12.09.2014, 08:56
Zdá se, že je dobojováno 
, tak vylézám z podstolu a mám opět trapný dotaz k fotonům. Ano vím, už jsme to řešili, ale prosím o další rady. Pokud nemáte zájem o dlouhé čtení, všímejte si jen toho tučného.
Ještě trochu tápu ve fotonech. Foton je defakto vlastně velice úzký (a krátký) paprsek energie (proto může mít nulovou klidovou hmotnost - energie, která se nešíří, neexistuje - nulová vlna), který je "věčný", protože ve vakuu nemá teoreticky s čím interagovat.
Pokud se dostane do gravitačního pole, změní směr (protože gravitace deformuje tvar vesmíru - možná i metriku - tohle mi dává smysl např. ve srovnání se závodním autem na okruhu s klopenými zatáčkami: pokud nebudete zatáčet volantem, sice z okruhu vyletíte, ale ne v původním směru, v jakém jste do zatáčky vjeli - ale to může být dané tím, že auto je komplexní 3D objekt, jeho 2 přední kola mají rozdílnou radiální rychlost, při náklonu se mění těžiště, atd.). Pokud změníme metriku v oblasti, kterou foton prolétne, změníme tím jeho barvu (energii) (natáhneme/zkrátíme vlnu - "délku" paprsku - nezaměňovat s dobou trvání, která je daná počtem fotonů v řadě, nikoliv jejich frekvencí;
(kurzívou jsou uvedené vědecké nesmysly)
tady v tom nemám úplně jasno. Dobrá by byla představa fotonu jako částice složené z nějakých menších "částic", a barva/frekvence je udaná tím, kolik jich do obyčejné hmoty (například našeho oka) narazí, a pokud roztáhneme vesmír, zvětší se i rozměr fotonu, a tedy pokud foton letí z oblasti C do oblasti A a oblast B je natažená, jedna jeho část dorazí k hranici AB, zatímco jeho "zadek" to prostě nestihl, takže v oblasti A máme najednou víc než 1 foton: jeden původní, který obsahuje energii/barvu fotonu z oblasti C mínus těch pár částic, tudíž bude červenější, a pak 1 či více fotonů, které jsou složené ze zbytku částic, tudíž se neztratí, ale pokračují stejným směrem, ale mají tak malou energii/frekvenci, že jsou prakticky černé a tedy "neviditelné").
Jenže foton není "normální" částice, byť se tak snaží vypadat (zase ale je možné z fotonu vytvořit hmotné částice: elektron a pozitron; anihilace je vlastně obrácený proces - vznikne foton/fotony).
Tudíž špatně, ale nějak nevím, jak souvisí rychlost kmitání částice (energie) s tím, že prolétne nataženým prostorem (u zvukové vlny, včetně Dopplerova jevu, si to představit dovedu, protože zvuková vlna skutečně souvisí s prostorem, ale foton nekmitá v prostoru). Pak tu máme efekt červeného/modrého posunu pohybu tělesa (hvězda mířící k nám bude modřejší, atd.). Pokud hvězda mířící k nám produkuje ze stejných fotonů, které vytváří ve svém nitru fotony energetičtější, znamená to, že k nim musí přidat trochu energie (její kinetická energie to asi nebude, nebo?).
Pak je tu kontakt s běžnou hmotou. Foton vletí do atomu, a pokud má foton energii menší než je kapacita atomu, jen jej pohltí a později vyzáří ve formě tepla (což je defakto taky foton, ale s mnohem menší frekvencí - jenom vyzařování objektu potrvá zřejmě déle ve více fotonech, aby se zachoval poměr přijaté/vydaté energie - opět to ale znamená, že vesmír je digitální: množství vyzářené energie by mělo být dané součtem energií vyzařovaných fotonů). Pokud má energii vyšší, tak ho zase vyplivne (tímto stylem se dostávají fotony ze Slunce, protože mají obrovskou energii - jestli si to dobře pamatuji, atomy uchovávají energii fotonu v té formě, že jim přeskočí jeden či více elektronů na vyšší orbital - dá se tímto způsobem atom i rozbít? Že když ho budete bombardovat opravdu velkou energií, že se elektrony vymaní z vlivu jádra? Je to to samé jako plasma?), to vidíme například jako barvu předmětu. Gamma zaření, atd., které předměty projde, už jsme tu řešili a bylo to celkem jasné.
