Не корпускулярное и не волновое представление светового потока
С волновым представлением светового потока, обычно, знакомятся в школе, где учитель демонстрирует ученикам или описывает простой опыт Юнга, схема которого изображена на следующем рисунке.
Световой поток от монохроматического источника S, проходя через две параллельные узкие щели в светонепроницаемой ширме, создает два когерентных световых потока S1 и S2, освещающих экран. Потоки пересекаются в некоторой области перед экраном, а на экране создают чередование полос, освещенных с разной интенсивностью. Чередование полос и называют интерференционной картинкой.
Это явление с блеском объясняется при описании световых потоков гармоническими функциями. Принято считать, что лучи двух источников взаимодействуют (интерферируют) на экране, а чередование полос появляется в следствии чередования фаз складывающихся гармонических функций, описывающих световые потоки. Объяснение выглядит достаточно убедительным, но вопросы остаются.
Во-первых, лучи от разных источников не интерферируют непосредственно. Они интерферируют только в глазах наблюдателей. Глаз является интегрирующим звеном, «выдающим» измерения средней интенсивности и средней частоты по всем действующим на него источникам света. В глазах лучи света «обрабатываются» одновременно и одновременно действуют на глаза — интерферируют, но при распространении лучей в средах между собой они не взаимодействуют, как это представляется при объяснении опыта Юнга. И если световой поток на своем пути пересекает множество других произвольных световых потоков, то наблюдатель не обнаружит следов этих пересечений. В опыте Юнга взаимодействие потоков должно было бы начаться задолго до экрана в обозначенной области их пересечения. При достаточно большом объеме области пересечения взаимодействие пересекающихся потоков были бы, очевидно, слишком хаотичны для получения регулярной интерференционной картинки.
Во-вторых, теоретическая интерференционная картина представляется независимой от свойств экрана. При этом очевидно, что характеристики экрана играют существенную роль при формировании изображения. Например, если экран зеркальный и идеально гладкий, то интерференционная картина полностью пропадет, и изображение вырождается в две яркие полосы напротив щелей в ширме. Однако теоретическая расчетная картинка никак не измениться, и на зеркальном экране также сформируется чередование полос, что уже не будет соответствовать действительности.
В третьих, по теоретическим построениям полосы должны чередоваться в соответствии с чередованиями фаз взаимодействующих световых потоков. Фаза сменяется на противоположное значение на половине длины волны, составляющей для видимого спектра около пятисот нанометров. Частота чередования колец, очевидно, должна соответствовать частоте смены фаз взаимодействующих сигналов. Таким образом, и кольца должны иметь толщину порядка пятисот нанометров. Для сравнения, толщина волоса человека (по грубым оценкам) на порядки превышает толщину теоретических интерференционных колец. Толщина наблюдаемых интерференционных колец измеряется сантиметрами, что, в свою очередь, на порядки превышает толщину волоса. В результате получится расхождение между прогнозируемой и реальной шириной полос на несколько порядков, что нельзя считать убедительным подтверждением правильности теоретических расчетов.
Встречаются попытки обосновать волновое представление света и ссылками на результаты опытов, в которых высокоточно измеряются частоты монохроматических световых потоков. Измеренная частота представляется, как безусловный атрибут волны. При этом подразумевается гармоническая форма волны. Но это ссылки на трактовки экспериментов, а не на сами эксперименты. На самом деле, нет свидетельств получения опытным путем неких функциональных зависимостей, которые достаточно точно аппроксимируются гармоническими волнами. Экспериментально получают измерения продолжительности отдельных импульсов, но их форма не определяется. Форма импульса просто постулируется, как полуволна, и это позволяет гипотетически построить модель всего сигнала по короткому фрагменту — одному импульсу. Более того, даже если отдельные импульсы по форме напоминают полуволны, то объединение хаотически возникающих, вообще говоря, пересекающихся независимых импульсов-полуволн, очевидно, не приведет к формированию гармонической волны.
Таким образом, волновая природа света представляется ничем не подтвержденным постулатом.
Отсутствие подтверждения волнового характера световых потоков еще не является опровержением этого тезиса. Но есть множество объективных результатов, прямо опровергающих возможность описать световой поток с помощью гармонических функций. Примером такого опровержения может служить интерференция монохромных когерентных световых потоков. Во всех опытах, в результате получается монохромный световой поток суммарной интенсивности. Однако, при сложении гармонических функций с разными фазами не может получиться гармоническая функция. Этот факт однозначно свидетельствует о невозможности формально описать монохромный световой поток с помощью гармонической функции.
Несостоятельность волнового представления светового потока вынуждены были признать физики-теоретики. Результатом явилась разработка некой корпускулярно-волновой теории света. Корпускулярно-волновой дуализм позволяет устранять явные противоречия опытам. Но само понятие дуализма противоречит основам естествознания, стремящегося строить единую и однозначную модель природы. Такой подход позволяет не ограничиваться и двумя моделями, а строить собственную модель светового потока под каждый опыт. Но смысл теории, как единой модели природы, при этом теряется.
Если световой поток в некоторых экспериментах ведет себя подобно волне и не может состоять из частиц, а в других экспериментах ведет себя подобно потоку частиц и не может иметь волновой характер, то световой поток, очевидно, состоит не из волн и не из частиц. Он состоит из чего-то третьего, и уже известно множество подсказок, прямо указывающих на природу светового потока.
Например, уже десятилетия существуют науки, изучающие распространение не волновых деформаций в различных средах. Деформации распространяются в средах фронтально по принципу Гюйгенса, как и волны, но при этом происходит передача импульсов сжатия фрагментов среды, а не колебательных движений. И этот механизм может быть распространен на описание распространения светового потока.
Объективными результатами экспериментов можно считать измеренные продолжительности импульсов, называемых фотонами, и мощности этих импульсов.
