 |
Ten wątek jest przedawniony Działy Forum » Nauka
| Napisano | Autor | Tytuł | | 15-05-2012 13:59 | Hodża (11172 punktów) | Więcej światła !
4 na 4 | Zastanawiam się nad naturą dualizmu korpuskularno - falowego światła. Została ona oczywiście tak doskonale udokumentowana, że nie ma mowy o jakichkolwiek wątpliwościach w tej materii, chciałbym jedynie spróbować je zrozumieć "u źródeł", że tak powiem. Nie zadowala mnie bowiem zbyt łatwe poprzestawanie na stwierdzeniu istnieniu takich czy innych praw wyrażone tylko w postaci równań matematycznych - wiadomą bowiem rzeczą jest to, że konieczność oparcia się na czysto matematycznym opisie zjawiska wyklucza z grona potencjalnych czytelników artykułów czy publikacji popularnonaukowych większą część populacji... Chciałbym przeto zaproponować pewne doświadczenie (być może już zostało przeprowadzone, jednak jak dotąd nie znalazłem niczego podobnego na Googlu), bardzo proste i mające pokazać jeszcze jeden przejaw owego dualizmu, bez owej magicznej aury, jaka temu zjawisku w wielu opisach nazbyt często zdaje się towarzyszyć. 1. Do doświadczenia potrzebny będzie: laser w zakresie światła widzialnego, detektor umożliwiający pomiar natężenia promieniowania, polaryzatory, układ zwierciadeł odbijających światło umieszczonych na podstawie umożliwiającej mikrometryczną regulację ich położenia, rozdzielacz promienia laserowego na dwie wiązki, pryzmat, którego jedna ze ścianek będzie pokryta warstewką srebra i mającą właściwości półprzepuszczalne - odbija promieniowanie pochodzące spoza pryzmatu a przepuszcza to od strony wewnętrznej:  2. Poniższa ilustracja przedstawia przebieg eksperymentu.  Opis: promieniowanie laserowe rozdzielone na dwie wiązki, zgodne co do długości fali i polaryzacji, zostaje ponownie na siebie nałożone po interakcji z pryzmatem, w tym samym kierunku i zwrocie. Dla klarowności idei eksperymentu pominąłem kwestie załamania promienia na powierzchniach pryzmatu. Otóż biorąc pod uwagę falową (i tylko falową) naturę światła powinno być możliwe takie przesunięcie fali przez nastawny układ zwierciadeł, w którym fale z obydwu wiązek znajdą się w przeciwnych fazach i ulegną całkowitemu wygaszeniu. Jednak taki stan rzeczy oznaczałby złamanie zasady zachowania energii. Przewidywany wynik eksperymentu: niezależnie od regulacji układu zwierciadeł nastawnych, natężenie fali na detektorze będzie zawsze sumą dwóch fal zgodnych w fazie, czyli będzie miało miejsce zjawisko kwantowe uniemożliwiające jakiekolwiek gaszenie fali. Gdyby eksperyment wykazał prawdziwość tej hipotezy, możliwa chyba byłaby 3. Interpretacja: zarówno zasada zachowania energii jak i równania falowe opisujące promieniowanie elektromagnetyczne są obiektywnie prawdziwymi ale nie powiązanymi ze sobą prawami, które różnią się statusem hierarchicznym. Zasada zachowania jest ważniejsza i ona to w doświadczeniach, w których sama tylko natura falowa zjawisk mogłaby prowadzić do jej złamania powoduje zjawiska, które interpretujemy jako kwantowe. Mówiąc inaczej, istnienie fotonów jest (tylko) efektem podporządkowania prawa ruchu falowego zasadzie nadrzędnej, zachowania energii. ... Dywagacje filozoficzne  : Gdyby to tak wyglądało, moim zdaniem stanowiłoby to silny argument za niejednoczesnością powstawania poszczególnych praw fizycznych - tu zasady zachowania byłyby wcześniejsze, ale także za ich obiektywnym istnieniem, nie tylko jako uzgodnionej i sformalizowanej interpretacji wyników obserwacji. | Autor wątku ma uprawnienia do usuwania wypowiedzi, jeżeli łamią regulamin Forum lub znacznie odbiegają od tematu.
3 na 3 Hetman Twardowski (482 punktów) (zablokowany) | Interferencja fal zawsze jest częściowa, znaczy w pewnych rejonach konstruktywna, a w innych nie.
