Sähkömagneettisen aallon olemus

[pähkäilijä]

jostain kumman syystä valokvantti eli erkale erkautuu aina saman kokoisena.

 

Kvanttimekaniikalla kysymyksesi selittyy oikeinkin hyvin. Jos siis käyttämäsi sana "koko" tarkoittaa valon kvantin energiaa ja/tai liikemäärää.

Kiitos vahvistuksesta, kyllä tarkoitin energiaa. 
Onkohan valon kvanttia pienempiä kvantteja olemassa?

[QS]

jostain kumman syystä valokvantti eli erkale erkautuu aina saman kokoisena.

 

Kvanttimekaniikalla kysymyksesi selittyy oikeinkin hyvin. Jos siis käyttämäsi sana "koko" tarkoittaa valon kvantin energiaa ja/tai liikemäärää.

Kiitos vahvistuksesta, kyllä tarkoitin energiaa.
Onkohan valon kvanttia pienempiä kvantteja olemassa?

Myös yksittäisen fotonin energia voi lähes nolla-energiasta aina hyvin suureen energiaan asti. Kun atomista emittoituu fotoni, niin sen energia on kvantittunut diskreetteihin arvoihin siksi, että atomin energiatasot ovat kvantittuneet. Mutta fotoni voi muodostua muustakin lähteestä kuin atomista, jolloin lähteenä olevan varatun hiukkasen energiatasot eivät välttämättä ole kvantittuneet. Periaatteessa kaikki arvot ovat mahdollisia.

[pähkäilijä]

jostain kumman syystä valokvantti eli erkale erkautuu aina saman kokoisena.


 

Kvanttimekaniikalla kysymyksesi selittyy oikeinkin hyvin. Jos siis käyttämäsi sana "koko" tarkoittaa valon kvantin energiaa ja/tai liikemäärää.

Kiitos vahvistuksesta, kyllä tarkoitin energiaa.
Onkohan valon kvanttia pienempiä kvantteja olemassa?

Myös yksittäisen fotonin energia voi lähes nolla-energiasta aina hyvin suureen energiaan asti. Kun atomista emittoituu fotoni, niin sen energia on kvantittunut diskreetteihin arvoihin siksi, että atomin energiatasot ovat kvantittuneet. Mutta fotoni voi muodostua muustakin lähteestä kuin atomista, jolloin lähteenä olevan varatun hiukkasen energiatasot eivät välttämättä ole kvantittuneet. Periaatteessa kaikki arvot ovat mahdollisia.

Aalto on vaikeasti tajuttava koska energia on suoraan verrannollinen taajuuteen. Vaikeus on siinä kun jokainen kiihdytys tuottaa samoja kvantteja riippumatta kiihdytyksen rajuudesta. Kun tehdään röntgenaaltoja, kiihdytys (ja jarrutus) on hyvin lyhyitä koska valo ei ehdi matkustaa kuin 0,01-10 nanometriä. Ajallisesti se on käsittämättömän nopeasti. Kun kvantti on vakio, ei ole muuta vaihtoehtoa kuin lisätä kvanttien lukumäärää jotta energian määrä kasvaisi samassa suhteessa kuin aallonpituus lyhenee. Eli onko röntgenissä sitten kiihdytyksen rajuus se selitys? Tarkoitan että sillä kvanttien määrä nostetaan jolloin interferenssi tuottaa voimakkaamman amplitudin. 
 Amplitudista nousee uusi kysymys, kun kiihdytys tapahtuu, kvanttien välimatka tuottaa eri vaiheisia kvantteja ja silloin ne sammuttaa toisensa. Vain vierekkäiset kvantit interferoi kunnolla ja siksi onkin arvoitus kuinka interferenssiin saadaan niin monta kvanttia että energia nousisi suhteessa taajuuteen.

[QS]

Aalto on vaikeasti tajuttava koska energia on suoraan verrannollinen taajuuteen.