Объективным также является влияние фотона на окружающую среду: фотон можно сказать взрывается и деформирует среду в некоторой области. И эта деформация распространяется от точки к точке на всю окружающую среду — образуется фронт распространения единичного энергетического импульса. Таким образом, фотон является не субъектом, а действием — выбросом энергии в окружающую среду, а далее эта энергия распространяется в соответствии со свойствами среды.
Подобным образом, распространяется фронт деформации или возмущения на поверхности озера после падения камня. Начальная деформация создается внешним воздействием — падением камня, в результате которого ограниченной области воды передается энергия. Далее эта энергия распространяется фронтальным способом, а камень отдает энергию и остается в области падения, а не приобретает распределение, подобно некоторым теоретическим фотонам, и не расплывается одновременно во всех направлениях.
Последовательность импульсов порождает последовательное прохождение фронтов деформаций, которое внешне может напоминать распространение волн. Но есть и существенные отличия.
Сторонники волновой теории считают световой поток волной, фронт которой распространяется в пространстве с постоянной скоростью, и этот процесс сопровождается некими колебаниями в поперечной плоскости.
Фронт светового потока является объективной характеристикой светового потока и не зависит трактовки этого физического процесса. Поэтому и фронт деформаций совпадает с фронтом предполагаемой волны, но деформации каждого элемента среды, в отличии от регулярных волн, следуют беспорядочно по мере, вообще говоря, случайных выбросов фотонов со стороны источника света. Поперечные колебания при импульсном распространении светового потока отсутствуют.
Импульсный (или деформационный) вид фронтального распространения светового потока предполагает распространение деформаций среды, вызываемых одиночными, вообще говоря, независимыми импульсами. При таком подходе, в среде распространяются фронты импульсов, которые проходят через каждый фрагмент среды. Монохромные световые потоки в этом предположении представляются последовательностями импульсов одинаковой формы. Тогда сложение двух и более монохромных потоков не разрушает импульсное представление светового потока. Последовательность импульсов разных форм остается последовательностью импульсов, даже если некоторые импульсы частично пересекаются и даже сливаются в один. При восприятии светового потока наблюдателем, глаза интегрируют входной сигнал и формируют некоторые усредненные характеристики потока. Это означает, что все импульсы на некотором интервале времени суммируются. Поэтому предварительное смешение только отдельных импульсов не изменяет восприятие потока.
Фронтальный характер распространения светового потока явно подтверждается многочисленными экспериментальными данными. Объяснение фронтального распространения энергии сформулировано Гюйгенсом для волнового случая. Но этот принцип справедлив для любого способа распространения энергии в среде, когда каждый возбужденный фрагмент среды рассматривается, как независимый источник энергии.
Фронтальность характеризует только внешние свойства светового потока, а внутренний механизм передачи оптической энергии известные опыты не раскрывают. Волновой способ передачи энергии является не более, чем гипотезой, противоречащей ряду экспериментов. Импульсный способ передачи энергии является альтернативной гипотезой, которая не содержит известных противоречий.
Фронтально-импульсное представление потока в значительной степени совпадает с фронтально-волновым представлением. Единственное существенное отличие заключается в моделях передачи энергии в среде. В импульсном варианте энергия передается в среде подобно передаче энергии при соударениях твердых тел. В волновом варианте энергию передается также от каждого фрагмента среды ко всем окружающим фрагментам, но не в результате передачи поступательного движения, а в результате вовлечения в поперечные колебания.
Предположение о волновой передаче энергии в световом потоке привело к известным противоречиям, которые удается разрешить только путем признания двойственной корпускулярно-волновой природы светового потока.
Непротиворечивая фронтально-импульсная гипотеза распространения светового потока уже не требует спорного постулата о двойственности.
Отказ от волнового представления светового потока не влечет возникновение теоретического вакуума в области интерференции и дифракции.
При объяснении результата опыта Юнга будем считать, что экран матовый и отражает рассеянный свет. Это означает, что падающий на экран узкий луч света после отражения становится заметно шире. Отраженный широкий луч имеет внутреннюю структуру и состоит, как правило, из центрального главного лепестка и обрамляющих его боковых лепестков. Это традиционная структура электромагнитных потоков, в рамках которой существует широкое многообразие различных форм.
Указанная структура электромагнитных лучей является достаточно общей и многократно проверенной экспериментально, но в каждом конкретном случае требуется уточнение ее параметров.
Каждая точка экрана в опыте Юнга освещается двумя источниками света. Тогда на каждую точку экрана падает два луча, каждых из которых после отражения формируется в широкий луч с внутренней многолепестковой структурой. Боковые лепестки искажают кажущееся наблюдателю направление на источник излучения, и это является одной из основных причин борьбы с боковыми лепестками, например, в радиоэлектронике.
Возможный источник интерференционной картинки схематично иллюстрируется на приведенном ниже рисунке.
Падающий луч отражается в форме широкого рассеянного луча, содержащего главный и боковые лепестки. Наблюдатель видит отражение через боковой лепесток, где луч преломляется. В результате кажущийся источник этого луча смещается относительно истинного отражающего фрагмента экрана.
Если в глазах наблюдателя искажается направление на источник света, то может возникнуть регулярная картина кажущегося чередования более и менее освещенных полос на экране. И эта картина формируется только в глазах наблюдателя и изменяется, например, при смене угла зрения на экран. В реальных экспериментах интерференционная картина зависит от положения наблюдателя, что свидетельствует о ее формировании в глазах, а не на экране.
Заметим, что в случае зеркального экрана отраженный свет не является рассеянным и отраженные лучи не содержат боковых лепестков, заметно искажающих восприятие отраженных от экрана световых потоков. Таким образом, интерференционную картинку можно наблюдать только при отражениях от матовых экранов.
