Sähkömagneettisen aallon olemus

[Aadolf]

Sivulla 17 QS laski auringon energian käyttäen havainnolistukseen kuorma-autoa. Tänään huonosti ehdin tänne mutta jos löydät kyseisen viestin niin jotain selviää.

Asia ei ole niin että sm-aalto tekee jotain työtä liikemäärällään, ja jotain muuta työtä energiallaan. Tuohan oli se sinun ajatus.

Vaan asia on niin että sm-aalto voi tehdä jotain työtä energialaan, ja voi se tehdä jotain muuta vaihtoehtoista työtäkin sillä energiallaan. Tai sm-aallon energia voi tehdä vaikka kahta erilaista työtä samanakaisesti, niinkuin minun esimerkissä.

Sylinterissä oleva fotonikaasu voi työntää mäntää. Sylinteri ja mäntä olkoon peilipintaisia. Tankissa oleva fotonikaasu voi lämmittää tankkia.

Tässä asiassa on kyllä jotain pähkäilemistä, ehkä sähkömagneettisen aallon olemuksesta voisi vaikka jotain selvitä.

[Goswell]

Minun mielestä sm-aalto tulee kysymykseen vain väliaineessa ja mittaustapahtuman tuloksena myös tyhjiössä, mutta että avaruudessa olisi jotakin aaltomuotoa on käsittämätöntä. Aaltomuoto syntyy kun joku (elektronit) sotkeutuu fotonien kulkuun.
Mittaustapahtumassa on aina mittarin atomirakenne joka poimii mittarille sopivat fotonit suunnattomasta "fotonimerestä", mittarin atomirakenteessa ts elektronien radoillapomppiminen tuottaa aaltomuodon.
Kun fotonin energia absorpoituu elektroniin ja sen rata muuttuu ja kun eletroni vapauttaa uuden fotonin ja ratamuuttuu uudelleen, tämä luo aaltomuodon. On naurettavaa väittää että avaruudessa olisi joku aaltomuoto (ellei sitä tuoteta tarkoituksella), avaruudessa on järkyttävä sekemelska erilaisia fotoneita liikkumassa kaikkiin mahdollisiin suuntiin mutta eletronien energiavaje määrää mitä fotoneita tuosta sotkusta poimitaan, vasta tässä syntyy aaltomuoto.
Ts, mittaaja on aina elektronien muodostaman rajapinnan takana eikä koskaan voi mitata suoraan tuota fotonimerta vaikka se meri on heti elektroniverhon takana "iholla" ja tuo koskee kaikkia mittareita myös, ne mittaa vain sitä osaa fotonimerestä mitä ne on viritetty mittaamaan.

[pähkäilijä]

Sivulla 17 QS laski auringon energian käyttäen havainnolistukseen kuorma-autoa. Tänään huonosti ehdin tänne mutta jos löydät kyseisen viestin niin jotain selviää.

Asia ei ole niin että sm-aalto tekee jotain työtä liikemäärällään, ja jotain muuta työtä energiallaan. Tuohan oli se sinun ajatus.

Vaan asia on niin että sm-aalto voi tehdä jotain työtä energialaan, ja voi se tehdä jotain muuta vaihtoehtoista työtäkin sillä energiallaan. Tai sm-aallon energia voi tehdä vaikka kahta erilaista työtä samanakaisesti, niinkuin minun esimerkissä.

Sylinterissä oleva fotonikaasu voi työntää mäntää. Sylinteri ja mäntä olkoon peilipintaisia. Tankissa oleva fotonikaasu voi lämmittää tankkia.

Tässä asiassa on kyllä jotain pähkäilemistä, ehkä sähkömagneettisen aallon olemuksesta voisi vaikka jotain selvitä.

