ja tekijänoikeusrikkomukset.

  • Sisältö ei liity palstan tai keskusteluketjun aiheeseen.

  • Viesti ei ole suomea tai ruotsia (pl. International Forums), se sisältää mainontaa, se sisältää tekijänoikeuksin suojattua materiaalia, se on massapostitus tai jokin muu syy.

Jaa keskustelu