Gryziński :
A więc wielki Newton miał rację — światło to wibrujące cząstki materii.
Fotony to ściśle zlokalizowane w przestrzeni obiekty, których energia kinetyczna (energia ruchu) równa jest iloczynowi stałej Plancka i częstości — w przypadku zwykłych cząstek, elektronów czy protonów, energia kinetyczna wyraża się poprzez iloczyn masy cząstki i kwadratu prędkości.
E = h ν h - stała definiująca pojęcie fotonu.
E = ½mv2 m - stała definiująca pojęcie cząstki
=============================================================
Piko, mam nadzieje, ze Gryzinski i Ty zdajecie sobie sprawe z tego, ze dualizm korpuskularno-falowy nie pojawil sie po raz pierwszy w fizyce kwantowej.
Przyjecie dualizmu korpuskularno-falowego w fizyce kwantowej wyniklo po pierwsze z tego, ze historycznie nie udalo sie eksperymentalnie go rozwiazac, jak rowniez z powodu kwantowego eksperymentu z podwojna szczelina, ktory byl najbardziej precyzyjnym eksperymentem z pojedynczymi czastkami fotonow.
Nie ma w tym nic zlego, ze Gryzinski zakwestionowal interpretacje wynikow, jak rowniez takie szczegoly, jak atomowa natura szczeliny. To jego prawdziwa zasluga i chwala mu za to, bo na tym polega fizyka.
Wlasnie mnie olsnilo i uzmyslowilem sobie, ze w calej historii fizyki NIGDY nie bylo takiego eksperymentu, ktory wykazalby, ze swiatlo, to nic innego, tylko male czastki (fotony).
Ani jednego. NIGDY .
Gdyby fotony nie mialy rowniez prawdziwej natury falowej, to co mozna powiedziec o calych atomach?
Nikt sie chyba nie bedzie upieral, ze atomy to nie sa male kulki.
Ale zrobiono ten sam dwu-szczelinowy kwantowy eksperyment z pojedynczymi atomami i atomy tez wykazaly swoja falowa nature!
Malo tego, ten sam eksperyment powtorzono z czasteczka skladajaca sie z 60 atomow. Wystarczy?
Znowu zla interpretacja wynikow?
Byc moze.
Ale jezeli bedziemy chcieli dalej podazac za tym argumentem, to musimy zauwazyc, ze makroskopowe zjawiska falowe pojawily sie w fizyce dawno temu. Sa one wynikiem transmisji energii, ktora nie jest materia, a tylko materie porusza.
Aby Gryzinski mial racje, to musialby zakwestionowac istnienie makroskopowych zjawisk falowych, a co za tym idzie, istnienie samej energii, dlatego ze w skali makroskopowej swiatlo jest fala, wbrew temu co wyobrazal sobie Newton, bo on nawet nie wiedzial, ze cos takiego, jak atomy w ogole moze istniec.
Wiec Newton nie mogl twierdzic, ze swiatlo to subatomowe czastki elementarne, takie ze E = h ν h - stała definiująca pojęcie fotonu, a E = ½mv2 m - stała definiująca pojęcie cząstki.
Tu pojawia sie Gryzinski i oglasza, ze wielki Newton miał rację — światło to wibrujące cząstki materii.
Fizyka kwantowa nie kwestionuje tego, ze swiatlo to ROWNIEZ czastki, fotony.
Zeby twierdzic, ze swiatlo, to nic innego, tylko male czastki (fotony), to trzeba by sie cofnac do roku 1801 aby wykazac, gdzie pomylil sie Thomas Young, bo to od jego eksperymentu wszystko sie zaczelo.
GRYZINSKI : " Zamiast zakwestionować stosowalność na poziomie atomu teorii Maxwella, zakwestionowano stosowalność dynamiki Newtona - innymi słowy murzyn zawinił, a cygana powiesili".
Tak bez powodu ?!
Bo powinni powiesic Maxwella razem z jego falami elektromagnetycznymi ?!
Newtona (cygana) powiesili, dlatego bo nas ocyganil i mu sie nalezalo.
A murzyn (Maxwell) nie zawinił, bo jak sie okazalo w eksperymentalnej fizyce kwantowej, nie tylko fotony maja nature falowa, ale rowniez atomy i czasteczki chemiczne skladajace sie nawet z 60 atomow.