Sm-aallot on poikittaisia. Esm ääniaallot on pitkittäisiä. Koska ne on poikittaisia, energian suunta on poikittain, Lorentz-voima työntää poikkisuunnassa. Se voi työntää vaikka elektronia. Siksi se kiihtyy. Tai se voi nostaa elektronin ylemmälle orbitaalille. Nyt tulee erikoinen asia, koska Lorentz-voimat on sekä oikea- että vasenkätisiä, kappaleet ei kiihdy vaan pysyy paikallaan. Eli 50% Lorentz-voimista on oikeakätisiä ja loput vasenkätisiä niin niiden tekemä työ muuttuu vaikka mustassa kappaleessa lämmöksi, ei liikkeeksi. Vasen- ja oikeakätisyys johtuu lähetinantennin periaatteesta. Antennin on pakko värähdellä edestakaisin, jos se, kiihtyisi vain yhteen suuntaan, se pitäisi olla miljoonien kilometrien kokoinen. Tämä periaate vaikuttaa myös luonnon "antenneissa" ne on käytännössä kaikki värähtelijöitä (jos ei lasketa mukaan supernovia, paitsi että niidenkin muodon symmetrisyys tuottaa käytännössä molemmankätisiä Lorentz-voimia.
 QS:n laskelma vaan kertoo miten valtava ero on aallon energialla ja liikemäärällä. Eli energia on vaan lämmön muodossa ja siksi sitä ei tajua yhtä konkreettisesti kuin liikemäärää. Ja kun liikemäärä on mitätön, koko energian määrä ilmenee vain niille jotka tuntee fysiikkaa. Tai kyllähän kaikki ihmiset tietää ettei merivesi lämpene itsestään.

[QS]

Koska ne on poikittaisia, energian suunta on poikittain

Asia lukuisia kertoja käsitelty ketjussa: Energia on skalaari, jolla ei ole suuntaa. Jos energiaa tarkastellaan relativistisesti, niin voidaan karkeasti sanoa, että energia on aika-akselin suuntainen. Mutta Lorentz-voima on peräisin aallon liikemäärätiheydestä.

Lorentz-voima työntää poikkisuunnassa

Samoin lukuisia kertoja todettu: Ei poikittaissuunnassa, vaan vektorin suunta määräytyy \(\vec F = q(\vec E + \vec v \times \vec B)\).

[Aadolf]

Samoin lukuisia kertoja todettu: Ei poikittaissuunnassa, vaan vektorin suunta määräytyy \(\vec F = q(\vec E + \vec v \times \vec B)\).


 

Jos v-vektori osoittaa sm-aallon etenemissuuntaan, niin mitä suurempi v, sitä pienempi F

Kun v lähestyy c:tä, niin F lähestyy nollaa. Tämä on yksi syy siihen miksi teho joka lämmittää mustaa aurinkopurjetta pienenee ajan kuluessa.

[QS]

Samoin lukuisia kertoja todettu: Ei poikittaissuunnassa, vaan vektorin suunta määräytyy \(\vec F = q(\vec E + \vec v \times \vec B)\).




 

Jos v-vektori osoittaa sm-aallon etenemissuuntaan, niin mitä suurempi v, sitä pienempi F

Kun v lähestyy c:tä, niin F lähestyy nollaa. Tämä on yksi syy siihen miksi teho joka lämmittää mustaa aurinkopurjetta pienenee ajan kuluessa.

Hyvä setuppi. Mutta jos varaus on rajoitettu liikkumaan vain z-akselin suunnassa, ja sähkömagneettinen tasoaalto etenee myös z-akselin suunnassa, niin mielestäni varaukseen ei kohdistu voimaa, jonka suunta olisi z-akselin suuntainen. Tuo \(\vec v \times \vec B\) on x-akselin suuntainen (kun \(\vec v\) rajoitettu z-akselin suuntaiseksi), ja \(q \vec E\) on y-akselin suuntainen. Molempien suunta vaihtelee +/-, kun aalto etenee ajan funktiona.

Jos varauksen annetaan liikkua myös x- ja y-akselien suunnassa, niin liikeyhtälö lienee melko epätriviaali.