Добавил картинку
отредактировал(а) Enovik: 2023-02-13 13:50 GMT
Личное сообщение
#54955 Enovik :
Таким образом, интерференционную картинку можно наблюдать только при отражениях от матовых экранов.
Однако фотопластинка, помещенная в месте экрана, фиксирует интерференционную картину.
#54957 Fedor :#54955 Enovik :
Таким образом, интерференционную картинку можно наблюдать только при отражениях от матовых экранов.
Однако фотопластинка, помещенная в месте экрана, фиксирует интерференционную картину.
Речь шла о класическом опыте Юнга. Можно придумать еще множество способов получения интерференционной картинки, и каждая потребует своего объяснения. Где-то будет необходим именно зеркальный экран.
В случае фотопластики, многолепестковые лучи, возможно, формируются при прохождении потока света через отверстия в ширме. Глаза наблюдателя это не замечают, а на фотопластинке отражается. Два многолепестковых луча при соответствующей геометрии могут, очевидно, сформировать интерференционную картинку на фотопластинке. Это сможет сделать и один луч — получится дифракционная картинка.
#54955 Enovik :
Я только поправлю фактические неточности.
Световой поток от монохроматического источника
Монохроматичность не обязательна. Источник может быть любым (Солнце, свеча, лампа, лазер...).
Принято считать, что лучи двух источников взаимодействуют (интерферируют) на экране,
Источник должен быть один. Интерферируют лучи от одного источника, прошедшие по разным путям. Интерферируют они везде, где встречаются, а экран — это устройство для наблюдения этого явления.
лучи от разных источников не интерферируют непосредственно.
Они вообще не интерферируют.
В опыте Юнга взаимодействие потоков должно было бы начаться задолго до экрана в обозначенной области их пересечения.
Так и есть.
Например, если экран зеркальный и идеально гладкий...
… то мы увидим за экраном (в зазеркалье) мнимое изображение двух щелей.
Однако теоретическая расчетная картинка никак не измениться, и на зеркальном экране также сформируется чередование полос.
Конечно сформируется. Только мы её не увидим — прибор не подходящий.
Частота чередования колец, очевидно, должна соответствовать частоте смены фаз взаимодействующих сигналов.
Нет. Вам следует взять учебник и почитать, как вычисляется расстояние между максимумами(минимумами) интерференционной картины.
На самом деле, нет свидетельств получения опытным путем неких функциональных зависимостей, которые достаточно точно аппроксимируются гармоническими волнами.
Радиоприёмник плюс осциллограф весьма просто позволяют увидеть зависимость характеристики радиоволны (а это то же, что и свет, только с маленькой частотой) от времени.
Таким образом, волновая природа света представляется ничем не подтвержденным постулатом.
Наличие у света волновых свойств (а никакая не «природа»).подтверждено миллионами экспериментов.
Однако, при сложении гармонических функций с разными фазами не может получиться гармоническая функция.
Лишь бы частота была одинаковой. Сумма двух гармоник одинаковой частоты равна гармонике той же частоты. \(sin\left (\omega t \right )+sin\left (\omega t+\varphi \right )=2cos\frac{\varphi }{2}sin\left (\omega t + \frac{\varphi }{2} \right )\) ,
Несостоятельность волнового представления светового потока вынуждены были признать физики-теоретики.
Не «несостоятельность», а недостаточность, неполноту.
Результатом явилась разработка некой корпускулярно-волновой теории света.
Результатом явилась разработка квантовой электродинамики.
А про «корпускулярно-волновой дуализм» забудьте. Это ранняя наивная интерпретация, имеет только исторический интерес.
световой поток, очевидно, состоит не из волн и не из частиц.
Совершенно верно! Световой поток состоит из фотонов, квантовых объектов.
измеренные продолжительности импульсов, называемых фотонами, и мощности этих импульсов.
Фотон — это не импульс.
Объективным также является влияние фотона на окружающую среду: фотон можно сказать взрывается и деформирует среду в некоторой области.
Фотон взорваться не может. Он стабилен.
#54961 Enovik :Можно придумать еще множество способов получения интерференционной картинки, и каждая потребует своего объяснения.
Все будут объяснены одинаково.
#54968 zam :#54955 Enovik :
В опыте Юнга взаимодействие потоков должно было бы начаться задолго до экрана в обозначенной области их пересечения.
Так и есть.
Но нет никаких подтверждений этих взаимодействий до попадания в глаза наблюдателя или в интегрирующие приборы, типа фотопластинки.
Однако теоретическая расчетная картинка никак не измениться, и на зеркальном экране также сформируется чередование полос.
Конечно сформируется. Только мы её не увидим — прибор не подходящий.
Укажите подходящий прибор, иначе это утверждение голословно.
Частота чередования колец, очевидно, должна соответствовать частоте смены фаз взаимодействующих сигналов.
Нет. Вам следует взять учебник и почитать, как вычисляется расстояние между максимумами(минимумами) интерференционной картины.
Ссылку на подходящий учебник можете дать? Именно по учебникам и получается расстояние между соседними максимумами на порядки тоньше волоса. Могу дать ссылку.
На самом деле, нет свидетельств получения опытным путем неких функциональных зависимостей, которые достаточно точно аппроксимируются гармоническими волнами.
Радиоприёмник плюс осциллограф весьма просто позволяют увидеть зависимость характеристики радиоволны (а это то же, что и свет, только с маленькой частотой) от времени.
Это искусственно созданные гармонические волны, которые, действительно, встечаются в электротехнике и радиоэлектронике. Интенсивность света тоже можно формировать по гармоническому закону. Но речь идет о классичеком опыте Юнга.
Таким образом, волновая природа света представляется ничем не подтвержденным постулатом.
Наличие у света волновых свойств (а никакая не «природа»).подтверждено миллионами экспериментов.
