Sähkömagneettisen aallon olemus

[pähkäilijä]

Tarkoitatko ettei valo mene vaunuun jolla jo on c nopeus? Vaunulla tarkoitan "kitaran kielen kireyttä", kun sitä kopauttaa, kopaus etenee jännityksen perusteella eteenpäin, mitä kovempi jännitys sitä nopeammin kopaus etenee. Idea on siinä että kitaran virittäjä on jo tehnyt työn, kopauttajan ei tarvitse tehdä työtä kiihdytyksen eteen. Vastaa samaa kuin hyppäisi liikkuvaan raitiovaunuun, ei tarvitse kiihdyttää.

Mitäs se kopautus on muuta kuin kiihdytystä?

Aha tarkoitat elektronin kiihdytystä.

Tarkoitan, että emissio - signaali - absorptio on jatkumo, jossa emissio ja absorptio mitattavasti liittyvät kiihtyvyyteen -> siispä niiden välinen signaali on myös osa fysikaalista muutosta eli kiihtyvyyttä.

Fysikaalinen muutos on kaikille mittaajille yhteinen absoluuttinen kiihtyvyys. Valo on myös - eli siispä sekin on kiihtyvyyttä.

Lopulta vain kiihtyvyydet voivat määrittää koordinaatistoja. Ja onhan valolla aaltonsa kiihtyvyydet, joiden keskiarvo vaikutuslinjan eli geodeesin suhteen näyttäytyy nollana mallinnuksessamme; jne.

Eusa: 
Ja onhan valolla aaltonsa kiihtyvyydet, joiden keskiarvo vaikutuslinjan eli geodeesin suhteen näyttäytyy nollana mallinnuksessamme; jne.
-----------
Ajatteletko että sm-aaltoa voi verrata meren aaltoon siinä merkityksessä että vesimolekyyli kiihtyy ylös-alas? Itse ajattelen että siniaalto on vain oikea- ja vasenkätisistä kvanteista koostuva jono. Jono olisi suora eikä aaltoileva. Oikeakätinen tulee kun dipoliantennissa elektroni kiihtyy oikealle ja vasenkätinen kun kiihtyy vasemmalle. Mittarin kohdalla kvantit vuorovaikuttaa ja lukemat on oikea-voima/jännite ja vasen-voima/jännite. Ainakin olettaisin että magneettisuus saa aikaan voiman ja sähkökenttä volttilukeman. Eri asia kuinka niin lyhyessä ajassa mittari pystyy rekisteröimään arvon.

[Aadolf]

Yhden Joulen massa on 1/90000000000000000 kg.

Kun Yksi Joule käyttää yhden Joulen verran energiaa itsensä kiihdyttämiseen niin tällöin ko. energia liikkuu loppunopeudella c , jolloin ko. energian liikemäärä on: 1/90000000000000000 kg * c , ja ko. energian liike-energia sitten taas tietenkin on yksi Joule.

On tuossa tietty logiikka joo. Fotonin neli-liikemäärä on \(P^\mu=(E/c, p_1, p_2, p_3)\), missä ensimmäisestä komponentista löytyy energia ja kolmesta muusta liikemäärän. Liikemäärälle pätee aina \(|\mathbf p |= E/c\), ja tämän seurauksena \(P^\mu P_\mu = -(E/c)^2 + |\mathbf p|^2 = 0\), mikä tarkoittaa samalla sitä, että massa \(m = 0\).

Liike-energia on mv² eli pv, silloin kun liikemäärän p pienentäminen jarrutusvoimalla F ei vaikuta nopeuteen v. Tämä on tilanne massattomilla hiukkasilla, siis hiukkasilla joilla ei ole sisäistä energiaa.

Liike-energia on mv² eli pv, silloin kun liikemäärän p pienentäminen jarrutusvoimalla F vaikuttaa kappaleen sisäiseen energiaan siten että E kasvaa kun nopeus v pienenee. Tämä on tilanne massallisilla hiukkasilla, siis hiukkasilla joilla on sisäistä energiaa. Yleensähän hieman väärin sanotaan että liike-energia on ½mv² eli se energiamäärä jolla liikkuva kappale lisää itsensä ulkopuolisen maailman energiaa kun ko. kappaleen nopeus v lasketaan nollaan.


Hieman lisävalaistusta täältä: viewtopic.php?p=3209#p3209

[Eusa]

Yhden Joulen massa on 1/90000000000000000 kg.