Mutta jos ajattelisi säteilypaineen kautta. Oletetaan purje ja tasoaalto, jotka ovat kohtisuorassa. Purje siis xy-tasossa ja aalto etenee z-akselin suunnassa. Kun aika kuluu, niin v lähestyy c:tä, kuten sanoitkin, ja mekaaninen teho tosiaan lähestyy nollaa, kun tarkastellaan koordinaatistossa, jossa purje oli alun perin levossa.

[pähkäilijä]

Koska ne on poikittaisia, energian suunta on poikittain

Asia lukuisia kertoja käsitelty ketjussa: Energia on skalaari, jolla ei ole suuntaa. Jos energiaa tarkastellaan relativistisesti, niin voidaan karkeasti sanoa, että energia on aika-akselin suuntainen. Mutta Lorentz-voima on peräisin aallon liikemäärätiheydestä.

Lorentz-voima työntää poikkisuunnassa

Samoin lukuisia kertoja todettu: Ei poikittaissuunnassa, vaan vektorin suunta määräytyy \(\vec F = q(\vec E + \vec v \times \vec B)\).

Ai Lorentz-voima liittyykin liikemäärään. Joka tapauksessa aaltoliike on poikittaista. Kun aalto luodaan, tehdään työtä poikittaissuunnassa. Eli tuupataan elektronia poikittaissuunnassa, tämä vaatii energiaa, huomaatko, energia on poikittaista? Ja kun elektronin kenttä tuottaa aallon, se erkautuu voimakkaimmin juuri sen kyljestä, ei keulasta tai perästä. Seuraavaksi se matkustaa valon nopeudella erkautumissuuntaan (Poyntingin suunta). Absorbtiossa se taas todennäköisimmin menee sivuttain ja jos absorboituu elektroniin niin tekee työtä sivusuunnassa eli energia menee sivulle eikä suoraan Poyntingin suuntaan. Poyntingin suunta on "rahdin" suunta mutta lopullinen suunta on eri asia. Syy skalaarin suunnan puuttumiseen on vasen- ja oikeakätisyys, värähtelijää on vaikea tehdä värähtelemään vain yhteen ja samaan suuntaan josta seuraa se että värähtelee yhtä paljon "vasemmalle" kuin "oikealle".

[Eusa]

Kaiken kaikkiaan sähköisyys ja liikemäärä säilyvät kentässä yli erillisyyksien - siinä perusasia tutkittavaksi. Kenttäkoherenssissa on sitten monenlaisia fluktuaatioita ja rotaatioita, joista alkeistilat selvästi vastakkaisiin vaiheisiin sidottuja ja niitä läpi käyviä. Tilojen vastakkaisuus säilyy fundamentaalisti, tilojen identiteetti äärellisikäisissä (hila-)rakenteissa.

Voimme nähdä neljä vaihetta; kaksi sähköistä potentiaalia ja kaksi liikemäärää säilyttävää vaihetta. Saman lajin vaiheet ovat aika-avaruudessa ikään kuin kausaalisti vastakkaissuunnissa, erilajiset toisiinsa nähden kohtisuorassa suunnassa. Siten sähköinen monopoli indusoi liikemäärävaiheeseen piiloutuvan magneettisen monopolin kiertorintamana, jossa kenttävoimakkuus ilmenee Lorentzin projektiona. Ilmeisesti on kolmaskin pari vastakkaisia vaiheita, mutta ehkä käpertyneitä pyörteisiä ja mahdollistavat sen lomittuvan perusrytmin säilyvyyden ja kaikelle tälle taustattoman metriikan omasta rakenteesta - tai kai sitä voisi jonkinlaiseksi taustapohjaksikin ajatella; kuitenkin jatkuvasti aktiivisena vaihekiertona osa rakennetta (jopa AdS-reuna ja spinorikierron kaksinkertaistaja?) eikä tietenkään mikään ulkoinen eetteritausta. Aika-avaruus on itse itsensä eetteri.