Klassisen sm-aallon ominaisuuksia ovat energiatiheys ja energiavuo, tai energian virtauksen suunta ja suuruus. Energiatiheys on verrannollinen taajuuteen ja amplitudiin. Kun sanotaan "aallon energia", niin tarkoitetaan aaltoa, jolla tietty taajuus ja amplitudi, ja sen energiaa valitussa äärellisessä tilavuudessa.

Yhden kvanttifysiikan (tai semi-klassisen) fotonin energia on kyllä verrannollinen taajuuteen. Emittoutuvien fotonien lukumäärä per aikayksikkö vastaa karkeasti ottaen klassisen aallon amplitudia, mutta tätä ei pidä ajatella tarkkana yhteytenä.

Vaikeus on siinä kun jokainen kiihdytys tuottaa samoja kvantteja riippumatta kiihdytyksen rajuudesta.

Kiihtyvä varaus emittoi sm-säteilyä, mutta klassisesti säteily ei ole puhdas siniaalto. Säteilyn spektri on laaja, joka tarkoittaa sitä, että se on tavallaan muodostunut suuresta määrästä eri aallonpituuden siniaaltoja. Jos aallon piirtäisi, niin se on melko hankalan näköinen. Tuon laajaspektrisen aallon energiatiheys ja teho on verrannollinen kiihtyvyyden neliöön. Mitä suurempi kiihtyvyys, sitä suurempi energiatiheys.

...
Kun kvantti on vakio
...

Kun kiihtyvän varauksen säteilyä ajattelee kvanttifysiikan kautta, niin säteily sisältää usean eri energian fotoneita, ja fotonilukumäärä on 'epämääräinen¨. Kvanttifysiikan kielellä kiihtyvä varaus (ja sen fotonikenttä) ei ole energian ominaistila. Karkeasti ottaen tämä vastaa epätarkkuusperiaatetta, jolloin varauksen ja fotonien tila on 'epätarkka'.

Atomin energiatasot sen sijaan ovat energian ominaistiloja. Tasojen välillä siirtyvästä varauksesta emittoituva fotoni on myös ominaistila, ja fotonilukumäärä voidaan määritellä. Klassinen sm-aalto ei tähän tilanteeseen toimi, sillä klassinen teoria ei pysty käsittelemään atomin kvantti-tiloja.

[pähkäilijä]

Aalto on vaikeasti tajuttava koska energia on suoraan verrannollinen taajuuteen.

Klassisen sm-aallon ominaisuuksia ovat energiatiheys ja energiavuo, tai energian virtauksen suunta ja suuruus. Energiatiheys on verrannollinen taajuuteen ja amplitudiin. Kun sanotaan "aallon energia", niin tarkoitetaan aaltoa, jolla tietty taajuus ja amplitudi, ja sen energiaa valitussa äärellisessä tilavuudessa.

Yhden kvanttifysiikan (tai semi-klassisen) fotonin energia on kyllä verrannollinen taajuuteen. Emittoutuvien fotonien lukumäärä per aikayksikkö vastaa karkeasti ottaen klassisen aallon amplitudia, mutta tätä ei pidä ajatella tarkkana yhteytenä.

Vaikeus on siinä kun jokainen kiihdytys tuottaa samoja kvantteja riippumatta kiihdytyksen rajuudesta.

Kiihtyvä varaus emittoi sm-säteilyä, mutta klassisesti säteily ei ole puhdas siniaalto. Säteilyn spektri on laaja, joka tarkoittaa sitä, että se on tavallaan muodostunut suuresta määrästä eri aallonpituuden siniaaltoja. Jos aallon piirtäisi, niin se on melko hankalan näköinen. Tuon laajaspektrisen aallon energiatiheys ja teho on verrannollinen kiihtyvyyden neliöön. Mitä suurempi kiihtyvyys, sitä suurempi energiatiheys.