Прошу ссылку хоть на один подобный эксперимент. Не трудитесь. Не найдете.
Однако, при сложении гармонических функций с разными фазами не может получиться гармоническая функция.
Лишь бы частота была одинаковой. Сумма двух гармоник одинаковой частоты равна гармонике той же частоты. \(sin\left (\omega t \right )+sin\left (\omega t+\varphi \right )=2cos\frac{\varphi }{2}sin\left (\omega t + \frac{\varphi }{2} \right )\) ,
В общем случае две гармоники не дадут в сумме третьей. А при сложении двух монохромных (разных цветов) потоков получается световой поток третьего цвета. На этом можно и завершить обсуждение волнового характера световых потоков.
Несостоятельность волнового представления светового потока вынуждены были признать физики-теоретики.
Не «несостоятельность», а недостаточность, неполноту.
Называйте вещи своими именами.
Результатом явилась разработка некой корпускулярно-волновой теории света.
Результатом явилась разработка квантовой электродинамики.
Квантовая электродинамика не имеет никакого отношения к физике. Это чисто абстрактная наука с мифическими персонажами, не более реальными, чем Зевс-Громоврежец.
А про «корпускулярно-волновой дуализм» забудьте. Это ранняя наивная интерпретация, имеет только исторический интерес.
световой поток, очевидно, состоит не из волн и не из частиц.
Совершенно верно! Световой поток состоит из фотонов, квантовых объектов.
А фотон в терминах квантовой электродинамики и является одним из сказочных персонажей, которому приписывается множество сказочных способностей. Нет только однозначного физического описания, есть только открытый и постоянно пополняющийся перечень свойств.
измеренные продолжительности импульсов, называемых фотонами, и мощности этих импульсов.
Фотон — это не импульс.
Объективным также является влияние фотона на окружающую среду: фотон можно сказать взрывается и деформирует среду в некоторой области.
Фотон взорваться не может. Он стабилен.
Фотоны появляются и поглощаются. А что значит стабилен?
#54969 zam :#54961 Enovik :Можно придумать еще множество способов получения интерференционной картинки, и каждая потребует своего объяснения.
Все будут объяснены одинаково.
Альтернативный вариант создания интерференционной картинки, а также возможный способ создания дифракционной картики, иллюстрируются на приведенном ниже рисунке:
Здесь монохромный световой поток, проходя через малое отверстие в ширме, переформатируется в многолепестковый монохромный луч. Подобное поведение электромагнитных потоков энергии достаточно подробно изучено на примерах распространения радиолокационных сигналов.
При прохождении через круглое отверстие формируется многолепестковый луч, способный создать на экране традиционную концентрическую дифракционную картинку. Если в ширме имеется узкая щель, то дифракционная картинка, очевидно, примет вид полос. Если в ширме есть две параллельные близко расположенные щели, то их дифракционные картинки наложатся, образуя единую интерференционную картинку.
При таком сценарии интерференционная и дифракционная картинки формируются на экране и существуют объективно и независимо от наблюдателя.
отредактировал(а) zam: 2023-02-13 11:46 GMT
#54968 zam :#54955 Enovik :
В опыте Юнга взаимодействие потоков должно было бы начаться задолго до экрана в обозначенной области их пересечения.
Так и есть.
Поясните, пожалуйста, как взаимодействуют световые потоки (монохромные и разноцветные), пересекающиеся, например, под прямым углом. Выберите вариант ответа, или предложите свой:
1. Потоки аннигилируют.
2. Потоки меняют цвета и продолжают распространения в первоначальных направлениях.
3. Потоки отражаются друг от друга.
4. Что-то происходит, квантовая электродинамика даже может «что-то» рассчитать, но экспериментально это пока не подтверждено.
Рекомендация:
В Википедии правильный ответ не ищите, зря потеряете время.
#54972 Enovik :#54968 zam :В опыте Юнга взаимодействие потоков должно было бы начаться задолго до экрана в обозначенной области их пересечения.
Так и есть.
Но нет никаких подтверждений этих взаимодействий до попадания в глаза наблюдателя или в интегрирующие приборы, типа фотопластинки.
А без регистрации событий приборами не бывает вообще никаких подтверждений. Никогда. Хочешь что-то узнать — поставь прибор. Регистратор (в данном случае измеритель интенсивности светового потока) можно поставить в любую точку области после ширмы с парой щелей. И он покажет, что интенсивная разная в различных точках.
Однако теоретическая расчетная картинка никак не измениться, и на зеркальном экране также сформируется чередование полос.
Конечно сформируется. Только мы её не увидим — прибор не подходящий.
Укажите подходящий прибор, иначе это утверждение голословно.
Обычный экран, листок белой бумаги.
Частота чередования колец, очевидно, должна соответствовать частоте смены фаз взаимодействующих сигналов.
Нет. Вам следует взять учебник и почитать, как вычисляется расстояние между максимумами(минимумами) интерференционной картины.
Ссылку на подходящий учебник можете дать? Именно по учебникам и получается расстояние между соседними максимумами на порядки тоньше волоса. Могу дать ссылку.
Нет проблем. Савельев, Том 2. Электричество, магнетизм, волны, оптика: https://scask.ru/c_book_s_phis2.php?id=127 https://scask.ru/c_book_s_phis2.php?id=127. Формула (119.8). Там показано, что расстояние между интерференционными максимумами равно \(\frac{L}{d}\lambda \) (L — рассояние от щелей до экрана, d — расстояние между щелями).
Теперь давайте вашу ссылку.
Радиоприёмник плюс осциллограф весьма просто позволяют увидеть зависимость характеристики радиоволны (а это то же, что и свет, только с маленькой частотой) от времени.
