Intrebari

[Krystyan]

Sau cum de te intereseaza asa ceva?

       Pai nu cred ca inteleg foarte bine ce vor sa spuna prin frecventa si mai ales prin lungime de unda. Ce semnifica linia aia ondulata rosie din figura 1? Este o traiectorie a miscarii punctului(particulei) x sau este doar o reprezentare grafica a fenomenului de propagare a luminii? Eu intelegeam inainte ca punctul x este un foton care se deplaseaza pe o traiectorie reprezentata de linia rosie ondulata din figura 1, directia fiind dreapra orizontala ce are scrise pe ea numerele de la -6 la 12. Daca traiectoria nu se schimba(deci lungimea de unda ramane constanta) dar viteza punctului (fotonului) x variaza inseamna ca frecventa variaza. Dar in acest topic, pe la inceput, am inteles ca frecventa depinde de lungimea de unda si viceversa, adica nu poate varia una si cealalta sa ramana constanta. Pe de alta parte, in cartea lui Feynman se vorbeste de un procent de reflexie a luminii pe o suprafata de sticla. Acest procenta variaza CICLIC functie de grosimea sticlei (a se vedea figura 20). Dar linia ondulata din figura 20 seamana cu linia rosie ondulata din figura 1. Nu cumva este aceeasi linie? Daca este aceeasi linie, inseamna ca reprezentarea ondulatorie a lungimii de unda din figura 1 nu este o imagine o modului cum se deplaseaza fotonii ci este doar o reprezentare grafica a unui fenomen (procentul de reflexie) ce depinde doar de grosimea stratului de sticla.

      Care este adevarul? Ce inseamna de fapt lungimea de unda? Este lungimea de unda marimea ciclului ce reprezinta grosimea sticlei(sau a oricarui material) sau este doar o caracteristica geometrica a traiectoriei ondulatorie pe care se deplaseaza fotonul? Este fotonul o PARTICULA care se deplaseaza dupa o traiectorie ONDULATORIE?

     Redau un fragment din "QED - Strania teorie despre lumina si materie":

     "Prima trasatura importanta in legatura cu lumina este aceea ca, atunci cand lumina monocromatica (de o singura culoare) foarte slaba loveste un detector, se dovedeste ca ea este alcatuita din particule. Detectorul produce CLICURI DE TARIE EGALA, DIN CE IN CE MAI RARE, pe masura ce lumina devina din ce in ce mai slaba. Cealalta trasatura importanta a luminii, pe care am discutat-o in prima prelegere, este reflexia partiala a luminii monocromatice. Din fotonii care lovesc o suprafata singulara de sticla, se reflecta in medie 4 %. Aceasta constituie din start un mister profund, caci este imposibil de prezis care fotoni vor ricosa si care vor trece dincolo. Cu o a doua suprafata, rezultatele devin inca si mai stranii: in locul asteptatului procent de 8 %, reflexia partiala poate fi amplificata pana la nu mai putin de 16 %, sau poate fi stopata, in functie de grosimea sticlei. Pentru lumina intensa, acest ciudat fenomen care este reflexia partiala pe doua suprafete, poate fi explicat printr-o TEORIE ONDULATORIE. Dar teoria undelor nu poate explica modul in care detectorul produce clicuri de tarie egala atunci cand lumina devine din ce in ce mai slaba. Electrodinamica cuantica "rezolva" aceasta DUALITATE UNDA-CORPUSCUL, afirmand ca lumina este compusa din particule (asa cum a crezut Newton la inceput). Insa pretul acestui mare pas inainte al stiintei, este retragerea fizicii pe pozitiile pe care ea este in masura sa calculeze doar probabilitatea ca un foton sa loveasca detectorul, fara a oferi un model ca lumea pentru maniera efectiva in care se intampla aceasta."

