Sähkömagneettisen aallon olemus

[pähkäilijä]

Nyt löysin fyysikon, Jyrki Kauppinen. YLE:n juttu vuosien takaa:
https://yle.fi/a/3-10923440

Ilmasto onkin monista tekijöistä koostuva, vaikea laskea kun supertietokoneilla joudutaan hakemaan tuloksia.

[pähkäilijä]

Suurennos kvantista eli erkaleesta eli fotonista:

Autotehdas olkoon elektroni jota kiihdytetään.
Auto olkoon tehtaan erkale.
Emissio olkoon Aurajoen Martinsillan länsiosa (itäosa puretaan jolloin auto ei pääse itärannalle siinä kohdalla).
Absorbtio on Tuomiokirkkosillan itäosa (länsiosa puretaan)
Autopurkaamo olkoon toinen elektroni johon auton energia puretaan

Tässä suurennoksessa auto menee länsirannalta (autotehdas) Martinsiltaa ja sitten liikkuu valon nopeudella Aurajokea ylöspäin (pohjoiseen) 1360m jossa pysähtyy Tuomiokirkkosillalle ja jatkaa sitä pitkin rannalle (autopurkaamo). Autossa ei huomaa matkaa Aurajoen suunnassa vaan ylitys tapahtuu jouhevasti?

Kysymys:
Huomaako ajaja mitään suunnanmuutosta sillan ylityksessä?

Ajan takaa sitä että meneekö auto varmasti länsirannalta itärannalle vai voiko se "kimmota" keskellä jokea takaisin länsirannalle (Tuomikirkkosillan kohdalla) ?
Jos ei voi kimmota, olisi fotoni helpommin hahmotettava.

[Heikki R]

" Elektroni on massallinen hiukkanen ja siksi ei voi mennä valon nopeudella. Fotoni on valon hiukkanen."

Voi olla,,tosin aurinkopaneelissa ns.fotoni-hiukkas-virtaus jatkuu elektroni-hiukkas-virtauksena,, jolloin kyseessä voi olla saman kaltainen aine-hiukkanen mutta kulkee eri aineessa,,mutta luulen että kyseessä on hiukkanen nimeltä,,,, hmm,,,vaikkapa elfotoni. Tällöin sähkö ei olisi elektronien virtausta vaan elfotonin ja se kulkee elektronien seassa.

Jolloin auringosta tuleva elfotoni ainehiukkasmäärä (tai muualtakin) tunkeutuu pii-kiteeseen ja sitä kautta virtapiiriin jonkin määräisenä.

Elfotoni olisi siten se ns.elektronin varaus ehkä. Energia taasen elfotonin aine-massa liikevirtausta ja laskettavissa ja mitattavissa.

[pähkäilijä]

Fotonissa käsittääkseni jokin pyörii. Onko pyörimisakseli aina etenemissuuntaan? Kun valokello menee 0,9c suuntaansa niin fotonien pyörimisakseli olisi eri suuntaan.
Jos aika ei hidastuisi rel. nopeudessa, pyörimisakseli olisi maksimissaan 45 astetta vinossa. Kun aika hidastuu, akseli olisi jopa 90 astetta vinossa. Fotonia ei tietenkään voi nähdä kiitämässä, saatikka akselin asentoa.

[pähkäilijä]

Ajatus tuli neutronitähdestä, onko siellä niin kova gravitaatio että elektroniverhot pettävät? Edelleen, tietääkö joku onko sellaista prässiä olemassa joka pystyy luhistamaan elektroniverhon?

Käytännössä ei Maan tai edes aurinkokunnan olosuhteissa. Neutronitähdissä altomit voivat luhistua, tai paremminkin elektronien liikemäärä kasvaa niin suureksi, että elektronit ja protonit yhdistyvät neutroneiksi. Muitakin eksoottisia prosesseja tapahtuu, ainakin oletettavasti.

Kun sorvataan kovametalliterällä niin onko kovametallin elektroniverho se joka lastuaa rautaa? Ainakin itse olettaisin että ei ole muuta vaihtoehtoa.