Это искусственно созданные гармонические волны, которые, действительно, встечаются в электротехнике и радиоэлектронике. Интенсивность света тоже можно формировать по гармоническому закону. Но речь идет о классичеком опыте Юнга.
Как раз классический опыт Юнга и демонстрирует то, что свет обладает волновыми свойствами. Обычный солнечный свет.
Наличие у света волновых свойств (а никакая не «природа»).подтверждено миллионами экспериментов.
Прошу ссылку хоть на один подобный эксперимент. Не трудитесь. Не найдете.
Радио и телевидение — постоянно выполняемый эксперимент на эту тему. Что мы делаем, когда настраиваем приёмник на нужную радиостанцию? Мы добиваемся того, чтобы колебательный контур приёмника вошёл в резонанс с волной передающей станции.
На этом можно и завершить обсуждение волнового характера световых потоков.
Как вам будет угодно. Не имею ничего против вашего желания оставаться неучем.
Квантовая электродинамика не имеет никакого отношения к физике. Это чисто абстрактная наука с мифическими персонажами, не более реальными, чем Зевс-Громоврежец.
Хамство, основанное на слабости умственных способностей. Это печально.
А фотон в терминах квантовой электродинамики и является одним из сказочных персонажей, которому приписывается множество сказочных способностей. Нет только однозначного физического описания, есть только открытый и постоянно пополняющийся перечень свойств.
Фотон — простейшая из фундаментальных частиц. Набор его свойств чрезвычайно беден. Можете в Вики почитать.
Фотоны появляются и поглощаются. А что значит стабилен?
«Стабильный» означает, что в свободном состоянии время жизни бесконечно.
#54974 Enovik :Поясните, пожалуйста, как взаимодействуют световые потоки (монохромные и разноцветные), пересекающиеся, например, под прямым углом.
Сточки зрения классической электродинамики световые потоки от разных источников не взаимодействуют никак. Просто не замечают друг друга. Потоки от одного источника интерферируют, могут друг друга усилить, а могут погасить.
Сточки зрения квантовой электродинамики фотон с фотоном взаимодействуют. Но это взаимодействие настолько слабое, что для его наблюдения требуются световые потоки с чрезвычайно большой плотностью энергии. Почитать про это можно вот тут: https://scask.ru/c_book_t_phis4.php?id=128 https://scask.ru/c_book_t_phis4.php?id=128 .
Недавно всё-таки удалось зарегистрировать это явление в эксперименте: https://nplus1.ru/news/2017/08/16/photon-photon https://nplus1.ru/news/2017/08/16/photon-photon .
#54976 zam :#54974 Enovik :Поясните, пожалуйста, как взаимодействуют световые потоки (монохромные и разноцветные), пересекающиеся, например, под прямым углом.
Сточки зрения классической электродинамики световые потоки от разных источников не взаимодействуют никак. Просто не замечают друг друга. Потоки от одного источника интерферируют, могут друг друга усилить, а могут погасить.
Сточки зрения квантовой электродинамики фотон с фотоном взаимодействуют. Но это взаимодействие настолько слабое, что для его наблюдения требуются световые потоки с чрезвычайно большой плотностью энергии. Почитать про это можно вот тут: https://scask.ru/c_book_t_phis4.php?id=128 https://scask.ru/c_book_t_phis4.php?id=128 .
Погасить один поток другим потоком не удавалось еще никому. Что делать с законом сохранения энергии? Энергию можно только перераспределять, но не создавать и не уничтожать.
А ссылки на точки зрения наук, не являющихся адекватным описанием Природы, ценности не имеют.
#54975 zam :#54972 Enovik :яастота чередования колец, очевидно, должна соответствовать частоте смены фаз взаимодействующих сигналов.Нет. Вам следует взять учебник и почитать, как вычисляется расстояние между максимумами(минимумами) интерференционной картины.
Ссылку на подходящий учебник можете дать? Именно по учебникам и получается расстояние между соседними максимумами на порядки тоньше волоса. Могу дать ссылку.
Нет проблем. Савельев, Том 2. Электричество, магнетизм, волны, оптика: https://scask.ru/c_book_s_phis2.php?id=127 https://scask.ru/c_book_s_phis2.php?id=127. Формула (119.8). Там показано, что расстояние между интерференционными максимумами равно \(\frac{L}{d}\lambda \) (L — рассояние от щелей до экрана, d — расстояние между щелями).
Теперь давайте вашу ссылку.
Подставьте в эту формулу реальные значения величин L, d и длины волны в оптическом спектре — около 500 нанометров. Получите величину, меньше средней толщины волоса (0.05мм = 500*100 нанометров). Даже если величина L в сто раз превышает величину d, то расстояние между максиммумами только сравняется с толщиной волоса. Я с этой ссылкой согласен.
А остальное в моем посте Вам обсуждать пока рано. Вы просто не понимаете о чем речь. Надо закончить школу, техничекий ВУЗ, поработать десятки лет в научных организациях и тд.
И не надо здесь цитировать Википедию, она — для дебилов.
отредактировал(а) Enovik: 2023-02-13 19:01 GMT
#54975 zam :Наличие у света волновых свойств (а никакая не «природа»).подтверждено миллионами экспериментов.
Прошу ссылку хоть на один подобный эксперимент. Не трудитесь. Не найдете.
Радио и телевидение — постоянно выполняемый эксперимент на эту тему. Что мы делаем, когда настраиваем приёмник на нужную радиостанцию? Мы добиваемся того, чтобы колебательный контур приёмника вошёл в резонанс с волной передающей станции.
Даже в школьных учебниках написано, что сигналы радио и телевидения передаются на искусственно генерируемых несущих гармонических волнах. Частоты этих волн не имеют никакого отношения к частотам электромагнитных волн (предполагаемых). Частоты электромагнитных волн (предполагаемых), передающих информацию в радио и видео сигналах имеют другие порядки, но не имеют волнового характера.
