Co je doopravdy foton?

Anonym Hosohis05.03.2014 15:59 Nahlásit
Dobrý den, vždy jsem si foton představoval jako malou nehmotnou, rychlou, světlou kuličku. Je nositelem elektromagnetického záření. Toto záření jsem si ale zase představoval, jako vlny, asi jako na vodě po vhození kamenu, jenom 3D. Jaký je tedy vztah mezi těmito vlnami a fotonem? Vlna je tvořena mnoha fotony, nebo ta vlna je vlastně ten foton? Nebo je to tak, že žádné vlny vlastně nevycházejí, ale záření je vlastně vysílání mnoha neuspořádáných fotonů určité frekvence vlnění, které ale dohromady žádné vlny netvoří? A jak si mám představovat to samotné vlnění? Jako kmitání nahoru a dolu, nebo jako zvětšování a zmenšování té kuličky, nebo jako nárůst a ůbytek nějaké jiné vnitřní vlastnosti? Děkuji

Odpovědi

Přidat odpověď ▾

Diskuze

Anonym Nyhanoz05.03.2014 16:41 Nahlásit
1)Objekt mikrosvěta si (člověk) neumí představit, protože všechny (jeho) představy mají kvalitu přesné polohy (i například elektronový orbital jako "pravděpodobnost výskytu elektronu").
2)Vlnu na vodě si nejde představit v tříbázovém prostoru?
3)"A jak si mám představovat to samotné vlnění? Jako kmitání nahoru a dolu, nebo jako zvětšování a zmenšování té kuličky, nebo jako nárůst a ůbytek nějaké jiné vnitřní vlastnosti?"
Například vektory EMV se vysvětlují jako projev spinu elektronu. Spin elektronu je chápaný jako "kvantový, vnitřní" projev, protože roztočením elektronu se porušují některé fyzikální zákony. To je další kvantový projev, který si (člověk) neumí představit.
Cenobita.05.03.2014 19:46 Nahlásit
Lze si představil, že jakmile se elektromagnetické záření šíří, tak prochází uzly (jako sinusoida prochází osou x) v těchto uzlech má světlo povahu korpuskulární a mimo tyto uzly má povahu vlnovou.
thriller05.03.2014 20:24 Nahlásit
Nechci Tě urazit Cenobito, ale to cos napsal je úplná blbost.
L.Sarb05.03.2014 21:08 Nahlásit
...korpuskulárně vlnový dualismus (částicově vlnový dualismus). Mnoho fyziků již vedlo spory o tom, jak si představit částici, která se chová jako vlna, a vlnu, která se chová jako částice. Je to ale nesprávně položená otázka. Z naší běžné makroskopické zkušenosti jsme zvyklí buď na pohyb částic, těles (letící kulka, jedoucí automobil, pohybující se planeta, …) a nebo na pohyb vlny (zvukové vlnění, vlna na vodní hladině, …). Částice má v klasické fyzice v každém okamžiku určitou polohu na své trajektorii a určitou rychlost, kterou se pohybuje, vlna má zase vlnovou délku a frekvenci a zasahuje současně do celého prostoru.

Foton je objekt mikrosvěta a pohybuje se prostě jinak, než jak jsme zvyklí si představovat. Není možné prostě určit jeho trajektorii a stanovit místo jeho dopadu např. na fotografické desce. Je možné stanovit pouze pravděpodobnost, s níž dopadne do daného místa. Podle druhu experimentu, který s fotonem provádíme, může foton projevit buď svou částicovou nebo vlnovou povahu, i když se samozřejmě jedná o tentýž objekt.
http://fyzika.jreichl.com/main.article/view/726-foton
Anonym Qybymyn05.03.2014 21:17 Nahlásit
Fotony jsou entita, která nepatří do makrosvěta a naše pojmy pro dualitu vlnové/korpuskulární povahy jsou jen jakési naše berličky. Prostě chování mikrosvěta v kategoriích makrosvěta nedává význam. Fotony jsou kupříkladu nositeli magnetismu (třeba u magnetů na ledničce), i když je při tom přitahování nikdo nikdy nepřistil. Fotony mohu vzniknout třeba anihilací, nebo i z ničeho (při respektování relací neurčitosti). Osamocené fotony mohou interferovat samy se sebou, pohybovat se po nekonečně mnoha drahách současně, atd. Věříme, že jsou to už elementární částice (tedy nesložené z jiných), ale nevíme to jistě. Pohybují se pouze rychlostí světla, takže pro ně čas našeho světa nemá žádný význam. Dokážeme občas popsat jejich chování, ale jejich podstatu nikoli. Chování mikrosvěta nechápe vůbec nikdo, i když umíme počítat rovnice kvantové mechaniky. Dokonce mikrosvět odmítá respektovat naše zákony, třeba z makrosvětské fyziky (Newtonovská, obecná teorie relativity) si fotony příliš hlavu nedělají.
Anonym Nyhanoz05.03.2014 21:40 Nahlásit
"Chování mikrosvěta nechápe vůbec nikdo, i když umíme počítat rovnice kvantové mechaniky."
Kvantový model je matematický. Naopak makrosvětu, kde se první matematické "vztahy" vytvářely na základě pozorované skutečnosti, se v mikrosvětě na základě odpovídající kvantity interpretuje skutečnost. To ukazuje na matematickou "univerzálnost".
L.Sarb05.03.2014 21:49 Nahlásit
Jeden recept jak si představit foton by tu byl: Schrödingerova kočka. :-)