Paremminkin terän hilarakenne on vahvempi kuin kohteen hila. Elektronit eivät kosketa toisiaan, sen estää vuorovaikutukset ja Paulin kieltosääntö. Atomitkaan eivät rikkoudu, mutta niiden väliset sidokset rikkoutuvat. Kun hila rikkoutuu, niin atomien elektronit asettuvat eri tilaan kuin ehjässä hilassa, mutta samoja atomeja edelleen.

Kyllä, hilarakenteessa on sidosvoimat jotka tekee aineesta lujan ja lujuuserot mahdollistaa sorvauksen. Mutta höyryturbiinissa ei ole sidosvoimia, siis höyryllä, ja siksi oletan että elektroniverho on kontaktipinta. Ja törmäysenergia tulisi suoraan Newtonin E=1/2mv^2 kaavasta.

Osapuilleen joo. Elektronien sähkömagneettinen vuorovaikutus johtaa siihen, että höyry siroaa turbiinin lavoista ja höyrymolekyylien liikemäärä siirtyy turbiinin rakenteeseen. Mutta elektronit eivät kosketa toisiaan, vaan klassisesti ajateltuna "hylkivät" toisiaan -> höyryn sironta -> liikemäärä siirtyy turbiiniin.

Kvanttitasolla Paulin kieltosäännön seurauksena höyrymolekyylin elektronit eivät etene metalliatomin elektronien joukkoon. Samasta syystä atomit eivät normaaliolosuhteissa "puristu rikki".

Joo tuota tarkoitin, elektronin varaus on väkevä voima, sen voima estää 2 elektronin pääsyn lähelle toisiaan. Tietysti alkaa miettimään kuinka monta grammaa niiden hylkimisvoima on. Jos tehdään prässäystesti, 100 tonnin prässiin laitetaan vastakkain kartion muotoiset teräkset joiden päähän on istutettu timantit joiden kohtauspinta-ala on 1 neliömilli, niin tuskin sekään voittaisi elektroniverhon hylkimisvoimaa.

[QS]

Jos tehdään prässäystesti, 100 tonnin prässiin laitetaan vastakkain kartion muotoiset teräkset joiden päähän on istutettu timantit joiden kohtauspinta-ala on 1 neliömilli, niin tuskin sekään voittaisi elektroniverhon hylkimisvoimaa.

Ehkä voisi klassisella approksimaatiolla laskeakin. On toki mahdollista muodostaa plasmaa, jossa atomi menettää osan elektroneistaan. Metallien tapauksessa lämpötilan pitää olla about kymmenien tai sadan miljoonan kelvinin luokkaa ennen kuin ydin ja elektronit erkaantuvat täysin. Mutta sekään ei riitä raskaiden ytimien fuusioon.

[pähkäilijä]

Jos tehdään prässäystesti, 100 tonnin prässiin laitetaan vastakkain kartion muotoiset teräkset joiden päähän on istutettu timantit joiden kohtauspinta-ala on 1 neliömilli, niin tuskin sekään voittaisi elektroniverhon hylkimisvoimaa.

Ehkä voisi klassisella approksimaatiolla laskeakin. On toki mahdollista muodostaa plasmaa, jossa atomi menettää osan elektroneistaan. Metallien tapauksessa lämpötilan pitää olla about kymmenien tai sadan miljoonan kelvinin luokkaa ennen kuin ydin ja elektronit erkaantuvat täysin. Mutta sekään ei riitä raskaiden ytimien fuusioon.

Lähestyykö tarvittava voima ääretöntä kun 2 elektronia lähestyy toisiaan? Veikkaan että jollain etäisyydellä elektroni muuttuu toiseksi hiukkaseksi koska sen potentiaalienergia painaa paljon. Voiko se muuttua myoniksi?

[QS]

Lähestyykö tarvittava voima ääretöntä kun 2 elektronia lähestyy toisiaan?

Kvanttitasolla voiman käsitettä ei voida selkeästi määritellä. Jos on kaksi atomia, jotka jollain keinolla saataisiin pysymään paikallaan, niin näiden uloimpien elektronien pakottaminen lähekkäin johtaa siihen, että elektronit siirtyvät korkeammalle energiatasolle (kvanttitila). Kun energiataso kohoaa tarpeeksi, niin sitten se atomi alkaa hajota, ja elektronit karkaavat sähkömagneettisen vuorovaikutuksen takia.