Chociaż Christiaan Huygens myślał, że światło jest falą, to Izaak Newton nie. Newton uważał, że istnieją inne wyjaśnienia dotyczące koloru oraz efektów interferencji i dyfrakcji, które można było wówczas zaobserwować. Ze względu na ogromną posturę Newtona jego pogląd ogólnie panował. Fakt, że zasada Huygensa zadziałała, nie był uważany za dowód wystarczająco bezpośredni, aby udowodnić, że światło jest falą. Akceptacja falowego charakteru światła nastąpiła wiele lat później, kiedy w 1801 roku angielski fizyk i lekarz Thomas Young (1773–1829) przeprowadził swój klasyczny teraz eksperyment z podwójną szczeliną.
Eksperyment Younga z podwójną szczeliną. Tutaj światło o czystej długości fali wysyłane przez parę pionowych szczelin jest dyfrakcyjne na wzór na ekranie wielu pionowych linii rozmieszczonych poziomo. Bez dyfrakcji i interferencji światło po prostu tworzyłoby dwie linie na ekranie.
Wiązka światła uderza w ścianę, przez którą przecinana jest para pionowych szczelin. Po drugiej stronie ściany druga ściana przedstawia wzór równomiernie rozmieszczonych pionowych linii światła, które są tej samej wysokości co szczelina.
Dlaczego zwykle nie obserwujemy zachowania fali dla światła, takiego jak obserwowane w eksperymencie Younga z podwójną szczeliną? Po pierwsze, światło musi wchodzić w interakcje z czymś małym, na przykład z blisko rozmieszczonymi szczelinami używanymi przez Younga, aby pokazać wyraźne efekty falowe. Ponadto Young najpierw przepuścił światło z jednego źródła (Słońca) przez pojedynczą szczelinę, aby światło było nieco spójne. Przez spójny rozumiemy, że fale są w fazie lub mają określoną zależność fazową. Niespójny oznacza, że fale mają losowe zależności fazowe. Dlaczego Young przepuścił światło przez podwójną szczelinę? Odpowiedź na to pytanie jest taka, że dwie szczeliny zapewniają dwa spójne źródła światła, które następnie zakłócają konstruktywnie lub destrukcyjnie. Young wykorzystał światło słoneczne, gdzie każda długość fali tworzy swój własny wzór, co utrudnia dostrzeżenie efektu. Ilustrujemy eksperyment podwójnej szczeliny ze światłem monochromatycznym (single \ lambda) w celu wyjaśnienia efektu. [link] pokazuje czystą konstruktywną i destrukcyjną interferencję dwóch fal o tej samej długości fali i amplitudzie.
Amplitudy fal dodają. (a) Czysta konstrukcyjna interferencja jest uzyskiwana, gdy identyczne fale są w fazie. (b) Czysta destrukcyjna interferencja występuje, gdy identyczne fale są dokładnie poza fazą lub przesunięte o połowę długości fali.
Rycina a pokazuje trzy fale sinusoidalne o tej samej długości fali ułożone jedna nad drugą. Szczyty i doliny każdej fali są wyrównane z tymi dla innych fal. Dwie górne fale są oznaczone jako fala pierwsza i fala druga, a fala dolna jest oznaczona jako wypadkowa. Amplituda fal 1 i 2 jest oznaczona x, a amplituda fali wynikowej jest oznaczona dwa x. Rycina b pokazuje podobną sytuację, z tą różnicą, że szczyty fali drugiej są teraz wyrównane z dolami fali pierwszej. Powstała fala jest teraz prostą poziomą linią na osi x; to znaczy linia y jest równa zero.
Kiedy światło przechodzi przez wąskie szczeliny, jest ono dyfrakcyjne na fale półkoliste, jak pokazano w [link] (a). Czysta ingerencja konstrukcyjna występuje tam, gdzie fale przebiegają od szczytu do szczytu lub od koryta do koryta. Czysta destrukcyjna ingerencja występuje tam, gdzie są szczyty. Światło musi padać na ekran i być rozproszone w naszych oczach, abyśmy mogli zobaczyć wzór. Analogiczny wzór dla fal wodnych pokazano w [link] (b). Zwróć uwagę, że obszary konstruktywnej i destrukcyjnej interferencji wychodzą ze szczelin pod dobrze określonymi kątami do pierwotnej wiązki. Kąty te zależą od długości fali i odległości między szczelinami, co zobaczymy poniżej.
