Sähkömagneettisen aallon olemus

[pähkäilijä]

Dronen aika on nyt mutta vastamyrkkykin on keksitty, laser. Euron sähköllä putoaa drone. Mutta kuinka se saadaan tarkaksi on vaikeaa. Hyvä puoli on rekyylin puuttuminen, rekyyli ei pahemmin heilauta laitetta. Jos lasertykki alkaa toimia hyvin dronet menettävät merkityksensä ainakin hyvällä säällä.

[QS]

Dronen aika on nyt mutta vastamyrkkykin on keksitty, laser. Euron sähköllä putoaa drone. Mutta kuinka se saadaan tarkaksi on vaikeaa. Hyvä puoli on rekyylin puuttuminen, rekyyli ei pahemmin heilauta laitetta. Jos lasertykki alkaa toimia hyvin dronet menettävät merkityksensä ainakin hyvällä säällä.

Kyllä, rekyyli puuttuu sm-aallon olemattoman liikemäärän takia, mutta laser polttaa paikallaan leijuvankin kohteen suurella energialla.

[pähkäilijä]

Energian suunta on poikittain verrattuna sm-aallon etenemiseen. Selitys: kun dipolissa kiihdytetään elektronia, sen suunta on poikittain tai kuitenkin enempi poikittain kuin pitkittäin.

Energialla ei ole suuntaa. Selitän periaatetasolla, ja epärelativistisesti. Oletetaan varattu hiukkanen, joka etenee x-akselin suunnassa nopeudella \(\mathbf v\). Hiukkasen liikemäärä on vektori \(p_h = m_h \mathbf v\) ja energia on skalaari \(E_h = \frac{1}{2} m_h v^2\).

Oletetaan, että varattuun hiukkaseen vaikuttaa voima, joka jarruttaan sen nopeuden nollaksi. Voima on lopulta sähkömagneettinen voima, mutta yksinkertaistettuna suuri atomiydin. Jarrutus tapahtuu varauksen ja aluksi paikallaan olevan ytimen sironnassa tms.

Liikemäärän säilymisestä seuraa, että jarrutuksen jälkeen \(\mathbf p_y + \mathbf p_s = \mathbf p_h\), missä \(\mathbf p_y\) on ytimen liikemäärä, ja \(\mathbf p_s\) on jarrutussäteilyn kokonaisliikemäärä. Varauksen koko liikemäärävektori \(\mathbf p_h\) muuttuu säteilyn ja ytimen liikemääräksi. Ytimen liikemäärä sironnan jälkeen on vektori \(\mathbf p_y = m_y \mathbf v_y\), jolla on suunta, joka riippuu ytimen nopeusvektorista \(\mathbf v_y\).

Muodostuva jarrutussäteily etenee lähes joka suuntaan ympäriinsä. Säteilyn liikemäärän tiheys on \(\mathbf g = \frac{1}{c^2} \mathbf S\), missä \(\mathbf S = \mathbf E \times \mathbf B\). Liikemäärän tiheys \(\mathbf g\) on vektorisuure. Säteilyn komponentit \(\mathbf E(t,x,y,z)\) ja \(\mathbf B(t,x,y,z)\) ovat vektorifunktioita.

Jarrutussäteily kuljettaa liikemäärää ympäriinsä, ja sen kokonaisliikemäärä on \(\mathbf p_s = \int \mathbf g\ dV\), missä liikemäärän tiheys integroidaan tilavuudessa, jossa säteily etenee. Kokonaisliikemäärä \(\mathbf p_s\) on vektori.

Jos nyt sironnan jälkeen varaus jää paikalleen, ja ydin liikkuu hiukan x-akselin suunnasta alaviistoon, niin jarrutussäteilyn kokonaisliikemäärä suuntautuu hiukan x-akselin suunnasta yläviistoon, jotta näiden kahden liikemäärävektorin summa on sama kuin alkutilanteessa x-akselin suunnassa liikkuneen varauksen. Liikemäärien vektorisumma toteuttaa liikemäärän säilymisen.

Sironnan jälkeen hiukkasen liike-energia on \(E_h = 0\), ytimen \(E_y = m_y v_y^2\) ja jarrutussäteilyn kokonaisenergia \(E_s = \int u\ dV\), missä \(u\) on säteilyn energiatiheys. Energian säilymisen seurauksena nämä toteuttavat \(E_h = E_y + E_s\). Kaikki energiat ovat skalaareita, joilla ei ole suuntaa.

Tämä siis vain periaatetasolla, oikeasti pitäisi tehdä relativistisesti ja sirontateorialla. Käytännössä varauksen nolla loppunopeus ei ole realistinen setuppi jne.