Ale dejme tomu, že máme foton viditelného světla a vyrobíme teoreticky dokonale odrazivý povrch. Když do vnitřku koule z takového povrchu posvítíme baterkou, měla by se v kratké době naplnit dost slušným množstvím fotonů (přesvětlit). Přesto mám takový pocit, že v okamžiku, kdy baterku zhasneme, tak se v kouli i tak setmí. Čím to je? Nebo prostě dokonalé zrcadlo vyrobit nelze, a ač fotony budou skutečně určitý čas v kouli i po zhasnutí, dojde k jejich pohlcení za tak krátký čas, že ho prostě jen lidské oko není schopno zachytit?
Zpět ale do reality. Barva fotonu je daná jeho energií, ta je úměrná jeho frekvenci.
Co už od Vás vím:
"Foton obsahuje dvě složky pole: elektrickou a magnetickou. Obě pole v něm rezonují ve směrech, jež jsou kolmé ke směru pohybu a zároveň vůči sobě. Výsledek je ten, že sečtená dráha vektoru těchto polí vytváří šroubovici. Proto má spin. Když dráha výsledného vektoru pole po této šroubovici oběhne 360° vůči ose pohybu, uběhne jedna perioda. Dráha, kterou foton urazí během jedné periody, se nazývá vlnová délka. Počet period za sekundu je potom frekvence."
Kdyby se foton choval a šířil jako vlna, bylo by logické, že když natáhnu prostor, natáhne se i ona vlna, tudíž se zmenší frekvence. Rovněž Doplerův jev, že když se ke mě blíží hvězda, vysílá do vlny stále nové "špičky", a tudíž zrychluje frekvenci. Tohle by bylo fajn, kdyby se vlna šířila vzduchem. Ale ve vesmíru vzduch není.
Nebudu se teda v rámci možností raději zabývat tím, co je foton a jak vlastně funguje uvnitř
Pokud je foton dán svou hybností, změní se jeho frekvence/barva tím, že ho blížící hvězda vystřelí s vyšší hybností? Jako, třeba by to dávalo smysl, že by rychleji letící foton měl vyšší rychlost, ale platí, že foton se vždy šíří rychlostí světla. Dále, foton nemůže přijímat energii. Foton má nulovou klidovou hmotnost, ale získává hmotnost díky pohybu (a proto na něj může působit gravitace). Našel jsem si údaj, že:
"Foton je chameleón, který mění svou barvu (kmitočet f) tak, aby součet gravitační Wp, kinetické Wk a vlastní energie Wf fotonu zůstal nezměněný: Wp + Wk + Wf = konstanta."
"Nejednodušší představu o červenání fotonu získáte ze zákona zachování energie. Gravitační potenciální energie je záporná a její absolutní hodnota klesá se vzdáleností od tělesa jako 1/r. Na první pohled vzniká poněkud zvláštní situace. Potenciální energie odlétajícího fotonu klesá v absolutní hodnotě, ale skutečná hodnota potenciální energie roste k nule. Vzhledem k tomu, že odlétající foton energeticky stoupá v gravitační potenciálové jámě, musí vzhledem k zákonu zachování celkové energie jeho vlastní energie klesat, a proto foton červená."
Zároveň jsem se dočetl, že:
- při Dopplerově jevu nedochází k žádným energetickým změnám
- prodlužování nebo zkracování vlnových délek elektromagnetického záření je relativní a není provázeno změnami hmotností fotonů
Jenže, podle vzorce "f = mc2", takže pokud foton změní frekvenci, tak by měl změnit i hmotnost, ne? A pokud foton ztrácí energii při průletem vakua, tak tu energii by něco mělo pohlcovat, ne? Nebo co na to jinak zákon zachování energie, kam se ztrácí?