Kahta vapaata elektronia ei voida pakottaa mielivaltaisen lähelle toisiaan, sillä sähkömagneettinen ja/tai heikko vuorovaikutus johtaa siihen, että elektronit siroavat tai prosessissa muodostuu uusia hiukkasia, joihin elektronien liike-energia siirtyy.

Veikkaan että jollain etäisyydellä elektroni muuttuu toiseksi hiukkaseksi koska sen potentiaalienergia painaa paljon. Voiko se muuttua myoniksi?

Matalilla energioilla kahden elektronin sironta on sähkömagneettinen, ja muita hiukkasia ei synny. Suuremmilla energioilla voi muodostua sähkömagneettisen vuorovaikutuksen kautta myoni-antimyoni -pari, ja jäljelle jää kaksi matalamman energian elektronia.

Hyvin suurilla energioilla heikon vuorovaikutuksen kautta voi syntyä myös neutriinoja, ja jäljelle jää kaksi matalamman energian elektronia.

Törmäyksessä merkittävä tekijä on hiukkasten energia (massa + liike-energia) ja liikemäärä. Esimerkiksi myonien muodostamiseksi törmäävillä elektroneilla on oltava suuri liike-energia, jotta osa siitä voi muuttua myonien massaksi ja liike-energiaksi.

[pähkäilijä]

Lähestyykö tarvittava voima ääretöntä kun 2 elektronia lähestyy toisiaan?

Kvanttitasolla voiman käsitettä ei voida selkeästi määritellä. Jos on kaksi atomia, jotka jollain keinolla saataisiin pysymään paikallaan, niin näiden uloimpien elektronien pakottaminen lähekkäin johtaa siihen, että elektronit siirtyvät korkeammalle energiatasolle (kvanttitila). Kun energiataso kohoaa tarpeeksi, niin sitten se atomi alkaa hajota, ja elektronit karkaavat sähkömagneettisen vuorovaikutuksen takia.

Kahta vapaata elektronia ei voida pakottaa mielivaltaisen lähelle toisiaan, sillä sähkömagneettinen ja/tai heikko vuorovaikutus johtaa siihen, että elektronit siroavat tai prosessissa muodostuu uusia hiukkasia, joihin elektronien liike-energia siirtyy.

Veikkaan että jollain etäisyydellä elektroni muuttuu toiseksi hiukkaseksi koska sen potentiaalienergia painaa paljon. Voiko se muuttua myoniksi?

Matalilla energioilla kahden elektronin sironta on sähkömagneettinen, ja muita hiukkasia ei synny. Suuremmilla energioilla voi muodostua sähkömagneettisen vuorovaikutuksen kautta myoni-antimyoni -pari, ja jäljelle jää kaksi matalamman energian elektronia.

Hyvin suurilla energioilla heikon vuorovaikutuksen kautta voi syntyä myös neutriinoja, ja jäljelle jää kaksi matalamman energian elektronia.

Törmäyksessä merkittävä tekijä on hiukkasten energia (massa + liike-energia) ja liikemäärä. Esimerkiksi myonien muodostamiseksi törmäävillä elektroneilla on oltava suuri liike-energia, jotta osa siitä voi muuttua myonien massaksi ja liike-energiaksi.

Kuitenkin eikö neutriinoilla ole hyvin pieni energia. Onko 'hyvin suurilla energioilla' 3:en osaan jakautuvat energiat? Siis 1. elektronien nopeuteen 2. myoni-antimyoni -pari 3. neutriinoja joiden energia ammennetaan ytimestä (mutta ydin on saanut niin kovan iskun elektronista että elektroni on alkusyy)
Ainiin tässä törmäyksessä ei taida olla ydintä mukana?

[QS]

Kuitenkin eikö neutriinoilla ole hyvin pieni energia.

Kyllä, pitää paikkansa. Mutta mainitussa tilanteessa on mukana heikon vuorovaikutuksen Z-bosoni (hyvin raskas), jonka massa vaikuttaa siten, että matalilla energioilla neutriino-antineutriino parin muodostumisen todennäköisyys on käytännössä nolla. Tämän olisin voinut edelliseen viestiin tarkentaa.