...
Kun kvantti on vakio
...

Kun kiihtyvän varauksen säteilyä ajattelee kvanttifysiikan kautta, niin säteily sisältää usean eri energian fotoneita, ja fotonilukumäärä on 'epämääräinen¨. Kvanttifysiikan kielellä kiihtyvä varaus (ja sen fotonikenttä) ei ole energian ominaistila. Karkeasti ottaen tämä vastaa epätarkkuusperiaatetta, jolloin varauksen ja fotonien tila on 'epätarkka'.

Atomin energiatasot sen sijaan ovat energian ominaistiloja. Tasojen välillä siirtyvästä varauksesta emittoituva fotoni on myös ominaistila, ja fotonilukumäärä voidaan määritellä. Klassinen sm-aalto ei tähän tilanteeseen toimi, sillä klassinen teoria ei pysty käsittelemään atomin kvantti-tiloja.

Klassinen aalto on ilmeisesti osittain sammutettu jos vaiheet kumoaa toisiaan. Vasta kauempana emissiosta eri kvantit siirtyy erilleen ja sammutus loppuu, tarkoitan sitä että kukin kvantti menee sattumanvaraiseen suuntaan ja kun kahden kvantin välimatka on tarpeeksi suuri, ne ei enää ylety toisiinsa sammuttamaan tai vahvistamaan toisiaan. Kun toisesta galaksista tuleva röntgenaalto tulee tänne niin se lienee yksittäinen kvantti (kenttämaksimi). Miten se voidaan erottaa vaikka näkyvän valon kvantista jos kvantit on aina saman kokoisia?

[QS]

Klassinen aalto on ilmeisesti osittain sammutettu jos vaiheet kumoaa toisiaan. Vasta kauempana emissiosta eri kvantit siirtyy erilleen ja sammutus loppuu, tarkoitan sitä että kukin kvantti menee sattumanvaraiseen suuntaan ja kun kahden kvantin välimatka on tarpeeksi suuri, ne ei enää ylety toisiinsa sammuttamaan tai vahvistamaan toisiaan. Kun toisesta galaksista tuleva röntgenaalto tulee tänne niin se lienee yksittäinen kvantti (kenttämaksimi). Miten se voidaan erottaa vaikka näkyvän valon kvantista jos kvantit on aina saman kokoisia?

Valitettavasti en ymmärtänyt kysymystäsi. Tässä ilmeisesti klassinen siniaalto ja kvanttifysiikan fotoni sotkettu samaksi asiaksi. Ja mitä tarkoitat "kvantti aina saman kokoinen". Tietystikään kaikki fotonit ole vihreän valon fotoneita.

[Eusa]

Tässä kuvausta käsivaralta kuinka kvanttiskaalan vaiheen vaihe-ero kertaa sähkömagneettisen aallon emergenssin.

20250622_100134(1)(1).jpg (905.33 KiB) Katsottu 157 kertaa

Eksitaatio on paikallinen Planck-skaalan monikerta. Mielenkiintoinen kysymys on relativistinen liike ja planckiaanisten moodien "hupeneminen" niin, ettei enää löydy paljoakaan aaltojen ja eksitaatioiden yhteismitallisuuksia. Voisiko hyvin energinen aalto meidän koordinaatistossamme olla peräisin valmiiksi hyvin lähellä c liikkuneesta eksitaatiosta ja siksi voi säilyä erittäin pitkiä matkoja? Lopulta jossain meressä tai jäätikössä sattuu sopivaan Planck-mitan absorptioon...

[pähkäilijä]

Klassinen aalto on ilmeisesti osittain sammutettu jos vaiheet kumoaa toisiaan. Vasta kauempana emissiosta eri kvantit siirtyy erilleen ja sammutus loppuu, tarkoitan sitä että kukin kvantti menee sattumanvaraiseen suuntaan ja kun kahden kvantin välimatka on tarpeeksi suuri, ne ei enää ylety toisiinsa sammuttamaan tai vahvistamaan toisiaan. Kun toisesta galaksista tuleva röntgenaalto tulee tänne niin se lienee yksittäinen kvantti (kenttämaksimi). Miten se voidaan erottaa vaikka näkyvän valon kvantista jos kvantit on aina saman kokoisia?