Můžete namítnout, že pokud stejné množství energine dáme do většího prostoru, její hustota poklesne, a tudíž v původním bodu (fotonu) jí zbyde méně, jenže to by znamenalo, že:
a) foton cestou sem "emituje" nějaké minipidikrti částice/bosony/tojefuk, které mu odebírají energii
b) foton se zvětšil, tudíž rezonance jeho dvou složek trvá déle (energie mu zůstala, ale protože normální atomy si neprošly změnou metriky, dostanou při "srážce" s fotonem plošně méně energie). Není to ale blbost? Může to vůbec udělat? Nedošlo by k rozostření obrazu?
Takže mé dotazy jsou následující:
1) Čemu foton předává energii ve vakuu, resp. co způsobuje, že foton při průletu buď rozpínajícím se vesmírem nebo něčím, co tvoří vakkum, mění frekvenci?
2) Jak u fotonu vzniká Doplerův efekt?
Zkráceně by to byla jedna otázka:
Jak konkrétně lze u fotonu ovlivnit jeho frekvenci? Zřejmě energií, ale jak hvězda pohybující se směrem k nám fotonu energii dodá (tím zmodrá) a vzdalující se odebere (zčervená)?
Souvisí to s gravitací? Chápal bych, že vzdalující se hvězda má tendenci tahat foton spíš zpátky k sobě, proto může zčervenat, ale i když ho "vystřelí", když se přibližuje, jak ho tím "urychlí" (myšleno, že mu zvýší frekvenci)? Tak jako tak bude muset foton "prorazit" gravitaci hvězdy a logičtější by bylo, že čím déle je v jejím poli, tím méně energie mu zbyde.
Pokud foton skutečně jen ztrácí energii do vakua (tedy není tak "věčný"), existuje vůbec rozpínání vesmíru (natož jeho zrychlování)? Údajně se to prý "prokázalo" tím, že kdyby foton interagoval s něčím, tak by se měnila "ostrost obrazu", ale všechno, i ty nejvzdálenější galaxie, vidíme ostře. Ale proč by se změna frekvence (odevzdání části energie) měla nějak promítnout do dráhy fotonu?
, tak vylézám z podstolu a mám opět trapný dotaz k fotonům. Ano vím, už jsme to řešili, ale prosím o další rady. Pokud nemáte zájem o dlouhé čtení, všímejte si jen toho tučného.Ještě trochu tápu ve fotonech. Foton je defakto vlastně velice úzký (a krátký) paprsek energie (proto může mít nulovou klidovou hmotnost - energie, která se nešíří, neexistuje - nulová vlna), který je "věčný", protože ve vakuu nemá teoreticky s čím interagovat.
Pokud se dostane do gravitačního pole, změní směr (protože gravitace deformuje tvar vesmíru - možná i metriku - tohle mi dává smysl např. ve srovnání se závodním autem na okruhu s klopenými zatáčkami: pokud nebudete zatáčet volantem, sice z okruhu vyletíte, ale ne v původním směru, v jakém jste do zatáčky vjeli - ale to může být dané tím, že auto je komplexní 3D objekt, jeho 2 přední kola mají rozdílnou radiální rychlost, při náklonu se mění těžiště, atd.). Pokud změníme metriku v oblasti, kterou foton prolétne, změníme tím jeho barvu (energii) (natáhneme/zkrátíme vlnu - "délku" paprsku - nezaměňovat s dobou trvání, která je daná počtem fotonů v řadě, nikoliv jejich frekvencí;
(kurzívou jsou uvedené vědecké nesmysly)
tady v tom nemám úplně jasno. Dobrá by byla představa fotonu jako částice složené z nějakých menších "částic", a barva/frekvence je udaná tím, kolik jich do obyčejné hmoty (například našeho oka) narazí, a pokud roztáhneme vesmír, zvětší se i rozměr fotonu, a tedy pokud foton letí z oblasti C do oblasti A a oblast B je natažená, jedna jeho část dorazí k hranici AB, zatímco jeho "zadek" to prostě nestihl, takže v oblasti A máme najednou víc než 1 foton: jeden původní, který obsahuje energii/barvu fotonu z oblasti C mínus těch pár částic, tudíž bude červenější, a pak 1 či více fotonů, které jsou složené ze zbytku částic, tudíž se neztratí, ale pokračují stejným směrem, ale mají tak malou energii/frekvenci, že jsou prakticky černé a tedy "neviditelné").