Kun Yksi Joule käyttää yhden Joulen verran energiaa itsensä kiihdyttämiseen niin tällöin ko. energia liikkuu loppunopeudella c , jolloin ko. energian liikemäärä on: 1/90000000000000000 kg * c , ja ko. energian liike-energia sitten taas tietenkin on yksi Joule.

On tuossa tietty logiikka joo. Fotonin neli-liikemäärä on \(P^\mu=(E/c, p_1, p_2, p_3)\), missä ensimmäisestä komponentista löytyy energia ja kolmesta muusta liikemäärän. Liikemäärälle pätee aina \(|\mathbf p |= E/c\), ja tämän seurauksena \(P^\mu P_\mu = -(E/c)^2 + |\mathbf p|^2 = 0\), mikä tarkoittaa samalla sitä, että massa \(m = 0\).

Liike-energia on mv² eli pv, silloin kun liikemäärän p pienentäminen jarrutusvoimalla F ei vaikuta nopeuteen v. Tämä on tilanne massattomilla hiukkasilla, siis hiukkasilla joilla ei ole sisäistä energiaa.

Liike-energia on mv² eli pv, silloin kun liikemäärän p pienentäminen jarrutusvoimalla F vaikuttaa kappaleen sisäiseen energiaan siten että E kasvaa kun nopeus v pienenee. Tämä on tilanne massallisilla hiukkasilla, siis hiukkasilla joilla on sisäistä energiaa. Yleensähän hieman väärin sanotaan että liike-energia on ½mv² eli se energiamäärä jolla liikkuva kappale lisää itsensä ulkopuolisen maailman energiaa kun ko. kappaleen nopeus v lasketaan nollaan.


Hieman lisävalaistusta täältä: viewtopic.php?p=3209#p3209

Jonkin koordinaatiston suhteen lasketaan energioita. Ei silloin jaotella energioita perustustasolla kappaleiden sisä- ja ulkopuolisiin. Se on aina valintajäsennys. Esim. kiertoratakappaleen hetkellinen liike-energia on ½mv², mutta pidemmällä tarkastelulla sille voidaan määrittää kokonaismassakontribuution mukaan energia Mc² ilman erillistä liike-ergiaa. Monenlaisia jäsennyksiä voidaan tehdä - tarvitsee vain sen verran olla huolissaan, että esittää fysiikan yhteismitallisen mielekkäästi.

[pähkäilijä]

Compadre animaatiosta tuli mielenkiintoinen johtopäätös. Nyt kun ollaan lähellä, vaikka 1km etäisyydellä dipoliantennista niin energia on vaikka x. Eikö silloin 2km etäisyydellä energia ole 1/2^2 kertaa x? Eikö energian putoaminen kulje samassa suhteessa kuin amplitudin putoaminen? Jos kulkee niin miljardin valovuoden päässä energia on niin mitätön ettei sitä voi mitenkään havaita.
 Ja nyt tulee itse asia. Koska energia on mitätön niin kuinka se on mahdollista kun aallonpituus on säilynyt ennallaan? Eikö aallonpituuden pitäisi korreloida energian kanssa?

[Eusa]

Compadre animaatiosta tuli mielenkiintoinen johtopäätös. Nyt kun ollaan lähellä, vaikka 1km etäisyydellä dipoliantennista niin energia on vaikka x. Eikö silloin 2km etäisyydellä energia ole 1/2^2 kertaa x? Eikö energian putoaminen kulje samassa suhteessa kuin amplitudin putoaminen? Jos kulkee niin miljardin valovuoden päässä energia on niin mitätön ettei sitä voi mitenkään havaita.
Ja nyt tulee itse asia. Koska energia on mitätön niin kuinka se on mahdollista kun aallonpituus on säilynyt ennallaan? Eikö aallonpituuden pitäisi korreloida energian kanssa?

Bohmin pilottiaaltokenttä tarkoittaa, että kenttä on jatkuvasti koherenssissa ainerakennesisällön kanssa ilman aineellisesti mitattavia energiasiirtymiä. Kun energiakvantti injektoituu tuohon kenttään, sille on jo valmiina interferenssit, joita noudattaa ja joiden muutoksiin itse osallistua. Siten etäisyys kertoo tilastollisesta energian vaimenemisesta, mutta yksittäisen kvantin energia hakeutuu aaltoympäristössä reitilleen valovauhtiin suhteutuvan aallonpituuden säilyttäen. Amplitudi kertoo reittien jakautumien tilastollisista todennäköisyyksistä, ei suoraan energiasta.

