Sähkömagneettisen aallon olemus

[pähkäilijä]

Sanotaanpa että Loviisa Kakkonen tuottaa 500 MW ja 400 kV ja 50 Hz. Normaalisti.

Nyt nostetaan ko. laitos lavetille, jota liikutetaan nopeudella 0.5 c sähköjohdon alla, johon ko. laitos syöttää virtaa semmoisen härvelin kautta joita on vaikkapa ratikoissa.

No nythän taajuus laskee 10 % tai jotain, siis generaattorin pyörimistaajuus, johtuen aikadilataatiosta. Mutta mainittuun johtoon laitos syöttää noin 100 hertsin taajuutta ja noin 800 kV jännitettä ja noin 2000 MW tehoa, nimittäin jos sähkön käyttöpaikka on siinä suunnassa mihin laitos liikkuu.

Jos taas sähkön käyttöpaikka on siinä suunnassa mistä laitos liikkuu poispäin, niin sitten em. kaikki arvot suunnilleen puolittuu normaalista.


Nimenomaan Pähkäilijälle tiedoksi tämä.


 

Oho, en ole pohtinut sähköjuttuja. Aika iso nousu tehossa jos 4x. Jos teho siirrettäisiin säteilynä, olisiko nousu 2x?

[QS]

Tärkeää on saada selville pienin rakenne. Se auttaa ymmärtämään suuret rakenteet. Miksi sm-säteilyn pitää olla niin vaikea asia kun se on arkinen ilmiö.

Vaikka jokin näyttäytyy arkisena, niin ei aina tarkoita, että olisi helppo. Kaikki neljä perusvuorovaikutusta ovat kaikkea muuta kuin helppoja, jos niiden olemusta koettaa kääntää ihmisen kielelle.

Esimerkiksi sm-vuorovaikutus ja heikko vuorovaikutus ovat suurilla energioilla vain yksi ja sama sähköheikko vuorovaikutus. Tuo on ehkä ollut varhaisen universumin aikoihin se arkipäiväinen asia. Nykyhetken arkipäiväinen näkyvä valo on vain osa suurempaa kokononaisuutta.

Eikö koko asia olekin kvanttiopilla selvä paitsi kaksoisrakokokeen interferenssiä ei kvanttioppi selitä.

Kvanttiteoria selittää kaksoisraon interferenssin vallan mainiosti.

Onko niin ettei säteilyn olemusta pohjia myöten ymmärretä? Tai niinhän sanoitkin jokus 3kk sitten.

Sähkömagneettisen vuorovaikutuksen lainalaisuudet ymmärretään erittäin hyvin. Mutta kysymykset "mitä on sähkömagneettinen kenttä" tai "mikä on fotoni" ovat haastavia. Syy on se, että vuorovaikutuksen välittäjähiukkasia ei voi suoraan mitata, koskettaa, punnita, valokuvata. Niitä ei ole olemassa ilman vuorovaikutusta. Kun vuorovaikutus havaitaan, niin kysessä on esim varatun hiukkasen liikeradan mittaaminen, ei välittäjähiukkasen (esim. fotoni) koskettaminen tai tunnustelu.

Ihan sama, kun pudotat pallon lattialle. Vaikka kuinka koetat kosketella ja valokuvata painovoimaa, niin pallon ja lattian välistä ei löydy mitään kosketeltavaa. Painovoima on sekin erittäin arkinen, mutta sen "olemus" on piilossa. Havaitset sen vuorovaikutuksissa, joissa massakappaleet ovat vuorovaikutuksen osapuolia.

Teoriat kertovat täsmällisesti miten perusvuorovaikutukset toimivat ja mitä lainalaisuuksia ne noudattavat, mutta eivät kerro minkä muotoinen, makuinen, hajuinen, kokoinen jne jokin välittäjähiukkanen on.