Jenže foton není "normální" částice, byť se tak snaží vypadat (zase ale je možné z fotonu vytvořit hmotné částice: elektron a pozitron; anihilace je vlastně obrácený proces - vznikne foton/fotony).
Tudíž špatně, ale nějak nevím, jak souvisí rychlost kmitání částice (energie) s tím, že prolétne nataženým prostorem (u zvukové vlny, včetně Dopplerova jevu, si to představit dovedu, protože zvuková vlna skutečně souvisí s prostorem, ale foton nekmitá v prostoru). Pak tu máme efekt červeného/modrého posunu pohybu tělesa (hvězda mířící k nám bude modřejší, atd.). Pokud hvězda mířící k nám produkuje ze stejných fotonů, které vytváří ve svém nitru fotony energetičtější, znamená to, že k nim musí přidat trochu energie (její kinetická energie to asi nebude, nebo?).
Pak je tu kontakt s běžnou hmotou. Foton vletí do atomu, a pokud má foton energii menší než je kapacita atomu, jen jej pohltí a později vyzáří ve formě tepla (což je defakto taky foton, ale s mnohem menší frekvencí - jenom vyzařování objektu potrvá zřejmě déle ve více fotonech, aby se zachoval poměr přijaté/vydaté energie - opět to ale znamená, že vesmír je digitální: množství vyzářené energie by mělo být dané součtem energií vyzařovaných fotonů). Pokud má energii vyšší, tak ho zase vyplivne (tímto stylem se dostávají fotony ze Slunce, protože mají obrovskou energii - jestli si to dobře pamatuji, atomy uchovávají energii fotonu v té formě, že jim přeskočí jeden či více elektronů na vyšší orbital - dá se tímto způsobem atom i rozbít? Že když ho budete bombardovat opravdu velkou energií, že se elektrony vymaní z vlivu jádra? Je to to samé jako plasma?), to vidíme například jako barvu předmětu. Gamma zaření, atd., které předměty projde, už jsme tu řešili a bylo to celkem jasné.
Ale dejme tomu, že máme foton viditelného světla a vyrobíme teoreticky dokonale odrazivý povrch. Když do vnitřku koule z takového povrchu posvítíme baterkou, měla by se v kratké době naplnit dost slušným množstvím fotonů (přesvětlit). Přesto mám takový pocit, že v okamžiku, kdy baterku zhasneme, tak se v kouli i tak setmí. Čím to je? Nebo prostě dokonalé zrcadlo vyrobit nelze, a ač fotony budou skutečně určitý čas v kouli i po zhasnutí, dojde k jejich pohlcení za tak krátký čas, že ho prostě jen lidské oko není schopno zachytit?
Zpět ale do reality. Barva fotonu je daná jeho energií, ta je úměrná jeho frekvenci.
Co už od Vás vím:
"Foton obsahuje dvě složky pole: elektrickou a magnetickou. Obě pole v něm rezonují ve směrech, jež jsou kolmé ke směru pohybu a zároveň vůči sobě. Výsledek je ten, že sečtená dráha vektoru těchto polí vytváří šroubovici. Proto má spin. Když dráha výsledného vektoru pole po této šroubovici oběhne 360° vůči ose pohybu, uběhne jedna perioda. Dráha, kterou foton urazí během jedné periody, se nazývá vlnová délka. Počet period za sekundu je potom frekvence."
Kdyby se foton choval a šířil jako vlna, bylo by logické, že když natáhnu prostor, natáhne se i ona vlna, tudíž se zmenší frekvence. Rovněž Doplerův jev, že když se ke mě blíží hvězda, vysílá do vlny stále nové "špičky", a tudíž zrychluje frekvenci. Tohle by bylo fajn, kdyby se vlna šířila vzduchem. Ale ve vesmíru vzduch není.