[QS]

Compadre animaatiosta tuli mielenkiintoinen johtopäätös. Nyt kun ollaan lähellä, vaikka 1km etäisyydellä dipoliantennista niin energia on vaikka x. Eikö silloin 2km etäisyydellä energia ole 1/2^2 kertaa x?

Energiatiheys pinenee etäisyyden neliönä, eli siis \(1/r^2\), kun r on etäisyys, joka mitataan kohtisuoraan dipolin värähtelysuuntaan nähden. Muissa suunnissa on lisäksi kerroin, joka riippuu kulmasta.

Eikö energian putoaminen kulje samassa suhteessa kuin amplitudin putoaminen?

Energiatiheys riippuu amplitudista, kyllä. Energia riippuu siitä, että mikä on se tilavuus, jossa säteilyä tarkastelet. Tai siitä kuinka kauan annat säteilyn absorboitua valittuun pintaan ja pinta-alaan.

Jos kulkee niin miljardin valovuoden päässä energia on niin mitätön ettei sitä voi mitenkään havaita.

Näin on.

Ja nyt tulee itse asia. Koska energia on mitätön niin kuinka se on mahdollista kun aallonpituus on säilynyt ennallaan? Eikö aallonpituuden pitäisi korreloida energian kanssa?

Klassisen sähkömagneettisen aallon tapauksessa ei. Asia on ketjussa käsitelty lukuisia kertoja.

[pähkäilijä]

Compadre animaatiosta tuli mielenkiintoinen johtopäätös. Nyt kun ollaan lähellä, vaikka 1km etäisyydellä dipoliantennista niin energia on vaikka x. Eikö silloin 2km etäisyydellä energia ole 1/2^2 kertaa x?

Energiatiheys pinenee etäisyyden neliönä, eli siis \(1/r^2\), kun r on etäisyys, joka mitataan kohtisuoraan dipolin värähtelysuuntaan nähden. Muissa suunnissa on lisäksi kerroin, joka riippuu kulmasta.

Eikö energian putoaminen kulje samassa suhteessa kuin amplitudin putoaminen?

Energiatiheys riippuu amplitudista, kyllä. Energia riippuu siitä, että mikä on se tilavuus, jossa säteilyä tarkastelet. Tai siitä kuinka kauan annat säteilyn absorboitua valittuun pintaan ja pinta-alaan.

Jos kulkee niin miljardin valovuoden päässä energia on niin mitätön ettei sitä voi mitenkään havaita.

Näin on.

Ja nyt tulee itse asia. Koska energia on mitätön niin kuinka se on mahdollista kun aallonpituus on säilynyt ennallaan? Eikö aallonpituuden pitäisi korreloida energian kanssa?

Klassisen sähkömagneettisen aallon tapauksessa ei. Asia on ketjussa käsitelty lukuisia kertoja.

Tämä on mennyt minulta ohi. Kun koulussa opetettiin että energia korreloi taajuuden mukaan niin se siis ei stemmaa tässä tapauksessa?
Nyt hyppään ehkä sivuraiteelle, yritän "todistaa" päättelemällä että miksi taajuus korreloi energian kanssa. Dipoli (tai jokin muu emittori) kiihdyttää elektronia edestakaisin (en tiedä onko sama(t) elektroni(t)) mutta olennaista on elektronin kiihtyvyys. Nimetään kiihtyvyydet g1, g2, g3 jne. g1 on lievä, g3 on raju. Tapahtuma jossa erkale (meni nyt kvanttiopin puolelle hiukan) irtoaa, riippuu ilmeisesti kiihdytyksen rajuudesta, g1:ssä erkautuminen tapahtuu pitkän ajan kuluessa, g2:ssa lyhyemmässä ja g3:ssa erittäin lyhyessä ajassa. Tässä siis en rajoita erkaleiden määrää 1 erkale/ kiihdytys vaan kiihdytysradalla niitä voi syntyä vaikka kuinka monta. Kuten näkyy, g3 erkaleita syntyy suuri määrä aikayksikköä kohden. Tämä selittää lyhyen aallonpituuden. Eli sekä aalto- että kvanttioppi voidaan jotenkin ymmärtää "samassa kuvassa". Kun aalto-opissa mitataan aallon sm-arvo, niin kvanttiopissa mitataan vastaavat kvantit. Toinen asia on sitten aallon/kvanttien kaoottisuus pienessä mittakaavassa, tarkoitan ettei ne ole kauniisti symmetrisiä ja aallonpituus tarkalleen oikein vaan energia muodostuu valtavasta määrästä yksityiskohtia ja keskiarvo on sitten tarkka. Tarkoitan jos dipoliin syötetään 1000W niin avaruudesta voidaan mitata tarkalleen tietty vattimäärä.
Erikoista on että ketjun alussa olin vannoutunut aalto-koulukunnan kannattaja mutta nyt kvanttioppi vaikuttaa paremmalta. Se selittää juuri miljardin valovuoden päässä oleva säteilyn helpommin, ei tarvita kuin havaita kvantti niin ongelma ratkeaa.