С таким же успехом частоту переменного тока в бытовых сетях можно сравнивать с частотой волн, переносящих электроэнергию (по некоторым представлениям).
Похоже, вы этого еще не проходили.
#54977 Enovik :Погасить один поток другим потоком не удавалось еще никому.
Это удалось ещё Томасу Юнгу в начале 19 века. Просто вы на удивление мало знаете.
Что делать с законом сохранения энергии? Энергию можно только перераспределять, но не создавать и не уничтожать.
Совершенно верно. В опыте Юнга в одних местах экрана потоки гасят друг друга, а в других усиливают (энергия перераспределяется, получается «зебра»). Суммарная освещённость получается в два раза больше, чем от одной щели. В полном соответствии с законом сохранения энергии.
А есть ещё такая интересная штука — просветлённая оптика. На линзу наносится тонкая плёнка. В результате пропускная способность линзы увеличивается. Почему? Потому что лучи, отражённые от передней и задней поверхности плёнки гасят друг друга. Зато прошедшие в стекло лучи усиливают друг друга.
А ссылки на точки зрения наук, не являющихся адекватным отокписанием Природы, ценности не имеют.
Естественные науки адекватно описывают природу. Настолько адекватно, насколько позволяет точность существующих нынче приборов.
Или вы предпочитаете религиозное описание мира?
#54978 Enovik :#54975 zam :Нет проблем. Савельев, Том 2. Электричество, магнетизм, волны, оптика: https://scask.ru/c_book_s_phis2.php?id=127 https://scask.ru/c_book_s_phis2.php?id=127. Формула (119.8). Там показано, что расстояние между интерференционными максимумами равно \(\frac{L}{d}\lambda \) (L — рассояние от щелей до экрана, d — расстояние между щелями).
Теперь давайте вашу ссылку.
Подставьте в эту формулу реальные значения величин L, d и длины волны в оптическом спектре — около 500 нанометров. Получите величину, меньше средней толщины волоса (0.05мм = 500*100 нанометров). Даже если величина L в сто раз превышает величину d, то расстояние между максиммумами только сравняется с толщиной волоса. Я с этой ссылкой согласен.
Реальный опыт Юнга своими руками:
Выполняем расчёт.
\(\lambda =500\; нм=0.0000005\; м,\; d=0.5\; мм=0.0005\; м,\; L=1\; м \\\frac{L}{d}\lambda =\frac{1\; м}{0.0005\: м}(0.0000005\; м)=0.001\; м=1\; мм\)
Получается миллиметр, это много больше толщины волоса.
А остальное в моем посте Вам обсуждать пока рано. Вы просто не понимаете о чем речь. Надо закончить школу, техничекий ВУЗ, поработать десятки лет в научных организациях и тд.
А я ничего и не обсуждаю. Как вы верно заметили, мне ещё рано. Я только указываю на фактические ошибки в ваших сообщениях.
А вы в котором классе нынче учитесь?
И не надо здесь цитировать Википедию, она — для дебилов.
Если там написано правильно, то можно и процитировать. Кроме того, там почти всегда есть ссылки на полезные источники.
#54978 Enovik :Подставьте в эту формулу реальные значения величин L, d и длины волны в оптическом спектре — около 500 нанометров. Получите величину, меньше средней толщины волоса (0.05мм = 500*100 нанометров). Даже если величина L в сто раз превышает величину d, то расстояние между максиммумами только сравняется с толщиной волоса. Я с этой ссылкой согласен.
А остальное в моем посте Вам обсуждать пока рано. Вы просто не понимаете о чем речь. Надо закончить школу, техничекий ВУЗ, поработать десятки лет в научных организациях и тд.
Вы зря бросаетесь оскорблениями. Возьмите реальные величины L= 300 cm, d=0.02 cm и лямбда = 5 10-5 см. При таких параметрах эксперимента Вы получите расстояние между максимумами освещенности на экране, равное 0.75 см. Вполне реализуемый случай. Между прочим, Юнг с помощью своих экспериментов смог определить длины световых волн. Удачи.
#54979 Enovik :Даже в школьных учебниках написано, что сигналы радио и телевидения передаются на искусственно генерируемых несущих гармонических волнах.
Радиоволны естественного происхождения (от Солнца) и искуственного происхождения (от Останкинской башни) — это разные явления?
Частоты этих волн не имеют никакого отношения к частотам электромагнитных волн (предполагаемых).
Радиоволны не являются электромагнитными?
Частоты электромагнитных волн (предполагаемых), передающих информацию в радио и видео сигналах имеют другие порядки, но не имеют волнового характера.
Вы сами-то читаете, что пишете? «волны… не имеют волнового зарактера».
С таким же успехом частоту переменного тока в бытовых сетях можно сравнивать с частотой волн, переносящих электроэнергию (по некоторым представлениям).
Бытовые сети переменного тока излучают ЭМ-волны. И ЭМ-волны переносят ЭМ-энергию. Но эту энергию могут переносить и стационарные электромагнитные поля.
Похоже, вы этого еще не проходили.
Того, что пишете вы, мы ещё не проходили. А как мы могли проходить, если вы сами сочиняете эти сказки? В учебниках такого нет.
#54980 zam :#54977 Enovik :Совершенно верно. В опыте Юнга в одних местах экрана потоки гасят друг друга, а в других усиливают (энергия перераспределяется, получается «зебра»). Суммарная освещённость получается в два раза больше, чем от одной щели. В полном соответствии с законом сохранения энергии.
Вы опять не понимаете вопроса. Представьте два очень узких когерентных луча, много тоньше теоретического расстояния между соседними максимумами интерференционной картинки. Теоретически эти лучи могут взаимоуничтожится. А практически это, очевидно, невозможно. Значит теория не верна.