En ihan ymmärrä kaikkea mutta sen kuitenkin että on eri energian laatuja. Kineettisellä energialla on suunta mutta lämpöenergialla ei. Tämä on helppo todistaa, luotiin ladataan kemiallista energiaa ruudin kautta. Kemiallinen energia on potentiaalista eikä sillä ole makroskooppista suuntaa, vain mikroskooppinen. Kiväärin piipussa siihen pakotetaan suunta, ammus "antaa periksi". Kun suunta on ammuksessa, suunta säilyy kunnes se osuu. Osumassa paksuun mäntyyn osa energiasta vaikuttaa maan pyörimisliikkeeseen, osa muuttuu lämmöksi, mikroskooppiseksi liike-energiaksi jolla ei ole suuntaa. Esim kolikko sisältää atomitasolla liike/potentiaalienergiaa. Sen atomisidokset tutisee max potentiaalin ja max nopeuden välillä, vasta 0 Kelvinissä tutina loppuu. Mikroskooppinen liike-energia siis on ilman suuntaa koska triljoonat atomit menee mielivaltaisiin suuntiin ja näin keskimääräinen nopeus pyöristyy nollaksi.
 Eli maan liikkuessa auringon ympäri se kuljettaa mukanaan liike-energiaa jolla on vissi suunta. Mutta jos sen massa muuttaa energialajia säteilyksi (esim laava säteilee avaruuteen), niin maan massa pienee ja liike-energia myös. 
 Myös autossa näkyy lajimuutos, 100km/t jarrutuksessa kineettinen energia muuttuu maapallon pyörimiseksi ja lämmöksi.

[Eusa]

Ei ole kineettisellä energiallakaan suuntaa, koska energia on lukema, ei nuoli.

[pähkäilijä]

Ei ole kineettisellä energiallakaan suuntaa, koska energia on lukema, ei nuoli.

Eikö se ole sopimus? Jos sovitaan ettei energiaa voi kuvata nuolella niin eletään sen mukaan. Mutta jos sovitaan että liike-energialla on nuoli niin sitten ollaan arjessa. Ollaanko nuolesta sitten luovuttu siksi ettei se toimi koordinaatistossa? Kun nuoli osoittaa origosta 45 asteen kulmassa x-akselilla 3 ja y-akselilla 3 niin toisen potenssin nuoli kasvaa epälineaarisesti. Tarkoitan 3^2=9 ja siitä Pythagoran avulla 2x9=18 ja sen neliöjuuri olisi 4,24. Ongelma on nuolen liian lyhyt pituus, 4,24. Kun nuoli kasvaa eksponentiaalisesti, sen pituus ylittää reilusti 4,24. Näin koordinaatisto ei ole hyvä alusta energianuolelle?

[Eusa]

Ei ole kineettisellä energiallakaan suuntaa, koska energia on lukema, ei nuoli.

Eikö se ole sopimus? Jos sovitaan ettei energiaa voi kuvata nuolella niin eletään sen mukaan. Mutta jos sovitaan että liike-energialla on nuoli niin sitten ollaan arjessa. Ollaanko nuolesta sitten luovuttu siksi ettei se toimi koordinaatistossa? Kun nuoli osoittaa origosta 45 asteen kulmassa x-akselilla 3 ja y-akselilla 3 niin toisen potenssin nuoli kasvaa epälineaarisesti. Tarkoitan 3^2=9 ja siitä Pythagoran avulla 2x9=18 ja sen neliöjuuri olisi 4,24. Ongelma on nuolen liian lyhyt pituus, 4,24. Kun nuoli kasvaa eksponentiaalisesti, sen pituus ylittää reilusti 4,24. Näin koordinaatisto ei ole hyvä alusta energianuolelle?

Fysiikka ja matematiikka ovat kieliä kuten suomenkieli. Yhteinen kielenkäyttö edellyttää sopimusta yhteisistä merkityksistä. Suosittelen kieliopin sopimuskertausta.

[pähkäilijä]

Ei ole kineettisellä energiallakaan suuntaa, koska energia on lukema, ei nuoli.

Eikö se ole sopimus? Jos sovitaan ettei energiaa voi kuvata nuolella niin eletään sen mukaan. Mutta jos sovitaan että liike-energialla on nuoli niin sitten ollaan arjessa. Ollaanko nuolesta sitten luovuttu siksi ettei se toimi koordinaatistossa? Kun nuoli osoittaa origosta 45 asteen kulmassa x-akselilla 3 ja y-akselilla 3 niin toisen potenssin nuoli kasvaa epälineaarisesti. Tarkoitan 3^2=9 ja siitä Pythagoran avulla 2x9=18 ja sen neliöjuuri olisi 4,24. Ongelma on nuolen liian lyhyt pituus, 4,24. Kun nuoli kasvaa eksponentiaalisesti, sen pituus ylittää reilusti 4,24. Näin koordinaatisto ei ole hyvä alusta energianuolelle?