Matemaattinen kuvaus voidaan tehdä tusinalla eri tavalla, jotka ovat kaikki oikein, mutta samalla saadaan tusina erilaisia fotoneja tai sähkömagneettisia kenttiä. Niistä ei voi valita, että tämä on minulle mieluisimman näköinen ja hajuinen fotoni, ja tämä on siksi todellinen "olemus".

Nyt ehkä tajusin helisiteetin, kuinka spin-akseli on etenemissuuntainen, spinhän heikkenee punasiirtymässä ja nopeutuu sinisiirtymässä.

Helisiteetti (vastaava massahiukkasen spiniä) on kvanttiluku, jonka arvot ovat aina +1 tai -1. Arvo ei riipu fotonin energiasta tai valon väristä.

[pähkäilijä]

Aha helisiteetti oli vaan kvanttiluku, jostain oli jäänyt käsitys että sen kierrosluku varastoi energian. Joten fotoni itse kantaa energian jollain tavalla. Ja se on välittäjähiukkanen eli bosoni. Olen luullut että vain virtuaalifotonit on välittäjähiukkasia mutta tavallisetkin on. Joka tapuksessa sm-säteily on poikittaista, vai eikö kvanttiteoria tunnista poikittaisuutta? Aaltoteoria ainakin tunnistaa.
 Poikkean gravitaatioaaltoihin, järki sanoo että se on pitkittäistä samalla lailla kuin ääniaallot. Mutta mistä sen tietää vaikka olisi poikittaista. Perustelen g-aaltojen pitkittäisyyttä sillä kun ollaan lähellä yhdistyviä mustia aukkoja, g-kenttävoimakkuus heiluu maksimin ja minimin välillä. Jos astronautti on siinä, hän ei huomaa heiluntaa koska kenttävoimakkuuden ero ruumiissa on mitätön mutta isossa rakennelmassa voisi ilmetä natinaa. Ja rakenne natisisi pitkittäissuunnassa.
 Takaisin valon kvanttiteoriaan, elektroneihin. Ajattelen että elektronit tai mitkä tahansa varausta kantavat hiukkaset, kiihtyy poikkisuunnassa ja juuri se energia mikä elektronin kiihdyttämiseen tarvitaan, niin osa siitä erkautuu kvanteiksi ja osa menee elektronin oman massan kiihdyttämiseen. Tässä energia on suunnattua niinkuin pyöräilijän liike-energia. Mutta miksi energia on ilman suuntaa kaavoissa, en keksi muuta selitystä kuin juuri värähtelyn ominaisluonteen. Värähtely on aina fifty-fifty liikettä jolloin siltä puuttuu liike johonkin suuntaan. Tästä oletan ettei kaavoissa ole energian suuntaa. 
 Kuinka fotoni sitten, joka on syntynyt suunnatusta energiasta, voi kantaa suuntamatonta energiaa? Ajattelen että nollageodeesi on sellainen ettei fotoni "edes tiedä olevansa olemassa" ja siksi se "tietämättään" kantaa suuntaamatonta energiaa ja kun tulee vuorovaikuskohtaan, se taas käyttää suunnattua liike-energiaa.

[QS]

Joten fotoni itse kantaa energian jollain tavalla. Ja se on välittäjähiukkanen eli bosoni. Olen luullut että vain virtuaalifotonit on välittäjähiukkasia mutta tavallisetkin on.

Kyllä, kaikki fotonit ovat välittäjähiukkasia, ja nimitys on täsmällisemmin massaton vektoribosoni.

Joka tapuksessa sm-säteily on poikittaista, vai eikö kvanttiteoria tunnista poikittaisuutta?

"Poikittaisuus" on peräisin koulun taululta ja kirjoista, kun on esitelty sähkömagneettinen aalto, joka on eräs sähkömagnetismin matemaattinen muotoilu. Noista piirretyistä sinikäyristä tulee mieleen sana "poikittainen", mutta muita asiaan liittyviä merkitysiä sanalle en nyt keksi. Lorentz-voiman suunta tietyissä harvinaisissa erikoistapauksissa on tavallaan "poikittain", mutta tätäkään ei voi yleistää muihin tapauksiin.