       Din acest fragment eu inteleg ca lungimea de unda inseamna de fapt marimea ciclului ce reprezinta grosimea sticlei (sau a oricarui material), cum am spus mai sus, adica reprezinta factorul de grosime al sticlei (sau a oricarui material) pentru care un anumit procent de reflexie se repeta.

      Care este adevarul?

[HarapAlb]

       Pai nu cred ca inteleg foarte bine ce vor sa spuna prin frecventa si mai ales prin lungime de unda. Ce semnifica linia aia ondulata rosie din figura 1? Este o traiectorie a miscarii punctului(particulei) x sau este doar o reprezentare grafica a fenomenului de propagare a luminii? Eu intelegeam inainte ca punctul x este un foton care se deplaseaza pe o traiectorie reprezentata de linia rosie ondulata din figura 1, directia fiind dreapra orizontala ce are scrise pe ea numerele de la -6 la 12. Daca traiectoria nu se schimba(deci lungimea de unda ramane constanta) dar viteza punctului (fotonului) x variaza inseamna ca frecventa variaza. Dar in acest topic, pe la inceput, am inteles ca frecventa depinde de lungimea de unda si viceversa, adica nu poate varia una si cealalta sa ramana constanta. Pe de alta parte, in cartea lui Feynman se vorbeste de un procent de reflexie a luminii pe o suprafata de sticla. Acest procenta variaza CICLIC functie de grosimea sticlei (a se vedea figura 20). Dar linia ondulata din figura 20 seamana cu linia rosie ondulata din figura 1. Nu cumva este aceeasi linie? Daca este aceeasi linie, inseamna ca reprezentarea ondulatorie a lungimii de unda din figura 1 nu este o imagine o modului cum se deplaseaza fotonii ci este doar o reprezentare grafica a unui fenomen (procentul de reflexie) ce depinde doar de grosimea stratului de sticla.

Ce ai reprezentat tu acolo ar fi variatia campului electric (sau electromagnetic) al unui foton intr-un interval spatial [x0,x1] si la un moment de timp t0 fixat.


E(x,t) = E0 * sin(t*omega+x*k)

E0 -> amplitudinea maxima a campului
omega -> frecventa
k=2*pi/lambda -> numarul de unda
lambda -> lungimea de unda

Incearca sa reprezinti variatia lui E(x,t) cu ajutorul unui programel, vei vedea cum variaza in timp si spatiu amplitudinea campului. Lasa simularea sa curga de la t0 la t1, unde t1-t0 > 2*pi/omega, si alege x1-x0 > 1/k.

Conceptul de foton este destul de abstract si pe deasupra mai pune si probleme speciale (masa de repaus nula, calatoreste mereu cu viteza luminii). Functia ondulatorie din primul tau desen nu este traiesctoria fotonului.

Cele doua grafice sunt legate intre ele. Transmitanta (in figura 2) se calculeaza stiinta parametrii omega, lambda ai undei si indicele de refractie n al mediului. Sau poti lucra cu lungimea de unda definita ca lambda_n=lambda*n.
  Daca te pricepi cat de cat la programare (matlab, c sau altele) ai putea sa realizezi mici programe (eu sunt dispus sa te ajut) care sa simuleze diverse comportamente ale undelor, cum ar fi curba de transmitanta. Astfel vei intelege mai bine fenomenele. Transmitanat este data ca modulul patrat al amplitudinii lui E(x,t); s-ar putea ca graficul sa nu fie facut riguros, minimele trebuie sa fie mai abrupte si nu asa de suave.

Ce zici ne apucam de niste programele ? 

      Care este adevarul? Ce inseamna de fapt lungimea de unda? Este lungimea de unda marimea ciclului ce reprezinta grosimea sticlei(sau a oricarui material) sau este doar o caracteristica geometrica a traiectoriei ondulatorie pe care se deplaseaza fotonul? Este fotonul o PARTICULA care se deplaseaza dupa o traiectorie ONDULATORIE?