Valitettavasti en ymmärtänyt kysymystäsi. Tässä ilmeisesti klassinen siniaalto ja kvanttifysiikan fotoni sotkettu samaksi asiaksi. Ja mitä tarkoitat "kvantti aina saman kokoinen". Tietystikään kaikki fotonit ole vihreän valon fotoneita.

Siis ymmärrän kvantin erkaleena joka erkautuu aina saman kokoisena (energisenä) niinkuin hanasta tippuva pisara on aina saman kokoinen. Jos hana olisi 1/2G:n gravitaatiossa, se erkautuisi paljon isompana koska pintajännitys ja gravitaatio määrää sen koon. Mutta periaate että erkautuminen on vakio kiihdytetyn varauksen ympärillä, on tietääkseni luonnonvoimien syytä. Vielä käsitteet...
- kvantti on kiihdytetyn varauksen erkale
- klassinen aalto koostuu miljardeista(?) kvanteista
- fotoni on absorbtio jossa vaikka 1000 kvanttia kasvattaa amplitudia voimakkaasti
En sitten tiedä olenko käsittänyt oikein.

[QS]

Siis ymmärrän kvantin erkaleena joka erkautuu aina saman kokoisena (energisenä) niinkuin hanasta tippuva pisara on aina saman kokoinen.

Ei, vaan sen energia riippuu siitä, missä prosessissa fotoni on syntynyt. Ihan sen peruskaavan E=hf mukaisesti. On olemassa suurienergisiä ja pienienergisiä ja ties minkä energian fotoneja. Osa on vihreää valoa, osa keltaista, ja osa gammasäteilyä jne jne

- klassinen aalto koostuu miljardeista(?) kvanteista

Nyt viimeisen kerran: Niin kauan kuin sotket ja solmit kvantteja ja klassista aaltoa yhteen, et tule ymmärtämään sähkömagnetismista tuon taivaallista

Miksi tunget joka lauseeseen "sm-aalto on kvantti" tai "kvantti on sm-aalto" ? Olen tämän asian jo sata kertaa toistanut, että ne eivät ole sama asia.

Nämä sun sm-aalto+kvantti -lauseet on yhtä urpoja kuin se, että kertoisit mustien aukkojen tapahtumahorisontista yleisellä suhteellisuusteorialla, ja seuraavassa lauseessa ihmettelet miksi Newtonin painovoimassa oleva kappale ei välitä tapahtumahorisontista mitään. No ei vittu tietenkään välitä, kun Newtonin teoria on huono approksimaatio tarkemmasta teoriasta.

Sorry nyt kun alan kiehua, mutta tusinan kertaa toistamisen jälkeen asian pitäisi mennä hiljalleen perille.

- fotoni on absorbtio jossa vaikka 1000 kvanttia kasvattaa amplitudia voimakkaasti

Ja jälleen. Amplitudi on klassisen sm-aallon ominaisuus. Mistä helvetistä taas fotonin tuohon lauseeseen repäisit?

[Eusa]

- fotoni on absorptio jossa vaikka 1000 kvanttia kasvattaa amplitudia voimakkaasti

Viritystilan mitta kvantitettuna voidaan ajatella fotonina, eräänä "amplitudina" hiukkasrakenteessa, mutta sähkömagneettisessa aallossa se on konvertoituneena kvantittuneisuuden mukaisen vaihe-eron summana aallonpituuden lyhyydeksi; eli suurempi vaihe-ero summaa nopeammin yhden aallon valovauhtiin. Ks. piirustukseni edellä.