Elektromagnetyczne i fotonowe urojenia w grafice i animacji

Technologie, Nauka

Fotonologia

Przesłanka: Dobrze jest przerabiać formuły matematyczne na grafikę.

Przesłanka pochodzi z notki pt. "Jak z notki na blogu powstaje projekt badawczy". Niech zatem będzie dana grafika w animacji fali elektromagnetycznej - YT: Electromagnetic Waves.

Niech grafika oznacza w tym ułożeniu opis w przestrzeni dla chwili czasu t = 0, a animacja to dodanie opisu graficznego w czasie t > 0. W tej notce wykorzystana jest idea symetrii z przesłanki. Skoro jest możliwe przerabianie od matematyki do grafiki, to również powinno być możliwe od grafiki do matematyki.

W tym ułożeniu potrzebne będą "matematyczne zasady filozofii ufizycznienia". Jednak to jeszcze nie zasady przyrody choć już w niej istniejące zmyśleniem w pierwszym przybliżeniu. W tym przypadku rozważań to przybliżenie jest ulokowane w urojeniu, elektromagnetycznym i fotonowym urojeniu.

W tym ułożeniu matematyczna idea fotonologii pojawiła się we wzorze Alberta Einsteina opisującym efekt fotoelektryczny w powiązaniu z energią fotonu: hv = W + Ek, gdzie:  h – stała Plancka,  v – częstotliwość padającego fotonu,  W – praca wyjścia,  Ek – maksymalna energia kinetyczna emitowanych elektronów. Elektron to cząstka elementarna. Zatem w jakiś sposób fala elektromagnetyczna oddziałuje jako cząstka, na sposób cząstki albo elektron ma coś w sobie z f.em., lub jedno i drugie. W tym scenariuszu urojonej idei fotonologii będzie o fotonie ułożonym w wektorowej strukturze fali elektromagnetycznej.

*

Startup idei: Pole elektryczne i magnetyczne w płaskiej fali elektromagnetycznej o długości λ.

Wybrane fragmenty z przedmiotowej animacji (Electromagnetic Waves):

I już jest fajniej. Formuła matematyczna pochodnej cząstkowej ∂/∂t w grafice jest reprezentowana rysunkiem wektorów szybkości zmian ∂E/∂t i ∂B/∂t. Zatem na rysunku są fale wektorów E i B oraz  ∂E/∂t i ∂B/∂t. Gdy popatrzymy na wektory wzdłuż kierunku rozchodzenia się f.em., to wektory E i B będą prostopadłe do siebie i wektor ∂E/∂t zwrócony jest do góry, natomiast wektor -∂B/∂t zwrócony jest lewo (strzałki koloru żółtego na rysunkach). Podobnie jak w ułożeniu pomocniczym obróconego w lewo układu liczb zespolonych.

obrócenie w lewo

Zatem w tym ułożeniu można by zapisać formułę:

z1 = μ0 * ε0 * ∂/∂t (E - c * iB)

Dodając ideę, ze minus w nawiasie zachowuje w czasowym układzie zespolonym przestrzenną rotację w układzie XYZ związaną z wektorami E i B. Zatem pomijamy w rozważaniach ułożenie w układzie zespolonym rotacji.
Rotacja związana jest z ułożeniem wektorów E oraz B pól sąsiednich, tj. dla wektora w zakresie E+ (w górę) polem sąsiednim jest zakres E- (w dół). Podobnie dla wektora B+ polem sąsiednim jest zakres B-.

Kolejny krok to ułożenie formuły:

z2 = μ0 * ε0 * ∂/∂t (c * iB × E)

W której chodzi o ideę zespolonego wektora Poyntinga, który związany jest z energią, a dokładniej z gęstość strumienia mocy.

Grafika w animacji umożliwia prezentację zespoloną w ruchu.

W tej idei zmiany w czasowym układzie zespolonym są "w środku" ułożeń wektorów rotacji w układzie XYZ.

Zatem są dwie długości f.em.

λ1 = 2 * π * (r * Emax), gdzie "innowacja" r to współczynnik mianu normujący wektor Emax do wektora promienia Rz koła zespolonego

λ2 = c * T , gdzie c - to szybkość światła, T - to okres f.em.

c = 4 * (r * Emax) / T

Kwant idei:

W czasowym układzie zespolonym elektromagnetyczna forma energii drga z częstotliwością f.em. pomiędzy E+ i E-. To może być energia stałej Plancka? To może być energia zmiany cyklicznej zwrotu wektora E pomiędzy E+ i E-, gdy w przestrzeni XYZ długość wektora E = 0?

Porównanie grafiki fali elektromagnetycznej w układzie XYZ oraz w układzie liczb zespolonych:

*

Internet:

Sensacyjne odkrycie. Polak znalazł błąd w teorii względności

Wrocławski uczony kwestionuje prawo Einsteina

Dopisane:
Zrozumieć sinusoidę (m.in. animacja funkcji sinus w ruchu)

****

Dopisane. Ponieważ w tym ułożeniu "plus" przy szybkości zmiany ∂E/∂t i "minus" przy szybkości zmiany -∂B/∂t zachowują w czasowym układzie zespolonym rotacje z układu XYZ oraz nie jest rozważany zespolony układ rotacji (∂/∂x,y,z) czyli równanie w idei ∂/∂t ~ ∂/∂x,y,z to dla wygody pisania ewentualnych komentarzy niech d/dt oznacza ∂/∂t:

z1 = μ0 * ε0 * d/dt (E - c * iB)
z2 = μ0 * ε0 * d/dt (c * iB × E)
*
Dopisane, 17.06.2022 r. Na stronie internetowej pt. "Zrozumieć sinusoidę" są ciekawe wskazówki:
- "sinusoida to kształt będący odzwierciedleniem ruchu po okręgu",
- "Istnieje jednak jeszcze jeden sposób na wyrażenie prędkości kątowej, wręcz stworzony dla funkcji okresowych. A jest nim częstotliwość",
- "Częstotliwość traktować możemy jak liczbę obrotów na sekundę. Pamiętamy, że jeden obrót po okręgu to jeden pełny okres sinusoidy, więc bardziej fachowo będzie powiedzieć, że częstotliwość to liczba okresów na sekundę".

Formuję dla formy energii można ułożyć w oparciu o dobrane ufizycznienia w modelu zjawiska. Powyższe wskazówki oświetlają innowację (Plancka - Einsteina) w postaci formuły na energię fotonu Ef = hv. Jest w nich ułożenie powiązane z czasem, rodzaj ruchu, powtarzalność cykli, częstotliwość. W czasowym układzie zespolonym wiruje pole elektromagnetyczne, wiruje zespolone złożenie drgań pól "EB".  Pole elektryczne drga w części rzeczywistej, a pole magnetyczne w części urojonej. W tej idei częstotliwość jest wręcz stworzona dla formy energii sinusoidalnej fali elektromagnetycznej. Stała Plancka reprezentuje jedno "kółeczko" (1 kwant = 1 obrót), a częstotliwość reprezentuje ilość tych kółeczek w ciągu 1 sekundy.