Podwójne szczeliny wytwarzają dwa spójne źródła fal, które przeszkadzają. (a) Światło rozprzestrzenia się (dyfrakuje) z każdej szczeliny, ponieważ szczeliny są wąskie. Fale te nakładają się i zakłócają konstruktywnie (jasne linie) i destrukcyjnie (ciemne obszary). Możemy to zobaczyć tylko wtedy, gdy światło pada na ekran i rozprasza się w naszych oczach. (b) Wzór interferencji podwójnej szczeliny dla fal wodnych jest prawie identyczny jak dla światła. Działanie falowe jest największe w obszarach konstruktywnej interferencji, a najmniej w regionach destrukcyjnych. (c) Gdy światło, które przeszło przez podwójne szczeliny, pada na ekran, widzimy taki wzór. (kredyt: PASCO)
Rysunek zawiera trzy części. Pierwsza część to rysunek przedstawiający równoległe fronty fal zbliżające się do ściany od lewej. Grzbiety są pokazane jako linie ciągłe, a koryta są pokazane jako linie kropkowane. Dwa promienie świetlne przechodzą przez małe szczeliny w ścianie i wyłaniają się z dwóch szczelin w kształcie wachlarza. Linie te rozkładają się w prawo, aż uderzą w prawą ścianę. Punkty, w których te linie wachlarzowe uderzają w prawą ścianę, są naprzemiennie oznaczone jako min i max. Punkty minimalne odpowiadają liniom łączącym nakładające się grzbiety i koryta, a punkty maksymalne odpowiadają liniom łączącym nakładające się grzbiety. Drugi rysunek to widok z góry sadzawki z półkolistymi frontami falowymi emanującymi z dwóch punktów po lewej stronie sadzawki, które są ustawione jeden nad drugim. Te półkoliste fale nakładają się na siebie i tworzą wzór podobny do wzoru utworzonego przez łuki na pierwszym obrazie. Trzeci rysunek pokazuje pionową kropkowaną linię, z niektórymi kropkami, które wydają się jaśniejsze niż inne kropki. Wzór jasności jest symetryczny względem punktu środkowego tej linii. Kropki w pobliżu punktu środkowego są najjaśniejsze. Gdy przesuwasz się od punktu środkowego w górę lub w dół, kropki stopniowo ściemniają się, aż wydaje się, że brakuje kropki. Jeśli zrobisz postępy dalej od punktu środkowego, kropki pojawią się ponownie i staną się jaśniejsze, ale będą znacznie mniej jasne niż punkty środkowe. Jeśli zrobisz postępy dalej od punktu środkowego, kropki ponownie ściemnią się, a następnie znikną, czyli tam, gdzie przerywana jest linia przerywana.
Aby zrozumieć wzór interferencji podwójnych szczelin, rozważamy, w jaki sposób dwie fale przemieszczają się ze szczelin na ekran, jak pokazano w [link]. Każda szczelina ma inną odległość od danego punktu na ekranie. W ten sposób różne długości fal pasują do każdej ścieżki. Fale zaczynają się od szczelin w fazie (od szczytu do szczytu), ale mogą kończyć się w fazie (od szczytu do koryta) na ekranie, jeśli ścieżki różnią się długością o połowę długości fali, zakłócając destrukcyjnie, jak pokazano w [link] ( za). Jeśli ścieżki różnią się o całą długość fali, wówczas fale docierają w fazie (od szczytu do szczytu) na ekranie, zakłócając konstruktywnie, jak pokazano w [link] (b). Bardziej ogólnie, jeśli ścieżki przyjmowane przez dwie fale różnią się dowolną połową całkowitej liczby długości fal [\ left (1/2 \ right) \ lambda, \ left (3/2 \ right) \ lambda, \ left (5 / 2 \ right) \ lambda itp.], A następnie występują destrukcyjne zakłócenia. Podobnie, jeśli ścieżki przyjmowane przez dwie fale różnią się dowolną całkowitą liczbą długości fal (\ lambda, 2 \ lambda, 3 \ lambda itp.), Wówczas występuje interferencja konstruktywna.
Eksperyment w domu: używanie palców jako szczelin
Spójrz na światło, takie jak lampa uliczna lub żarówka, przez wąską szczelinę między dwoma palcami trzymanymi blisko siebie. Jaki typ wzoru widzisz? Jak to się zmienia, kiedy pozwalasz palcom odsuwać się nieco dalej? Czy jest to bardziej wyraźne dla źródła monochromatycznego, takiego jak żółte światło z lampy sodowej, niż dla żarówki?
Inne tematy w dziale Technologie