Slepí muži a slon .
Skupina Indů, kteří nikdy neviděli slona. Jednoho dne přišli na místo, kde byl slon. Přistoupili k němu v naprosté tmě, každý ho ohmatal a potom popsali, co mysleli, že vnímali. Jejich popisy se pochopitelně lišily.
Jednomu, který nahmatal nohu, se zdálo, že slon je pilíř. Ten, co nahmatal jeho ucho, popsal slona jako vějíř, a tak dále. Každý z jejich popisů, které se týkaly různých částí slona tak, jak je nahmatali, byl správný. Nicméně co se týká přesného popisu celku, všechny jejich koncepce byly nedostatečné.
Kdyby bývali měli svíčku, rozdílnost jejich názorů by nenastala. Světlo svíčky by odhalilo slona jako celek.

Nám chybí ta "svíčka". Jak si máme představit něco, co neumíme ani pořádně popsat, a když, tak jenom v různých, pro naši představivost neslučitelných stavech, ne v globálu.
Cenobita.06.03.2014 09:51 (Upr. 06.03.2014 10:03) Nahlásit
Z úvodu svého popisu jsem uvedl "Lze si představil" pravděpodobně nám nic jiného nezbývá.

EM vlna:

http://www.gymhol.cz/projekt/fyzika/11_elmag/11_elmag.htm

např.: Model atomu se ve výuce stále uvádí jako planetární, prostě proto, že tato teorie (uvedl jsem slovo teorie) je pro pochopení některých vlastností atomu výhodná a jindy zase nestačí (pro vysvětlení chemických reakcí nestačí)

zcela dole

http://fyzika.jreichl.com/main.article/view/726-foton

je věta:

Při experimentování s elektromagnetickým zářením různých vlnových délek lze zjistit tento poznatek:

SE ZKRACOVÁNÍM VLNOVÉ DÉLKY SE PROJEVUJÍ ČÁSTICOVÉ VLASTNOSTI FOTONU VÝRAZNĚJI.

Tedy vlna šíření elektromagnetického záření častěji protíná směr šíření fotonu (osa x) a tudíž je častěji fotonem (korpuskulí). A naopak u delších vlnových délek méně častěji a projevují se výrazněji vlnové vlastnosti světla.

Máte někdo lepší model jak si představit vlnově korpuskulární vlastnost světla ?
thriller06.03.2014 12:08 (Upr. 06.03.2014 13:22) Nahlásit
To Cenobita a Wunuhat
Označil jsem to za blbost, protože není pravda, že by se světlo při šíření prostorem střídavě měnilo z fotonu na vlnu a zpět, nebo že by mělo vlnové či částicové vlastnosti jen někdy. Ne. Šířící se světlo má vlnové i částicové vlastnosti pořád. Světlo je v každém bodě a v každém čase ZÁROVEŇ jak vlnou, tak i částicí.
Nehledě na to, že při šíření monochromatické elektromagnetické vlny vektor E vůbec nemusí protínat osu, například je tomu tak u kruhově polarizované vlny.


Hledal jsem dlouho nějaký pěkný ilustrační obrázek, jak si lze představit vlnu jako foton, snad to hezky ukazuje následující gif. Je na něm v podstatě vidět proud fotonů šířící se prostředím, každý "buřtík" je jeden foton, ta vlna uvnitř buřtíku má vlnovou délku a frekvenci jakou používáme ve vlnovém popisu světla, délka samotného buřtíku je jako "velikost fotonu": http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/bd/Wave_group.gif
nebo zde šíření jednoho fotonu: http://usna.edu/Users/physics/tank/TankMovies/PlaneWaveAndPackets/WavePacketRI.gif
Cenobita.06.03.2014 15:43 (Upr. 06.03.2014 15:55) Nahlásit
"Světlo je v každém bodě a v každém čase ZÁROVEŇ jak vlnou, tak i částicí."