Weźmy przykładowo laser. wymuszają tam oscylacje specjalnego medium, powstaje pełno fal, które interferują oczywiście. Ale tam fazy poszczególnych fal muszą być przecież zupełnie losowe, a wówczas średnia amplituda z interferencji N takich losowych fal wynosi: A = N/sqrt(N); energia zależy od kwadratu amplitudy: N^2/N = N, widać że to jest zwyczajna suma energii N fal z osobna.
Gdyby fazy były tu zgodne, wówczas otrzymalibyśmy amplitudę równą sumie N amplitud, co razem dałoby energię, która rośnie z kwadratem liczby interferujących fal: N^2, czyli aż o N^2 - N za dużo energii.
W przypadku interferometrów powstają te prążki - ciemne i jasne, na przemian. To są sinusoidy do kwadratu, a średnia z sin^2 wynosi 1/2, są też dwa strumienie, więc razem mamy 1/2 + 1/2 = 1 = 100% dokładnie tyle ile było przed interferencją.
|
|
1 na 1 Jan Werbiński (11380 punktów) (zablokowany) | > matematycznych - wiadomą bowiem rzeczą jest to, że konieczność oparcia się na czysto matematycznym> opisie zjawiska wyklucza z grona potencjalnych czytelników artykułów czy publikacjiNie byłbym taki pewien tej konieczności. Matematyka dobrze opisuje zjawiska znajdujące się w typowym zakresie wartości. Zjawiska bardzo wielkie albo bardzo małe wydają mi się w rzeczywistości nie do końca podlegać jej prawom, (albo nie do końca to rozumiem). > Gdyby to tak wyglądało, moim zdaniem stanowiłoby to silny argument za niejednoczesnością powstawania> poszczególnych praw fizycznych - tu zasady zachowania byłyby wcześniejsze, ale także za ich> obiektywnym istnieniem, nie tylko jako uzgodnionej i sformalizowanej interpretacji wyników> obserwacji.Przy użyciu takiego urządzenia, ale emitującego oprócz fotonów także kwarki i elektrony można by znikać dowolne przedmioty.
|
|
 | 1 na 1 | Hodża (11172 punktów) | > >matematycznych - wiadomą bowiem rzeczą jest to, że konieczność oparcia się na czysto matematycznym> >opisie zjawiska wyklucza z grona potencjalnych czytelników artykułów czy publikacji> Nie byłbym taki pewien tej konieczności. Matematyka dobrze opisuje zjawiska znajdujące się w typowym zakresie wartości. Zjawiska bardzo wielkie albo bardzo małe wydają mi się w rzeczywistości nie do końca podlegać jej prawom, (albo nie do końca to rozumiem).Ciekaw jestem, czy natura oparta jest rzeczywiście na "jednolitym fundamencie". To oczywiście ciekawość bardzo amatorska i stąd czasem moje "wycieczki" w krainę nauk ścisłych. Wydaje mi się, że ta słynna "teoria ostateczna" - jeżeli istotnie ewolucja stanowi zasadę powstawania wszystkiego, od praw natury poczynając - jest niemożliwa. Taką też i mam intuicję, a skąd? - a stąd, że wtedy, kiedy powstaje wrażenie "zaprojektowania" czegokolwiek - np. sił atomowych, mas protonu tak, by słońca grzały dostatecznie długo, by mogło powstać życie - tam zamiast projektanta możemy być pewni właśnie ewolucji. > Przy użyciu takiego urządzenia, ale emitującego oprócz fotonów także kwarki i elektrony można by znikać dowolne przedmioty.  W ekonomii jest już wykorzystywane. Nosi nazwę "restrukturyzacja długu".  Pozdrawiam
Nie Bóg, lecz Człowiek potrzebuje obrony.