Lungimea de unda lambda se defineste ca E(x,t)=E(x+lambda,t) si este perioada spatiala a lui E(x,t), de aceeasi forma de defineste si omega: E(x,t)=E(x,t+T) unde T=2*pi/omega este perioada temporala.

Lungimea de unda caracterizeaza campul electromagnetic, dupa formula de mai sus.

[Krystyan]

  Daca te pricepi cat de cat la programare (matlab, c sau altele) ai putea sa realizezi mici programe (eu sunt dispus sa te ajut) care sa simuleze diverse comportamente ale undelor, cum ar fi curba de transmitanta. Astfel vei intelege mai bine fenomenele. Transmitanat este data ca modulul patrat al amplitudinii lui E(x,t); s-ar putea ca graficul sa nu fie facut riguros, minimele trebuie sa fie mai abrupte si nu asa de suave.

Ce zici ne apucam de niste programele ? 

       Din pacate nu stiu mai nimic despre programare. Am o carte recenta, intitulata "Invatati limbajul Pascal in 12 lectii" - http://www.supercarti.ro/carte/invatati_limbajul_pascal_in_12_lectii.html dar nu am citit nimic din ea. Nu stiu daca merita sa ma aventurez in domeniul vast al programarii pentru a intelege cate ceva din lumina.

[HarapAlb]

Nu ati avut la facultate niciun curs de programare ?
Se mai foloseste Pascal ?

Daca vrei sa incepi ai putea sa incerci Matlab, Scilab sau Octave. Astea sunt mai mult niste medii de programare, se invata usor programarea. Au avantajul ca vin deja cu subrutine (pentru sisteme liniare, transformata Fourier...) si le poti utiliza si pentru reprezentare grafica a datelor.

Matlab nu e gratis, insa Scilab si Octave da. Eu iti recomand Octave.

[Krystyan]

Nu ati avut la facultate niciun curs de programare ?
Se mai foloseste Pascal ?

Daca vrei sa incepi ai putea sa incerci Matlab, Scilab sau Octave. Astea sunt mai mult niste medii de programare, se invata usor programarea. Au avantajul ca vin deja cu subrutine (pentru sisteme liniare, transformata Fourier...) si le poti utiliza si pentru reprezentare grafica a datelor.

Matlab nu e gratis, insa Scilab si Octave da. Eu iti recomand Octave.

      Am cautat Matlab aseara dar nu am gasit nimic. Eu zic sa incep cu Octave si atunci cand stapanesc cat de cat esentialul sa trec la Matlab, ai zis ca cele 2 se aseamana. Ce zici?

[ionut]

  Buna,
Probabil ca ai putea sa gasesti matlab pe hub-urile de DC++ sau cu BitTorrent. Cred ca se merita sa ai Matlab.

[ionut]

  Cred ca ce am zis mai sus nu e foarte legal, asa ca imi retrag cuvintele . Sunt total impotriva celor care downloadeaza soft piratat

[Krystyan]

  Cred ca ce am zis mai sus nu e foarte legal, asa ca imi retrag cuvintele . Sunt total impotriva celor care downloadeaza soft piratat

eu nu sunt.   

[Abel Cavaşi]

Eu folosesc Maxima. E gratuit şi sunt foarte mulţumit de el. Ştie multe chestii. Merge în majotitatea sistemelor de operare.

[Krystyan]

       Imi puteti recomanda o carte sau un site (daca se poate in romana) unde sa citesc tot ce se stie pana in acest moment despre atomi? Ma intereseaza in primul rand partea cu electronii (nivele de energie, chestii d-astea) si in al doilea rand partea cu nucleul atomic (mai mult protoni si neutroni). Celelalte particule recent descoperite( bozoni, gluoni, quarci, etc.) ma intereseaza mai putin. Ma intereseaza o poveste mult mai detaliata ca pe site-ul fizicaparticulelor.ro ,o poveste la fel de detaliata ca cunostintele oamenilor de stiinta.