Nebudu se teda v rámci možností raději zabývat tím, co je foton a jak vlastně funguje uvnitř
Pokud je foton dán svou hybností, změní se jeho frekvence/barva tím, že ho blížící hvězda vystřelí s vyšší hybností? Jako, třeba by to dávalo smysl, že by rychleji letící foton měl vyšší rychlost, ale platí, že foton se vždy šíří rychlostí světla. Dále, foton nemůže přijímat energii. Foton má nulovou klidovou hmotnost, ale získává hmotnost díky pohybu (a proto na něj může působit gravitace). Našel jsem si údaj, že:
"Foton je chameleón, který mění svou barvu (kmitočet f) tak, aby součet gravitační Wp, kinetické Wk a vlastní energie Wf fotonu zůstal nezměněný: Wp + Wk + Wf = konstanta."
"Nejednodušší představu o červenání fotonu získáte ze zákona zachování energie. Gravitační potenciální energie je záporná a její absolutní hodnota klesá se vzdáleností od tělesa jako 1/r. Na první pohled vzniká poněkud zvláštní situace. Potenciální energie odlétajícího fotonu klesá v absolutní hodnotě, ale skutečná hodnota potenciální energie roste k nule. Vzhledem k tomu, že odlétající foton energeticky stoupá v gravitační potenciálové jámě, musí vzhledem k zákonu zachování celkové energie jeho vlastní energie klesat, a proto foton červená."
Zároveň jsem se dočetl, že:
- při Dopplerově jevu nedochází k žádným energetickým změnám
- prodlužování nebo zkracování vlnových délek elektromagnetického záření je relativní a není provázeno změnami hmotností fotonů
Jenže, podle vzorce "f = mc2", takže pokud foton změní frekvenci, tak by měl změnit i hmotnost, ne? A pokud foton ztrácí energii při průletem vakua, tak tu energii by něco mělo pohlcovat, ne? Nebo co na to jinak zákon zachování energie, kam se ztrácí?
Můžete namítnout, že pokud stejné množství energine dáme do většího prostoru, její hustota poklesne, a tudíž v původním bodu (fotonu) jí zbyde méně, jenže to by znamenalo, že:
a) foton cestou sem "emituje" nějaké minipidikrti částice/bosony/tojefuk, které mu odebírají energii
b) foton se zvětšil, tudíž rezonance jeho dvou složek trvá déle (energie mu zůstala, ale protože normální atomy si neprošly změnou metriky, dostanou při "srážce" s fotonem plošně méně energie). Není to ale blbost? Může to vůbec udělat? Nedošlo by k rozostření obrazu?
Takže mé dotazy jsou následující:
1) Čemu foton předává energii ve vakuu, resp. co způsobuje, že foton při průletu buď rozpínajícím se vesmírem nebo něčím, co tvoří vakkum, mění frekvenci?
2) Jak u fotonu vzniká Doplerův efekt?
Zkráceně by to byla jedna otázka:
Jak konkrétně lze u fotonu ovlivnit jeho frekvenci? Zřejmě energií, ale jak hvězda pohybující se směrem k nám fotonu energii dodá (tím zmodrá) a vzdalující se odebere (zčervená)?
Souvisí to s gravitací? Chápal bych, že vzdalující se hvězda má tendenci tahat foton spíš zpátky k sobě, proto může zčervenat, ale i když ho "vystřelí", když se přibližuje, jak ho tím "urychlí" (myšleno, že mu zvýší frekvenci)? Tak jako tak bude muset foton "prorazit" gravitaci hvězdy a logičtější by bylo, že čím déle je v jejím poli, tím méně energie mu zbyde.
Pokud foton skutečně jen ztrácí energii do vakua (tedy není tak "věčný"), existuje vůbec rozpínání vesmíru (natož jeho zrychlování)? Údajně se to prý "prokázalo" tím, že kdyby foton interagoval s něčím, tak by se měnila "ostrost obrazu", ale všechno, i ty nejvzdálenější galaxie, vidíme ostře. Ale proč by se změna frekvence (odevzdání části energie) měla nějak promítnout do dráhy fotonu?