Co je doopravdy foton?
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
Diskuze
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.
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
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".
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.
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 ?
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
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.
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.
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.
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.
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