|
|
|  | 1 na 1 Jan Werbiński (11380 punktów) (zablokowany) | > >>matematycznych - wiadomą bowiem rzeczą jest to, że konieczność oparcia się na czysto matematycznym> >>opisie zjawiska wyklucza z grona potencjalnych czytelników artykułów czy publikacji> >Nie byłbym taki pewien tej konieczności. Matematyka dobrze opisuje zjawiska znajdujące się w typowym zakresie wartości. Zjawiska bardzo wielkie albo bardzo małe wydają mi się w rzeczywistości nie do końca podlegać jej prawom, (albo nie do końca to rozumiem).> Ciekaw jestem, czy natura oparta jest rzeczywiście na "jednolitym fundamencie". To oczywiście ciekawość bardzo amatorska i stąd czasem moje "wycieczki" w krainę nauk ścisłych. Wydaje mi się, że ta słynna "teoria ostateczna" - jeżeli istotnie ewolucja stanowi zasadę powstawania wszystkiego, od praw natury poczynając - jest niemożliwa. Taką też i mam intuicję, a skąd? - a stąd, że wtedy, kiedy powstaje wrażenie "zaprojektowania" czegokolwiek - np. sił atomowych, mas protonu tak, by słońca grzały dostatecznie długo, by mogło powstać życie - tam zamiast projektanta możemy być pewni właśnie ewolucji.Nie dostrzegam wokół siebie, ani we wszechświecie ani jednej rzeczy sprawiającej wrażenie bycia zaprojektowaną. Pomijam oczywiście to, że człowiek konstruuje różne rzeczy, zwierzęta budują gniazda, a samica lub samiec "projektuje" w wyniku selekcji seksualnej drugą płeć. Istnienie i być może poznanie teorii wszystkiego nie zaprzecza jednoczesnego istnienia ewolucji. > >Przy użyciu takiego urządzenia, ale emitującego oprócz fotonów także kwarki i elektrony można by znikać dowolne przedmioty.  > W ekonomii jest już wykorzystywane. Nosi nazwę "restrukturyzacja długu".  Dobry przykład.
|
|
| |  | | Hodża (11172 punktów) | >Nie dostrzegam wokół siebie, ani we wszechświecie ani jednej rzeczy sprawiającej wrażenie bycia zaprojektowaną. Pomijam oczywiście to, że człowiek konstruuje różne rzeczy, zwierzęta budują gniazda, a samica lub samiec "projektuje" w wyniku selekcji seksualnej drugą płeć.
Ja dostrzegam - na przykład te wzory, w jakie układają się nasiona słonecznika w jego kwiecie. Piękny przykład naturalnie występujących funkcji matematycznych, podobnie jak kształty niektórych muszli ślimaków, itp. różne inne kształty występujące w przyrodzie dające się "ładnie" opisywać równaniami matematycznymi. A skoro mogą być opisane, to znaczy, że musiały zostać zaprojektowane... To jest właśnie to złudzenie, o którym piszę i które przez innych jest wykorzystywane jako argument w lansowaniu "inteligentnego projektu". Nie mówiąc już o zgodności różnych stałych fizycznych, które, ponoć, odrobinę inne od aktualnych dałyby wszechświat uniemożliwiający powstanie życia.
Nawet jeśli to prawda, to i tak wszystkie dotychczasowe złudzenia, które obalała nauka i tu dają podstawy do poszukiwania innego źródła złożoności niż Projekt.
Nie Bóg, lecz Człowiek potrzebuje obrony.
|
|
2 na 2 | uxbridge (5980 punktów) | Na swoim schemacie pominąłeś część promienia odbitego która przechodzi "na wprost", oraz część promienia przechodzącego który odbija się od wewnętrznej ścianki pryzmatu. W efekcie, powinieneś mieć dwa wynikowe promienie - jeden "do góry" i jeden "w prawo". Ich sumaryczne natężenie będzie równe natężeniu światła wyjściowego z lasera, pomijając straty. Interferencja będzie powodowała, że jeden promień może zostać wzmocniony kosztem drugiego. U Ciebie już wystąpiła pełna interferencja - zniknął promień przechodzący a promień odbity ma taką samą intensywność jak wyjściowy. Jeśli regulując odległością wygasiłbyś ten z kolei promień, to całe światło przechodziłoby przez pryzmat od lewej do prawej. Tego typu układy interferencyjne są często stosowane i istotne również w eksperymentach badających podstawy mechaniki kwantowej. Wyobraź sobie, że masz pełną interferencję (tak jak na twoim rysunku) czyli całe światło idzie "do góry" w wyniku interferencji obydwu promieni. Przy osłabianiu źródła nic nie powinno się zmieniać. A co, jeśli zmniejszymy intensywność do poziomu w którym będą wysyłane pojedyncze fotony? Przecież nie ma już wówczas dwóch promieni więc nie można mówić o interferencji fali elektromagnetycznej. A jednak fotony i tak będą "wiedziały" o interferencji i wszystkie trafią do górnego detektora.
|
|
 | | Hodża (11172 punktów) | >Na swoim schemacie pominąłeś część promienia odbitego która przechodzi "na wprost", oraz część promienia przechodzącego który odbija się od wewnętrznej ścianki pryzmatu.