Fysiikka ja matematiikka ovat kieliä kuten suomenkieli. Yhteinen kielenkäyttö edellyttää sopimusta yhteisistä merkityksistä. Suosittelen kieliopin sopimuskertausta.

Ajattelen kanssa että kyse on sopimuksesta, liike-energiaa ei ilmoiteta nuolella siksi. Tästä ei kuitenkaan voi vetää johtopäätöstä että liike-energialla ei olisi suuntaa. Me matkustamme maapallon kanssa 30km/s ja tämä liike-energia matkustaa samaan suuntaan. Vai voiko sanoa että tämä energia ei matkusta? 

[Eusa]

Ei ole kineettisellä energiallakaan suuntaa, koska energia on lukema, ei nuoli.

Eikö se ole sopimus? Jos sovitaan ettei energiaa voi kuvata nuolella niin eletään sen mukaan. Mutta jos sovitaan että liike-energialla on nuoli niin sitten ollaan arjessa. Ollaanko nuolesta sitten luovuttu siksi ettei se toimi koordinaatistossa? Kun nuoli osoittaa origosta 45 asteen kulmassa x-akselilla 3 ja y-akselilla 3 niin toisen potenssin nuoli kasvaa epälineaarisesti. Tarkoitan 3^2=9 ja siitä Pythagoran avulla 2x9=18 ja sen neliöjuuri olisi 4,24. Ongelma on nuolen liian lyhyt pituus, 4,24. Kun nuoli kasvaa eksponentiaalisesti, sen pituus ylittää reilusti 4,24. Näin koordinaatisto ei ole hyvä alusta energianuolelle?

Fysiikka ja matematiikka ovat kieliä kuten suomenkieli. Yhteinen kielenkäyttö edellyttää sopimusta yhteisistä merkityksistä. Suosittelen kieliopin sopimuskertausta.

Ajattelen kanssa että kyse on sopimuksesta, liike-energiaa ei ilmoiteta nuolella siksi. Tästä ei kuitenkaan voi vetää johtopäätöstä että liike-energialla ei olisi suuntaa. Me matkustamme maapallon kanssa 30km/s ja tämä liike-energia matkustaa samaan suuntaan. Vai voiko sanoa että tämä energia ei matkusta? 

Sanon yhdeksänkymmentäyksi. Mihin suuntaan tuo lukema voisi liikkua?

Aivan oikein, muuttujana se voi suureta tai pienetä, mitkä eivät ole avaruussuuntia. Liike-energialukemaa voi muuttaa päätä kääntämällä - molempiin suuntiin toimii samoin.

[pähkäilijä]

Eikö se ole sopimus? Jos sovitaan ettei energiaa voi kuvata nuolella niin eletään sen mukaan. Mutta jos sovitaan että liike-energialla on nuoli niin sitten ollaan arjessa. Ollaanko nuolesta sitten luovuttu siksi ettei se toimi koordinaatistossa? Kun nuoli osoittaa origosta 45 asteen kulmassa x-akselilla 3 ja y-akselilla 3 niin toisen potenssin nuoli kasvaa epälineaarisesti. Tarkoitan 3^2=9 ja siitä Pythagoran avulla 2x9=18 ja sen neliöjuuri olisi 4,24. Ongelma on nuolen liian lyhyt pituus, 4,24. Kun nuoli kasvaa eksponentiaalisesti, sen pituus ylittää reilusti 4,24. Näin koordinaatisto ei ole hyvä alusta energianuolelle?

Fysiikka ja matematiikka ovat kieliä kuten suomenkieli. Yhteinen kielenkäyttö edellyttää sopimusta yhteisistä merkityksistä. Suosittelen kieliopin sopimuskertausta.

Ajattelen kanssa että kyse on sopimuksesta, liike-energiaa ei ilmoiteta nuolella siksi. Tästä ei kuitenkaan voi vetää johtopäätöstä että liike-energialla ei olisi suuntaa. Me matkustamme maapallon kanssa 30km/s ja tämä liike-energia matkustaa samaan suuntaan. Vai voiko sanoa että tämä energia ei matkusta?

Sanon yhdeksänkymmentäyksi. Mihin suuntaan tuo lukema voisi liikkua?

Aivan oikein, muuttujana se voi suureta tai pienetä, mitkä eivät ole avaruussuuntia. Liike-energialukemaa voi muuttaa päätä kääntämällä - molempiin suuntiin toimii samoin.

Aha. Jos tuolla periaatteella mennään, ei liikemääränkään suuntaa ilmoiteta.

[QS]

Me matkustamme maapallon kanssa 30km/s ja tämä liike-energia matkustaa samaan suuntaan. Vai voiko sanoa että tämä energia ei matkusta?

Jos energiaan halutaan liittää suunta, niin tulee määritellä energiavuo, ja tarkastella sen suuruutta valitun pinta-alan läpi.