      In al doilea rand am o intrebare despre formarea culorilor. Atunci cand se vorbeste despre culori in termeni cuantici, se considera interactiunea fotonilor cu electronii. Intrebarea mea este: lasand la o parte electronii si stiind ca fotonii pot interactiona si cu alte particule decat electronii, cat de mult contribuie aceasta interactiune dintre fotoni si celelalte particule (fara electroni) la formarea imaginii despre lume, la formarea culorilor?

[Adi]

In al doilea rand am o intrebare despre formarea culorilor. Atunci cand se vorbeste despre culori in termeni cuantici, se considera interactiunea fotonilor cu electronii. Intrebarea mea este: lasand la o parte electronii si stiind ca fotonii pot interactiona si cu alte particule decat electronii, cat de mult contribuie aceasta interactiune dintre fotoni si celelalte particule (fara electroni) la formarea imaginii despre lume, la formarea culorilor?

Incurci doua notiuni. Culoarea in viata de zi cu zi este data fiecare de cate o anumita frecventa a undei electromagnetice.

Asta nu are nici o treaba cu fizica particulelor. Acolo prin culoare se intelege si altceva, anume sarcina de culoare, adica un numar ce caracterizizeaza cuarcii si interactia lor prin intermediul fortei nucleare tari. Asa cum in lumea elecrica exista doua chestii care adunate se anuleaza, plus si minus, in lumea fortei tari exista trei chestii care adunate se anuleaza. Cea mai buna analogia a fost cu lumina, unde trei culoari adunate (rosu, verde si galben) adunate dau alb, adica culoari complementare. Tot asa cuarcii nu pot exista de unii singuri, ci doar in grupa fara culoare, adica de culoare alba. Astfel exista particule formate din trei cuarci, fiecare de alta culoare, ca totul sa fie netru din punct de vedere al culorii. Ei se numeste barioni. Exemple de barioni sunt protonii si neutronii. Dar exista si particule formate din un cuarc si un anticuarc (care au o culoare si o anticuloare) care tot se anuleaza si formeaza particule neutre din punct de vedere electric. Ei se numesc mezoni.

[Krystyan]

      Fotonii si undele electromagnetice nu sunt acelasi lucru?

[Adi]

Ba da. Adica mai precis fotonii sunt aspectul de particula al undelor electromagnetice, sau cuantele campului electromagnetic, dar de ce intrebi si in ce mod contrazice ce am spus eu mai sus?

[Krystyan]

In al doilea rand am o intrebare despre formarea culorilor. Atunci cand se vorbeste despre culori in termeni cuantici, se considera interactiunea fotonilor cu electronii. Intrebarea mea este: lasand la o parte electronii si stiind ca fotonii pot interactiona si cu alte particule decat electronii, cat de mult contribuie aceasta interactiune dintre fotoni si celelalte particule (fara electroni) la formarea imaginii despre lume, la formarea culorilor?

Incurci doua notiuni. Culoarea in viata de zi cu zi este data fiecare de cate o anumita frecventa a undei electromagnetice.



Asta nu are nici o treaba cu fizica particulelor. Acolo prin culoare se intelege si altceva, anume sarcina de culoare, adica un numar ce caracterizizeaza cuarcii si interactia lor prin intermediul fortei nucleare tari. Asa cum in lumea elecrica exista doua chestii care adunate se anuleaza, plus si minus, in lumea fortei tari exista trei chestii care adunate se anuleaza. Cea mai buna analogia a fost cu lumina, unde trei culoari adunate (rosu, verde si galben) adunate dau alb, adica culoari complementare. Tot asa cuarcii nu pot exista de unii singuri, ci doar in grupa fara culoare, adica de culoare alba. Astfel exista particule formate din trei cuarci, fiecare de alta culoare, ca totul sa fie netru din punct de vedere al culorii. Ei se numeste barioni. Exemple de barioni sunt protonii si neutronii. Dar exista si particule formate din un cuarc si un anticuarc (care au o culoare si o anticuloare) care tot se anuleaza si formeaza particule neutre din punct de vedere electric. Ei se numesc mezoni.