[QS]

Ai Lorentz-voima liittyykin liikemäärään.

Kyllä. Voima on vektori, joka määritellään siten, että se on liikemäärävektorin muutosnopeus per aikayksikkö. Kun varauksen liikemäärä muuttuu, niin samalla sm-kentän liikemäärä muuttuu, jotta kokonaismuutos on nolla. Liikemäärän säilymisen laki.

Joka tapauksessa aaltoliike on poikittaista. Kun aalto luodaan, tehdään työtä poikittaissuunnassa. Eli tuupataan elektronia poikittaissuunnassa, tämä vaatii energiaa, huomaatko, energia on poikittaista?

Höpö höpö. Energialla ei ole suuntaa. Lisäksi asia, jota en nyt jatkossa enää toista, joten kirjoita muistiipanoihin: Klassiseen sähkömagneettiseen aallolla on energiatiheys ja energiavuo (energian siirto per pinta-ala per aikayksikkö, teho per pinta-ala), joista jälkimmäisellä on suunta. Se on vektori. Energia saadaan, kun energiatiheys tilavuuden yli. Energia on skalaari.

[Aadolf]

Koska ne on poikittaisia, energian suunta on poikittain

Asia lukuisia kertoja käsitelty ketjussa: Energia on skalaari, jolla ei ole suuntaa. Jos energiaa tarkastellaan relativistisesti, niin voidaan karkeasti sanoa, että energia on aika-akselin suuntainen. Mutta Lorentz-voima on peräisin aallon liikemäärätiheydestä.

Lorentz-voima työntää poikkisuunnassa

Samoin lukuisia kertoja todettu: Ei poikittaissuunnassa, vaan vektorin suunta määräytyy \(\vec F = q(\vec E + \vec v \times \vec B)\).

Ai Lorentz-voima liittyykin liikemäärään. Joka tapauksessa aaltoliike on poikittaista. Kun aalto luodaan, tehdään työtä poikittaissuunnassa. Eli tuupataan elektronia poikittaissuunnassa, tämä vaatii energiaa, huomaatko, energia on poikittaista? Ja kun elektronin kenttä tuottaa aallon, se erkautuu voimakkaimmin juuri sen kyljestä, ei keulasta tai perästä. Seuraavaksi se matkustaa valon nopeudella erkautumissuuntaan (Poyntingin suunta). Absorbtiossa se taas todennäköisimmin menee sivuttain ja jos absorboituu elektroniin niin tekee työtä sivusuunnassa eli energia menee sivulle eikä suoraan Poyntingin suuntaan. Poyntingin suunta on "rahdin" suunta mutta lopullinen suunta on eri asia. Syy skalaarin suunnan puuttumiseen on vasen- ja oikeakätisyys, värähtelijää on vaikea tehdä värähtelemään vain yhteen ja samaan suuntaan josta seuraa se että värähtelee yhtä paljon "vasemmalle" kuin "oikealle".

 

No joo. Ehkä ymmärrän mitä tarkoitat. "Poikittainen energia" on kyllä ehkä hieman epäonnistunut ilmaus. 

Poyntingin vektorillehan käy niin että se ensin kääntyy kohti elektronia ja sitten kutistuu olemattomaksi, jos kaikki energia menee elektroniin. 


Vaan mitäs jos elektroni ei voi liikkua poikittais-suunnassa, mutta pitkittäis-suunnassa voi, vieläpä helposti? QS taisi esittää tämmöisen kysymyksen.

Joo siis, jos elektroni ei voi liikkua sivusuunnassa, niin siihen ei voi kohdistua pitkittäis-suuntaista voimaa. Koska pitkittäis-suuntaisen voiman synty-mekanismi on se mikä on selitetty tässä videossa:


Siis se mekanismi oli se että se elektroni heiluu poikittaisesti em-aallon magneettikentässä ja kokee siksi pitkittäisen lorentz-voiman.