Ale pohybujeme se ve velmi krátkých časech a prostorových vzdálenostech, kde začíná platit kvantová mechanika a přestává platit náš spojitý pohled na čas a prostor. V těchto krátkých časech a prostorových vzdálenostech se začínají projevovat principy neurčitosti. Se světlem/fotonem to bude podobné jako s elektronem v atomovém obalu - nelze určit jeho polohu, pouze pravděpodobnost výskytu. Moje představa je taková, že světlo kvantuje právě v těch bodech (uzlech) a v "buřtících" má vlnové vlastnosti s nějakou mírou pravděpodobnosti. A opakuji není to fakt je to jen teorie.
Cenobita.06.03.2014 16:08 Nahlásit
Ještě mohu nabídnout jiný model:

Foton (podobně jako pixel obrazovky) se pohybuje skoky z jednoho bodu prostoru/pixelu do druhého bodu prostoru/pixelu. V každém z těchto pixelů má charakter korpuskulární a v okamžiku přeskoku mezi pixely má charakter vlnový. Tento proces není spojitý, ale kvantový.
Anonym Juqyhom06.03.2014 16:43 Nahlásit
S časem v souvislosti s fotony opatrně - pro částice pohybující se rychlostí světla čas nemá význam.
thriller07.03.2014 10:27 Nahlásit
Perioda fotonu viditelného světla je řádově 10^-15 s. Pokud se Cenobito odkazuješ na kvantování prostoru a času, tak srovnáváš s Planckovým časem, jež představuje časoový úsek o 29 řádů kratší než perioda fotonu. Jinými slovy, složky vektoru pole E procházejí osou jednou za 100 kvadriliard kvant času. Takže Tvoje představa, že foton je částicí, v každém uzlu sinusovky a zároveň po každém překonání kvanta vzdálenosti, si vzájemně odporuje. Navíc, a to prosím neopomíjej, faktem je, že to, že foton má někdy částicové vlastnosti ještě neznamená, že by právě tehdy neměl vlastnosti vlnové. To je totiž to, co Ty pořád opakuješ a co mi drásá oči, když to vidím. Když má v nějakém momentě foton částicové vlastnosti, tak v tomtéž momentě má i vlnové.

Jinak, samozřejmě že poloha fotonu je neurčitá, podobně jako elektrony v atomech. Proto je délka "buřtíku", vlnového balíku, který reprezentuje foton větší než fotonova vlnová délka a obálka toho "buřtíku" směrem ke krajům ubývá.
Cenobita.07.03.2014 11:25 Nahlásit
A jaké je pak vysvětlení pro tuto ověřenou skutečnost:

Částicové vlastnosti elektromagnetického záření se projevují především při vysokých frekvencích (tedy při vysokých energiích fotonů), v opačném případě převažují vlnové vlastnosti elektromagnetického záření, tzn. záření se projevuje jako vlna.
Anonym Juqyhom07.03.2014 12:04 Nahlásit
To přece s tím, co píše thriller, není v žádném rozporu - to, že ty či ony vlastnosti za jistých okolností převažují, ještě neznamená, že ty druhé tam nejsou. Jsou, jen v menší míře.
Cenobita.07.03.2014 12:34 (Upr. 07.03.2014 13:38) Nahlásit
Nejlepší popis jevu je zde:

Korpuskulárně-vlnový dualismus elektromagnetického vlnění

http://astronuklfyzika.cz/JadRadFyzika.htm

Fotoefekt:

"A.Einstein v r.1905 podrobně studoval vlastnosti fotoefektu a všechny experimentálně zjištěné skutečnosti vysvětlil předpokladem, že pohlcování zářivé energie se děje nikoli spojitě, ale v určitých malých dávkách, kvantech." (foton)

"Elektron na povrchu destičky přijme právě energii Ef = h.ν jednoho světelného kvanta - fotonu."

"Elektromagnetické záření (včetně světla) se tedy nejenom vyzařuje, ale i šíří a interaguje (absorbuje) po jednotlivých kvantech."

viz obrázek

http://astronuklfyzika.cz/DualismusFotony.gif
Přidat komentář do diskuze ▾