            Nu-mi dau seama ce ai inteles tu din intrebarea mea. Cand lumina cade pe un obiect, ea se reflecta si noi percepem culoarea sau culorile obiectului respectiv. Acest lucru se datoreaza modului de aranjare al electronilor care reflecta fotonii. Intrebarea mea era daca aceste culori ale obiectelor pot fi percepute si din interactiunea fotonilor cu celelalte particule in afara de electroni fiindca stiu ca nu numai electronii pot sa emita fotoni.
           Am scris cu rosu partea cu reflectarea fotonilor de catre electroni pt. ca mi se pare ca este o prostie.  Nu cumva atunci cand se spune ca lumina se reflecta pe o suprafata, vrea de fapt sa spuna ca electronii acelei suprafete absorb fotonii incidenti si emit alti fotoni? Asta inseamna de fapt reflexie,nu? Eu deduc ca formarea vederii se realizeaza cam asa:
1.Fotonii emisi de o sursa de lumina ajung pe un obiect.
2.Starea electronilor acelui obiect ia decizia daca acei fotoni incidenti vor fi absorbiti sau se va permite transmisia lor prin obiect.
3.Sa presupunem ca fotonii sunt absorbiti.
4.In acest caz simplul fenomen de absorbtie determina schimbarea starii initiale a electronilor, schimbare care se (poate) lasa cu emisie de noi fotoni.
5.In functie de noua stare a electronilor, fotonii emisi au o anumita lungime de unda si frecventa care determina culoarea acelor fotoni emisi.
6.Acesti noi fotoni emisi in urma absorbtiei fotonilor incidenti ajung pe retina umana
7.Lungimea de unda si frecventa fotonilor primiti de ochiul uman determina imaginea acelui obiect pe care au cazut fotonii incidenti.
          Am dreptate?  De observat din punctul 2 ca reflexia nu este un fenomen de baza ca absorbtia si transmisia. Reflexia este o posibila consecinta a absorbtiei.

          Sper ca ai inteles ce am vrut sa intreb referitor la formarea imaginii si din interactiunea fotonilor cu alte particule in  afara de electroni.

          Citeam un articol despre nivelele de energie ale electronilor si mi-am adus aminte de faptul ca un foton va fi absorbit de un anumit electron numai daca diferenta de energie dintre nivelul energetic actual al electronului si un nivel energetic vecin (inferior sau superior?) pe care el nu se afla, deci aceasta diferenta este egala cu energia fotonului respectiv. Intrebare: daca un foton ajunge langa un atom si nici o diferenta de energie din atom nu este egala cu energia fotonului (e mai mare sau mai mica), ce se intampla atunci? Fotonul isi continua drumul prin atomul respectiv (adica este transmis) ca si cum acel atom nici n-ar exista acolo ?
           

[Adi]

Cand electronul este in atom, nu electronul absoarbe fotonul, ci atomul. Energia primita este transformata de atom in saltarea electronului pe un alt strat. Acum inteleg mai bine ce ai intrebat, te intrebai daca nu cumva si alte particule din atomi pot sa absoarba fotonii si sa ii emita iar. Intrebarea ta precedenta fusese chiar vaga. Ei bine, in atom nu ai decat nucleul si electronii. Si in chimie si in proprietati macroscopice nu conteaza decat atomii. Deci nu, alte particule subatomice nici nu sunt percepute in fenomenul asta.

Dar nu cred ca reflexia inseamna absorbtie si emisie iar, ci inseamna efectiv reflectie. Cand un atom absoarbe un foton, trimite apoi un foton de aceeasi frecventa, dar in o directie aleatorie. Ori reflexia se face la un unghi fix, nu aleatoriu. Deci cred ca am demonstrat ca reflexia nu este absorbtie si apoi reemisie.