Естественные науки адекватно описывают природу. Настолько адекватно, насколько позволяет точность существующих нынче приборов.
Или вы предпочитаете религиозное описание мира?
Естественные науки могут описывать природу вообще без участия приборов, Для адекватной науки приборы изредка нужны только для проверки правильности теории.
Религиозное описание мира во многом более правдоподобно, чем современное естественно-научное. Религия смыкается с учениями великих физиков прошлого, осознававших первичность энергии и, как следствие, строение элементарных частиц из чистой энергии (ссылки дать?)
Религию не надо понимать буквально. Единый смысл основных религиозных учений состоит в признании первичности мотивации и энергии, которые все и создали.
#54982 Fedor :#54978 Enovik :Подставьте в эту формулу реальные значения величин L, d и длины волны в оптическом спектре — около 500 нанометров. Получите величину, меньше средней толщины волоса (0.05мм = 500*100 нанометров). Даже если величина L в сто раз превышает величину d, то расстояние между максиммумами только сравняется с толщиной волоса. Я с этой ссылкой согласен.
А остальное в моем посте Вам обсуждать пока рано. Вы просто не понимаете о чем речь. Надо закончить школу, техничекий ВУЗ, поработать десятки лет в научных организациях и тд.
Вы зря бросаетесь оскорблениями. Возьмите реальные величины L= 300 cm, d=0.02 cm и лямбда = 5 10-5 см. При таких параметрах эксперимента Вы получите расстояние между максимумами освещенности на экране, равное 0.75 см. Вполне реализуемый случай. Между прочим, Юнг с помощью своих экспериментов смог определить длины световых волн. Удачи.
Алло, Физик. Вы когда-нибудь были в лаборатории, где повторяют опыт Юнга? Даже Ваши фантастические величины не позволяют получить приличный результат. Попробуйте увеличить значение L еще раз в пять, тогда результат могут опубликовать в «Мурзилке».
#54983 zam :#54979 Enovik :
Частоты электромагнитных волн (предполагаемых), передающих информацию в радио и видео сигналах имеют другие порядки, но не имеют волнового характера.
Вы сами-то читаете, что пишете? «волны… не имеют волнового зарактера».
А Вы опять не понимаете о чем речь. Написано предполагаемые волны не имеют волнового характера.
#54983 zam :#54979 Enovik :
Радиоволны естественного происхождения (от Солнца) и искуственного происхождения (от Останкинской башни) — это разные явления?
Искусственные радиоволны (несущие) описываются гармониками в соответствии со способом их создания генераторами. «Радиоволны» естественного проосхождения являются (как и оптические «волны») результатом суммирования сигналов от множества независимых источников. В результате сложения множества отдельных сигналов должна получиться не просто волна, а гармоника. Без Дирижера это невозможно. Получится какофония, а не волна.
Частоты этих волн не имеют никакого отношения к частотам электромагнитных волн (предполагаемых).
Радиоволны не являются электромагнитными?
Если угодно, можете называть хоть все волны электромагнтными. Это ничего не меняет. Но далеко не все волны, условно считающиеся электромагнитными, имеют отношение к электричеству или магнетизму.
#54985 Enovik :Алло, Физик. Вы когда-нибудь были в лаборатории, где повторяют опыт Юнга? Даже Ваши фантастические величины не позволяют получить приличный результат. Попробуйте увеличить значение L еще раз в пять, тогда результат могут опубликовать в «Мурзилке».
Нет, не был. Но видел вот такой ролик: https://www.youtube.com/watch?v=nHA02VfWDHU
А какой результат Вы назовете приличным?
*****
Enovik:
Вы опять не понимаете вопроса. Представьте два очень узких когерентных луча, много тоньше теоретического расстояния между соседними максимумами интерференционной картинки. Теоретически эти лучи могут взаимоуничтожится. А практически это, очевидно, невозможно. Значит теория не верна.
Когерентные лучи от двух щелей не могут быть узкими потому, что каждая щель оказывается источником света — излучателем. От щели волны распространяются во все направления полупространства за щелью. Уничтожаться в месте пересечения на экране они могут только в случаях, когда имеется сдвиг по фазам на угол Пи. Демонстрирую: Esin(wt)+Esin(wt+Pi)=Esin(wt)+E(cos(wt)sin(Pi)+cos(Pi)sin(wt)) =Esin(wt)-Esin(wt)=0.
#54981 zam :Реальный опыт Юнга своими руками:
Выполняем расчёт.
\(\lambda =500\; нм=0.0000005\; м,\; d=0.5\; мм=0.0005\; м,\; L=1\; м \\\frac{L}{d}\lambda =\frac{1\; м}{0.0005\: м}(0.0000005\; м)=0.001\; м=1\; мм\)
Получается миллиметр, это много больше толщины волоса.
Этот ролик — парнография. Выдержать просмотр можно только несколько секунд в ускоренном режиме.
Прямое использование лазерного луча в опыте Юнга демонтсрирует полное непонимание вопроса. Вы с физикой знакомились по подобным клипам и комиксам? Вы когда-нибудь учавствовали в лабораторных работах по физике?
Вы опять не в курсе. Проблема не с толщиной волоса. Это леко решается масштабированием опытной установки. Можно получить расчетную толщину интерференционных колец и много тоньше волоса. Проблема в соотношении реальных колец (если удается их получить) и расчетных.
#54989 Fedor :#54985 Enovik :Алло, Физик. Вы когда-нибудь были в лаборатории, где повторяют опыт Юнга? Даже Ваши фантастические величины не позволяют получить приличный результат. Попробуйте увеличить значение L еще раз в пять, тогда результат могут опубликовать в «Мурзилке».