Poikkean gravitaatioaaltoihin

Jos pohdit kysymystä "olemuksesta", niin kannattaa ensin tarkastella painovoimaa sellaisenaan. Eli ihan planeetta ja putoava kivi -periaatteella.

Ajattelen että elektronit tai mitkä tahansa varausta kantavat hiukkaset, kiihtyy poikkisuunnassa ja juuri se energia mikä elektronin kiihdyttämiseen tarvitaan, niin osa siitä erkautuu kvanteiksi ja osa menee elektronin oman massan kiihdyttämiseen. Tässä energia on suunnattua niinkuin pyöräilijän liike-energia.

Liikemäärällä on suunta, energialla ei.

[pähkäilijä]

Joten fotoni itse kantaa energian jollain tavalla. Ja se on välittäjähiukkanen eli bosoni. Olen luullut että vain virtuaalifotonit on välittäjähiukkasia mutta tavallisetkin on.

Kyllä, kaikki fotonit ovat välittäjähiukkasia, ja nimitys on täsmällisemmin massaton vektoribosoni.

Joka tapuksessa sm-säteily on poikittaista, vai eikö kvanttiteoria tunnista poikittaisuutta?

"Poikittaisuus" on peräisin koulun taululta ja kirjoista, kun on esitelty sähkömagneettinen aalto, joka on eräs sähkömagnetismin matemaattinen muotoilu. Noista piirretyistä sinikäyristä tulee mieleen sana "poikittainen", mutta muita asiaan liittyviä merkitysiä sanalle en nyt keksi. Lorentz-voiman suunta tietyissä harvinaisissa erikoistapauksissa on tavallaan "poikittain", mutta tätäkään ei voi yleistää muihin tapauksiin.

Poikkean gravitaatioaaltoihin

Jos pohdit kysymystä "olemuksesta", niin kannattaa ensin tarkastella painovoimaa sellaisenaan. Eli ihan planeetta ja putoava kivi -periaatteella.

Ajattelen että elektronit tai mitkä tahansa varausta kantavat hiukkaset, kiihtyy poikkisuunnassa ja juuri se energia mikä elektronin kiihdyttämiseen tarvitaan, niin osa siitä erkautuu kvanteiksi ja osa menee elektronin oman massan kiihdyttämiseen. Tässä energia on suunnattua niinkuin pyöräilijän liike-energia.

Liikemäärällä on suunta, energialla ei.

 

QS: ""Poikittaisuus" on peräisin koulun taululta ja kirjoista, kun on esitelty sähkömagneettinen aalto, joka on eräs sähkömagnetismin matemaattinen muotoilu."

Itse ajattelen että dipoli kertoo poikittaisuudesta:
1. elektronit kiihtyy edestakaisin kiihdytysradalla missä energia puskee elektronia
2. rata emittoi kvantteja enimmäkseen sivulle
3. kvantit poistuu suurelta osin sivulle 90 astetta tosin hajontaa on ehkä 150 asteen sektoriin?

 Mutta absorbtiosta en sitten tiedä, onko sielläkin 150 asteen sektori vai onko kaikki suunnat yhtä hyviä. Kun otetaan klassinen aalto niin eikö sillä ole sähkö- ja magneettikomponentit? Ehkä niiden suunnilla selviäisi samalla absorbtion suunta. Jos sekin on lähellä 90 astetta, niin silloin poikittaisuus toimisi myös fyysisesti.

