Kuka antaisi selkeän kuvauksen valosta siis/tai fotonista. Voimme nähdä parhailla kaukoputkilla jo 13 miljardia vuotta matkalla ollutta valoa! Vanhan keskikouluni oppien mukaan valovoima heikkenee etäisyyden toisessa potenssissa. Tältä pohjalta 13 miljardin valovuoden etäisyydeltä lähtenyt valo mahtaa valovoimaltaan olla perin heikkoa.
Kysymys kuuluukin: Kuinka heikkoa valo voi heikoimmillaan olla? Riittääkö yksi fotoni neliömetrille vuorokaudessa, jotta se voitaisiin havainnoida?
Mikä se fotoni loppujen lopuksi on?
Kysymys kuuluukin: Kuinka heikkoa valo voi heikoimmillaan olla? Riittääkö yksi fotoni neliömetrille vuorokaudessa, jotta se voitaisiin havainnoida?
Mikä se fotoni loppujen lopuksi on?
Vastaukset 8
Vanhimmat
Jokainen valon piste on ääretön, todellisuus jakaa sen osiin, kuten jos piirretään ympyrän sisään tetrahodroni-fraktaali.
Fotoni on sähkömagneettisen säteilyn välittäjäkvantti. Kun valo lähtee liikkeelle, se hajaantuu, jolloin valoteho neliötä kohden pienenee. Yksittäinen fotoni jatkaa kuitenkin matkaansa vaikka "äärettömyyksiin" energian häviämättömyyden lain mukaisesti, jos ei satu törmäämään johonkin ja absorboidu. Yksittäisiä fotoneja voidaan havannoida, mutta astronomiassa "syvän taivaan" kohteita valotetaan pitkään ja hartaasti, jotta saadaan tarpeellinen informaatiomäärä kerätyksi kuvaa varten.
Ei varmasti kattava selitys.
Vallitsevan käsityksen mukaan "valo ei väsy" pitemmälläkään matkalla, vaikka jokunen tiedehenkilö onkin tällaista teoriaa joskus ihan vakavissaan ehdottanut. Jos voimme valon havaita niin kyllä sen valovoima meille ihan riittävä on ;-)
Kyllä kai niitä fotoneita täytyy pienehkölle CCD-kennolle tulla useampia että niistä jonkinlainen reaktio syntyisi sillä CCD-kenno ei reagoi ihan jokaiseen fotoniiin, vaikka onkin tässä suhteessa parempi kuin valovausfilmi. Ison kaukoputken valoa keräävä pinta voi olla parikymmentä neliömetriä joten ehkä jossakin ääritapauksessa jopa 1 fotoni neliömetrille voisi tuottaa havaittavan tuloksen CCD-kennolle?
http://www.astro.utu.fi/zubi/obs/qeff.htm
Tuon mukaan CCD-kennon kvanttihyötysuhde on lähes 100% mutta en tiedä onko ihan Kosher-tietoa ;-)
Siis laajemmalla taajuusaleella CCD-kennon kvanttihyötysuhde on korkeintaan 80% eli korkeintaan 80% saapuvista fotoneista muuttaa CCD-kennon tilaa niin että ne voidaan tuon kennon avulla havaita.
Heikon valon havaitsemisen kannalta on ratkaisevan tärkeää paljonko CCD-kennolla on kohinaa. Muutaman fotonin aiheuttama muutos luultavasti hukkuu kennon kohinaan näkymättömiin.
että laboratorio-oloissa täysin pimeyteen sopeutunut ihmissilmä
olisi kokeissa pystynyt havaitsemaan yhden ainokaisen fotonin saapumisen.
Lieneekö totta?
http://www.encyclopedia.com/doc/1O80-quantumefficiency.html
"The quantum efficiency of the human eye is about 0.01–0.05."
Siis ihmissilmän kvanttihyötysuhde on 1 ... 5 % eli hiukan parempi kuin valokuvausfilmillä. Kenties yksittäinenkin fotoni voi tulla havaituksi, mutta todennäköisemmin ei tule.
"Siis ihmissilmän kvanttihyötysuhde on 1 ... 5 % eli hiukan parempi kuin valokuvausfilmillä."
Ihmissilmä toimii kuitenkin kuin videokamera, eli aikavalotus ei onnistu. Valokuvausfilmille valoa voi kerätä pitempiä aikoja samaan otokseen, joten se vie tämän vuoksi voiton silmästä heikkovaloisia kohteita kuvattaessa.