[QS]

Tämä on mennyt minulta ohi. Kun koulussa opetettiin että energia korreloi taajuuden mukaan niin se siis ei stemmaa tässä tapauksessa?

Semi-klassinen Plancin relaatio: fotonin taajuus/aallonpituus --> fotonin energia \(E = hf = hc/\lambda\)

Klassinen sähkömagnetismi: aallon amplitudi --> aallon energiatiheys \(\displaystyle u(t,x) = \frac{1}{2}\epsilon_0 |\vec E(t,x)|^2 + \frac{1}{2\mu_0} |\vec B(t,x)|^2 \)

Klassinen sähkömagnetismi: aallon energia --> tilavuudessa V hetkellä t --> \(\displaystyle U(t)=\int_{V} u(t,x) dV\)

Kvanttiteoria: fotonin energia --> fotonin energia \(E = \hbar \omega\)

[Aadolf]

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.


 

[pähkäilijä]

Tämä on mennyt minulta ohi. Kun koulussa opetettiin että energia korreloi taajuuden mukaan niin se siis ei stemmaa tässä tapauksessa?

Semi-klassinen Plancin relaatio: fotonin taajuus/aallonpituus --> fotonin energia \(E = hf = hc/\lambda\)

Klassinen sähkömagnetismi: aallon amplitudi --> aallon energiatiheys \(\displaystyle u(t,x) = \frac{1}{2}\epsilon_0 |\vec E(t,x)|^2 + \frac{1}{2\mu_0} |\vec B(t,x)|^2 \)

Klassinen sähkömagnetismi: aallon energia --> tilavuudessa V hetkellä t --> \(\displaystyle U(t)=\int_{V} u(t,x) dV\)

Kvanttiteoria: fotonin energia --> fotonin energia \(E = \hbar \omega\)

Tärkeää on saada selville pienin rakenne. Se auttaa ymmärtämään suuret rakenteet. Miksi sm-säteilyn pitää olla niin vaikea asia kun se on arkinen ilmiö. Eikö koko asia olekin kvanttiopilla selvä paitsi kaksoisrakokokeen interferenssiä ei kvanttioppi selitä. Onko niin ettei säteilyn olemusta pohjia myöten ymmärretä? Tai niinhän sanoitkin jokus 3kk sitten. 
 Nyt ehkä tajusin helisiteetin, kuinka spin-akseli on etenemissuuntainen, spinhän heikkenee punasiirtymässä ja nopeutuu sinisiirtymässä. Mutta miksi akseli on sen suuntainen, mikä sen aiheuttaa, on arvoitus. Kun pingispalloa erkautetaan mailasta, sen spin on aina poikkisuuntainen mailan liikkeeseen nähden. Kvantin spin taas on 90 astetta eri suuntaan joten sen erkautuminen on paljon monimutkaisempi tapahtuma. Mutta lopputulos on hyvä jos se selittää puna- ja sinisiirtymän kvanttiopin pohjalta. Kun vertaa akkuporakoneeseen, suuremmalla spinillä ruuvi menee nopeammin, heikolla akulla hitaammin (toki c nopeus ei muutu). 
 Elektronin kiihdytysradasta vielä, jos g3 eli raju kiihdytys tuottaa suuremman määrän kvantteja niin voisi helposti olettaa että tässä olisi selitys energian kasvuun mutta valosähköisessä ilmiössä todettiin että kvanttien piti olla energisempiä jotta elektroni saadaan irti metallista. Nyt onkin kaksi muuttujaa, lukumäärä ja energisyys. Semi-klassisen kaavan mukaan aallonpituuden lyheneminen nostaa energiaa, onkohan energian nousu per aallonhuippu tai per aallonpohja oma lukunsa ja energian nousu per metri taas oma lukunsa? Vai koska molemmat nostaa energiaa, ne ilmoitetaan summana?