Zakładam idealne właściwości półprzepuszczalne zwierciadła i nie mam szczerze powiedziawszy pojęcia, jak to się realizuje w praktyce. Na pewno są jakieś zjawiska, które wymuszają zachowanie energii, tego jestem prawie pewien.
Nie Bóg, lecz Człowiek potrzebuje obrony.
|
|
|  | 1 na 1 | uxbridge (5980 punktów) | >Zakładam idealne właściwości półprzepuszczalne zwierciadła i nie mam szczerze powiedziawszy pojęcia, jak to się realizuje w praktyce. Na pewno są jakieś zjawiska, które wymuszają zachowanie energii, tego jestem prawie pewien.
Póprzepuszczalne zwierciadło, jak sama nazwa wskazuje, część światła przepuszcza a część odbija. Idealne nie miałoby przy tym żadnych strat, więc suma energii obydwu promieni byłaby równa energii promienia wejściowego. Ty zdaje się myślisz o zwierciadle, które z po jednej stronie odbijałoby całość, a po drugiej całość przepuszczało. Ale takie przeczyłoby drugiej zasadzie termodynamiki. Można byłoby go bowiem użyć do darmowej transmisji energii z zimniejszego obszaru do cieplejszego.
|
|
| |  | | Hodża (11172 punktów) | >Ty zdaje się myślisz o zwierciadle, które z po jednej stronie odbijałoby całość, a po drugiej całość przepuszczało. Ale takie przeczyłoby drugiej zasadzie termodynamiki. Można byłoby go bowiem użyć do darmowej transmisji energii z zimniejszego obszaru do cieplejszego.
Zdaję sobie sprawę z tego, że nie ma "idealnych pół-zwierciadeł". Jednak dla zbadania zjawiska wystarczy, jeśli część z promieniowania przejdzie na drugą stronę. Zresztą można też użyć drugiego detektora, wychwytującego tę część promieniowania odbitego od wewnętrznej ścianki i sumować odczyty z obydwu punktów pomiaru. Bardzo ciekawe zagadnienie - jak pisałem, jestem pewien, że zasady zachowania będą modulować falę. A właściwie fazę.
Nie Bóg, lecz Człowiek potrzebuje obrony.
|
|
| | |  | | uxbridge (5980 punktów) | >Zdaję sobie sprawę z tego, że nie ma "idealnych pół-zwierciadeł". Jednak dla zbadania zjawiska wystarczy, jeśli część z promieniowania przejdzie na drugą stronę. Zresztą można też użyć drugiego detektora, wychwytującego tę część promieniowania odbitego od wewnętrznej ścianki i sumować odczyty z obydwu punktów pomiaru. Bardzo ciekawe zagadnienie - jak pisałem, jestem pewien, że zasady zachowania będą modulować falę. A właściwie fazę. Nie bardzo rozumiem o czym mówisz. Twoja wstępna teza (opisana w pierwszym poście) jest błędna. Detektor będzie pokazywał różne natężenia od maksimum do zera w zależności od nastawy różnicy faz. I nie będzie to przeczyło zasadzie zach. energii bo brakująca energia znajdzie się w drugiej wiązce której nie uwzględniałeś, a która sie pojawi bez względu na to jak idealne będzie zwierciadło. O ile oczywiście będzie półprzepuszalne. Teraz mówisz o drugim detektorze, czyli chcesz uwzględnić drugą wiązkę. Co tu ma być ciekawego? Ich suma będzie jak juz pisałem równa wiązce wyjściowej. Z punktu widzenia teorii falowej jest to oczywiste i przewidywalne.
|
|
| | | |  | | Hodża (11172 punktów) | >Teraz mówisz o drugim detektorze, czyli chcesz uwzględnić drugą wiązkę. Co tu ma być ciekawego? Ich suma będzie jak juz pisałem równa wiązce wyjściowej. Z punktu widzenia teorii falowej jest to oczywiste i przewidywalne.
Na drugiej wiązce też powinno występować takie samo zjawisko - wygaszania. Odbicie nie zmienia przecież relacji faz obu wiązek. Dodanie drugiego detektora nie zmienia idei przedstawionej na rysunku.
