Maxwell vs. Schrödinger

Kun ratkaistaan Maxwellin yhtälöistä saatava sahkömagneettinen aaltoyhtälö väliaineessa, havaitaan, että aaltoliikkeen nopeus on pienempi kuin tyhjiössä. Itse kentissä liikkuva häiriö siis hidastuu, eikä se siis johdu esim. valon jatkuvista siroamisista aineessa.

Onko tämä millään tavalla ristiriidassa kvanttimekaniikan fotoniajattelun kanssa? Hidastuvatko fotonit todellakin aineen sisällä. Seuraako tämä kvanttimekaaniikastakin? Entä kuinka tämä vaikuttaa suhteellisuusteoriaan?
4453
Äänestä

Muut lukivat myös

Vastaukset 4

Vanhimmat

Kirjoissa annettu valonnopeus on nimenomaan "valon nopeus tyhjössä", eikä se tyhjiö siellä aivan turhan takia ole...:)

Fotonit kulkevat aineessa hitaammin kuin tyhjössä.

Äänestä

Kyllä väliaineessa etenevän kentän "hitaudessa" on nimenomaan kyse siitä, että "fotonit siroavat" aineen hiukkaisisa. Käytännössä siis kentästä absorboituu energiaa, joka saa aikaan esimerkiksi atomin virittymisen dipoliksi, josta viritys purkautuu sitten takaisin fotoniksi.

Väliaineessa valon nopeus on efektiivinen nopeus; t.s. rautalankamallina voi ajatella, että fotonit liikkuvat atomien välillä koko ajan samalla samalla nopeudella kuin mitä valo etenee tyhjiössä, mutta nämä siroamiset hidastavat energian liikkumisnopeutta aineen läpi.

Äänestä
  • Mutta eikö tämä ole Maxwellin yhtälöiden kanssa ristiriidassa? Nehän ennustavat sähkömagneettisen kentän aaltoliikkeen hidastumisen aineessa.

    Onko ristiriita kvanttimekaniikan ja Maxwellin yhtälöiden välillä siis todellakin olemassa?

    Äänestä

  • --kvantti5 kirjoitti:

    Mutta eikö tämä ole Maxwellin yhtälöiden kanssa ristiriidassa? Nehän ennustavat sähkömagneettisen kentän aaltoliikkeen hidastumisen aineessa.

    Onko ristiriita kvanttimekaniikan ja Maxwellin yhtälöiden välillä siis todellakin olemassa?

    Ei ole ristiriitaa ainakaan siinä mielessä, mitä ajat takaa: Kun Maxwellin yhtälöissä tarkastellaan suhteellista permittiivisyyttä, joka kuvaa valon hidastumista aineessa, kyseessä on makroskooppinen suure. Toisin sanoen, se kuvaa sitä, miten sähkömagneettinen kenttä efektiivisesti käyttäytyy, kun se liikkuu aineessa, jossa on hyvin runsaasti selvästi aallonpituutta pienempiä atomeja / muita hiukkasia.

    Jokainen yksittäinen sironta (mikroskooppinen tapahtuma) saadaan kuvatuksi kvanttimekaniikan avulla ja näiden lukuisten sirontojen yhteisvaikutus ilmenee sitten makroskooppisena suureena nimeltä suhteellinen permittiivisyys.

    Äänestä

Kommentoi aloitusta


--kvantti5 kirjoitti:

Kun ratkaistaan Maxwellin yhtälöistä saatava sahkömagneettinen aaltoyhtälö väliaineessa, havaitaan, että aaltoliikkeen nopeus on pienempi kuin tyhjiössä. Itse kentissä liikkuva häiriö siis hidastuu, eikä se siis johdu esim. valon jatkuvista siroamisista aineessa.

Onko tämä millään tavalla ristiriidassa kvanttimekaniikan fotoniajattelun kanssa? Hidastuvatko fotonit todellakin aineen sisällä. Seuraako tämä kvanttimekaaniikastakin? Entä kuinka tämä vaikuttaa suhteellisuusteoriaan?

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