Нет, не был. Но видел вот такой ролик: https://www.youtube.com/watch?v=nHA02VfWDHU
Даже если этот ролик не является просто фокусом, то он все равно ничего не доказывает. С помощью лазера можно получить узкие полосы и при одной щели. Аргументом в пользу волнового характера светового потока могла быть демонстрация взаимного уничтожения двух лучей. Это был бы достаточно простой эксперимент, если лучи, действительно, волновые и действительно интерферируют.
А в предлагаемых расчетах содержится лукавство. Толщина колец не должна засисеть от расстояния между щелями. Фаза каждой из двух волн при смещении вдоль экрана меняется независимо от фазы второй волны. Поэтому фазы обоих волн (в первом приближении и при малых расстояниях между щелями по сравнению с расстоянием от щелей до экрана) будут меняться синхронно при смещении по экрану в зависимости только от длины волны и расстояния до экрана.
Enovik:
Вы опять не понимаете вопроса. Представьте два очень узких когерентных луча, много тоньше теоретического расстояния между соседними максимумами интерференционной картинки. Теоретически эти лучи могут взаимоуничтожится. А практически это, очевидно, невозможно. Значит теория не верна.
Когерентные лучи от двух щелей не могут быть узкими потому, что каждая щель оказывается источником света — излучателем. От щели волны распространяются во все направления полупространства за щелью. Уничтожаться в месте пересечения на экране они могут только в случаях, когда имеется сдвиг по фазам на угол Пи. Демонстрирую: Esin(wt)+Esin(wt+Pi)=Esin(wt)+E(cos(wt)sin(Pi)+cos(Pi)sin(wt)) =Esin(wt)-Esin(wt)=0.
Вы можете выделить из обоих широких лучей по одному узкому фрагменту в противофазах. Например, оставьте на экране только «пятачок», где пересакаются оговоренные узкие лучи, остальную часть экрана удалите. Позвольте этим двум узким фрагментам взаимоуничтожиться на «пятачке» экрана и поробуйте выяснить, куда делась энергия узких лучей.
отредактировал(а) Enovik: 2023-02-14 11:58 GMT
#54984 Enovik :Теоретически эти лучи могут взаимоуничтожится. А практически это, очевидно, невозможно. Значит теория не верна.
Это что же за теория такая? Дайте ссылочку на материал с изложением этой теории.
Естественные науки могут описывать природу вообще без участия приборов,
Нет. Естественные науки начинают с наблюдений и экспериментов, затем строят модели для систематизации результатов, затем снова обращаются к экспериментам для проверки результатов теоретических расчётов.
Для адекватной науки приборы изредка нужны только для проверки правильности теории.
Есть только одна наука, которой не нужны приборы. Это математика. Но это наука не естественная, а сверхестественная, божественная, царица наук.
Религиозное описание мира во многом более правдоподобно, чем современное естественно-научное.
Нет.
Религия смыкается с учениями великих физиков прошлого,
Нет.
осознававших первичность энергии и, как следствие, строение элементарных частиц из чистой энергии (ссылки дать?)
Энергия не первична. Элементарные частицы из энергии не состоят. Что такое энергия вы не знаете. Ссылки на враньё мне не нужны.
Религию не надо понимать буквально. Единый смысл основных религиозных учений состоит в признании первичности мотивации и энергии, которые все и создали.
«А вот с этого и надо было начинать» (Штирлиц). Сразу бы сказали, что вас интересует религиозная картина мира. Я бы перенёс тему в раздел "Пустые Простые разговоры".
Вот там бы вы спокойно рассуждали про водоизмещение Ноева ковчега и содержание белков, жиров, углеводов в манне небесной.
Всё-таки форум посвящён физике.
#54986 Enovik :А Вы опять не понимаете о чем речь. Написано предполагаемые волны не имеют волнового характера.
Да, я опять не понимаю. Я вообще не могу понимать не владеющих русским или хотя бы английским языком.
#54993 Enovik :Этот ролик — парнография.
Судя по вашим сообщениям, пАрнография как раз и является вашим любимым жанром. Вот и наслаждайтесь.
Проблема в соотношении реальных колец (если удается их получить) и расчетных.
Результаты экспериментов соответствуют теоретическим расчётам. Вы разве не в курсе, что любое несовпадение теоретических расчётов с результатами экспериментов отправляет теорию на свалку?
Или вы приверженец Гегеля с его тезисом «Если моя теория прогтиворечит фактам, то тем хуже для фактов»?
#54994 Enovik :А в предлагаемых расчетах содержится лукавство. Толщина колец не должна засисеть от расстояния между щелями. Фаза каждой из двух волн при смещении вдоль экрана меняется независимо от фазы второй волны. Поэтому фазы обоих волн (в первом приближении и при малых расстояниях между щелями по сравнению с расстоянием от щелей до экрана) будут меняться синхронно при смещении по экрану в зависимости только от длины волны и расстояния до экрана.
Первый максимум в картинке распологается на пересечении перпендикуляра с экраном, идущего от средины между щелями. Расстояния от щелей до этой точки одинаковы. Расстояния от щелей до любой другой точки экрана оказывается разными. Если помните теорему Пифагора, то раскинув мозгами, можете сами получить формулу, которая даст расстояние до следующего максимума, когда расстояния между точкой пересечения лучей и щелями будут различаться на длину волны.
Вы можете выделить из обоих широких лучей по одному узкому фрагменту в противофазах. Например, оставьте на экране только «пятачок», где пересакаются оговоренные узкие лучи, остальную часть экрана удалите. Позвольте этим двум узким фрагментам взаимоуничтожиться на «пятачке» экрана и поробуйте выяснить, куда делась энергия узких лучей.
Закон сохранения энергии проверяют не путем вырезания ее кусочка на каком-то пятачке. В данном случае энергия перераспределяется по всему объему излучения. В одних местах ее доля возрастает, в других — уменьшается. Закон сохранения от этого не пострадает.