Lisäys:
Mikä olisi hämmästyttävää, jos emission suunta olisi sama kuin absorbtion. Silloin kvantin koordinaatistossa olisi suora linjaemissiosta absorbtioon, ikäänkuin viivottimella vedetty. Koska nollageodeesilla ei voi edetä, suora olisi mahdollinen. Mutta en pidä sitä todennäköisenä koska toisessa päässä olevan elektronin liiketila voi olla mitä vain. Jääkiekossakin pelaajan liiketila muuttaa kiekon suuntaa ennenkuin se on "hyppysissä".

[QS]

QS: ""Poikittaisuus" on peräisin koulun taululta ja kirjoista, kun on esitelty sähkömagneettinen aalto, joka on eräs sähkömagnetismin matemaattinen muotoilu."

Itse ajattelen että dipoli kertoo poikittaisuudesta:
1. elektronit kiihtyy edestakaisin kiihdytysradalla missä energia puskee elektronia
2. rata emittoi kvantteja enimmäkseen sivulle
3. kvantit poistuu suurelta osin sivulle 90 astetta tosin hajontaa on ehkä 150 asteen sektoriin?

Mutta absorbtiosta en sitten tiedä, onko sielläkin 150 asteen sektori vai onko kaikki suunnat yhtä hyviä. Kun otetaan klassinen aalto niin eikö sillä ole sähkö- ja magneettikomponentit? Ehkä niiden suunnilla selviäisi samalla absorbtion suunta. Jos sekin on lähellä 90 astetta, niin silloin poikittaisuus toimisi myös fyysisesti.

Entä tämän linkin Animation 3: https://www.compadre.org/osp/EJSS/4126/154.htm

[pähkäilijä]

Pyörivässä animaatiossa suunta muuttuu jatkuvasti, mutta dipolissa kiihdytyssuunta on vakio. Pyörivässä keskihakuisvoiman suunta vastaisi dipolin kiihdytysrataa. Ainakin dipoli on yksinkertaisempi.

[QS]

Pyörivässä animaatiossa suunta muuttuu jatkuvasti, mutta dipolissa kiihdytyssuunta on vakio. Pyörivässä keskihakuisvoiman suunta vastaisi dipolin kiihdytysrataa. Ainakin dipoli on yksinkertaisempi.

Mutta mitä tässä tarkoittaa ”poikittain”, kun sanoit, että sähkömagneettisen aallon olemus on poikittain.

[Eusa]

Pyörivässä animaatiossa suunta muuttuu jatkuvasti, mutta dipolissa kiihdytyssuunta on vakio. Pyörivässä keskihakuisvoiman suunta vastaisi dipolin kiihdytysrataa. Ainakin dipoli on yksinkertaisempi.

Mutta mitä tässä tarkoittaa ”poikittain”, kun sanoit, että sähkömagneettisen aallon olemus on poikittain.

Voisiko tarkoittaa, että sähköinen ja magneettinen ilmiö ovat toisiinsa nähden poikittain eli kohtisuorassa suhteessa?

[QS]

Pyörivässä animaatiossa suunta muuttuu jatkuvasti, mutta dipolissa kiihdytyssuunta on vakio. Pyörivässä keskihakuisvoiman suunta vastaisi dipolin kiihdytysrataa. Ainakin dipoli on yksinkertaisempi.

Mutta mitä tässä tarkoittaa ”poikittain”, kun sanoit, että sähkömagneettisen aallon olemus on poikittain.

Voisiko tarkoittaa, että sähköinen ja magneettinen ilmiö ovat toisiinsa nähden poikittain eli kohtisuorassa suhteessa?

Mutta tuokaan ei yleistäen pidä paikkaansa, se pätee täydelliselle melko idealisoidulle tasoaallolle. E- ja B-komponettien välinen kulma voi vaihdella myös havaitsijasta riippuen, josta muakin huomautettiin:

viewtopic.php?p=2519#p2519

Komponentit ovat helposti muuta kuin kohtisuorassa ilman Lorentzmuunnoksiakin. Tilanteesta oli esimerkki jossain tässä ketjussa, mutta en sitä nyt löytänyt.