Minus za pytanie "Co tu ma być ciekawego?".
Nie Bóg, lecz Człowiek potrzebuje obrony.
|
|
2 na 2 | Jarek Duda (1185 punktów) | Zapomniałeś o wewnętrznym odbiciu w pryzmacie i że nie wszystko się odbije z zewnątrz ... no i to co narysowałeś jest praktycznie równoważne konfiguracji Macha-Zehndera, tylko gdzie indziej są beam-splittery... Co do zrozumienia dualizmu, to polecam "klasyczne kwantowe" eksperymenty Coudera - jest w końcu filmik z jakiegoś programu popularno-naukowego o nich: www.youtube.com/watch?v=W9yWv5dqSKkOtwierał on niedawną konferencję z emergentnej mechaniki kwantowej - głównie dookoła interferencji i dualizmu ... ostatnio pojawiły się (darmowe) proceedingsy z niej: iopscience.iop.org/1742-6596/361/1
|
|
 | 1 na 1 | Hodża (11172 punktów) | Dziękuję. Szczególnie ciekawe są te eksperymenty, które wykazały istnienie jakby-kwantowych (analogicznych do kwantowych?) zachowań makroskopowych kropli cieczy. To też daje asumpt do dyskusji, czy natura obiektów kwantowych nie jest w jakimś stopniu opisywalna np. równaniami opisującymi dynamikę cieczy ... Tak czy siak, niesłychanie ciekawa jest ta fizyka. Pozdrawiam
Nie Bóg, lecz Człowiek potrzebuje obrony.
|
|
|  | 3 na 3 | Jarek Duda (1185 punktów) | No te kropelki mogą w końcu pozwolić na odmagicznienie mechaniki kwantowej w naszym społeczeństwie, właściwie cała ta konferencja kręciła się dookoła tych eksperymentów ... już nie jest prawdziwa pierwsza część stwierdzenia Feynmana o interferencji: "We choose to examine a phenomenon which is impossible, absolutely impossible, to explain in any classical way and which is at the heart of quantum mechanics. In reality it contains the only mystery." Tu jest dyskusja na ich temat: www.racjonalista.pl/forum.php/s,404014Problem w tym że nauka już dawno przestała być idealistycznym szukaniem prawdy, a stała ciągłą presją na produkcję publikacji ... opłaca się szukać nie znajdować ... no i w tym momencie słyszałem szacowanie że ponad połowa fizyków teoretyków zajmuje się strunami, bardzo ciężko znaleźć szczerze wierzącego w głębszy sens jego pracy niż wymagana od niego produkcja publikacji ... Gdy jest proste rozwiązanie problemu, będzie o tym jedna praca zamykająca sprawę i można o nim zapomnieć ... chyba że pojawi się "ciekawe rozwiązanie" otwierające niszę ekologiczną na produkcję publikacji - nagle to drugie staje się mainstreamem od którego z czasem zależy kariera "autorytetów" ... a proste rozwiązanie zostaje zapomniane. Coś w tym stylu stało się z OTW - chwilę wcześniej był prosty, nie zanurzony tylko czterowymiarowy, niepozwalający na historie o wormholach i czarnych dziurach: grawitomagnetyzm Heaviside'a, który w zakresie możliwych obserwacji daje te same przewidywania ale obecnie jest praktycznie zapomniany bo zbyt prosty (tylko używany jako przybliżenie w obliczeniach do eksperymentów jak Gravity Probe B). To że mainstreamowe spojrzenie na mechanikę kwantową jest jak powiedział Feynman "I think I can safely say that nobody understands quantum mechanics" czyni fizyków kwantowych ponadludzkimi szamanami w oczach społeczeństwa - trochę by ich bolało stwierdzenie że z takiego filmiku dziecko może sobie wyobrazić o co tam chodzi ... jest opór materii, ale po przekroczeniu tej mentalnej bariery funkcji falowej, kwestią czasu jest w końcu zrozumienie co tam się dzieje poniżej - tym razem szukając nie efektywnej tylko fundamentalnej fizyki: deterministycznej i obiektywnej. Pozdrawiam
|
|
Aby pisać w tym wątku, musisz się zalogować
Zaloguj przez OpenID.. Jeżeli nie jesteś zarejestrowany/a - załóż konto..
Szukaj na Forum Przewodnik Regulamin i instrukcja obsługi Forum Kolegium Moderatorów 
|
 |
|