3k
месяц назад · 2 фото · 586 просмотров · 35 комментариев
Куда исчезают фотоны, когда гаснет свет? (2 фото)
Пока горит лампа, она непрерывно "насыщает" комнату новыми порциями фотонов. Они разлетаются в разные стороны, врезаются в стены, потолок, пол, мебель и другие предметы интерьера, многократно отражаются, теряют энергию и рассеиваются.
При каждом таком контакте с объектами часть света в итоге поглощается материалами — и энергия фотонов переходит в тепло, пусть и в совершенно ничтожных, но измеримых с высокой точностью количествах.
Если источник света работает постоянно, то это поглощение незаметно: лампа компенсирует потери новым потоком фотонов. Но стоит выключить свет — подпитка прекращается. Те фотоны, что уже находились в комнате, продолжают свой "пинг-понг" между поверхностями, однако очень быстро перестают быть видимым светом.
Из-за огромной скорости света этот процесс идет крайне стремительно: из одного конца комнаты в другой фотоны добираются за наносекунды (миллиардные доли секунды), а затем за микросекунды (миллионные доли секунды) подавляющее большинство из них поглощается. Невооруженным глазом человек не способен воспринимать столь короткие интервалы, поэтому нажатие на выключатель приводит к субъективно мгновенной темноте.
Куда девается энергия? Она распределяется по всем поверхностям в виде тепла. Это легко установить в рамках простого эксперимента, поднеся включенную лампу — особенно накаливания или галогенную — близко к поверхности стола.
Довольно быстро освещенное место станет теплым, так как часть энергии света на малой дистанции эффективно поглощается и превращается в нагрев. В обычных условиях, когда площадь комнаты относительно велика, этот вклад слишком мал, чтобы его можно было ощутить, но приборы высокой чувствительности без проблем его регистрируют.
А вот в космосе все иначе. Вселенная — это доминирование пустоты. Поэтому фотоны, испущенные тем или иным источником, способны мчаться по вакууму миллиарды лет, пока не встретят газопылевые облака, планету или детектор, созданный любознательными учеными.
Читайте также:
- Все ли электроны во Вселенной одинаковы?
- Где на самом деле находится электрон?
- Из чего состоят электроны?
Автор, ты конфеты "Подушечка" знаешь? ©
какая же лютая чушь
нагрев поверхностей это прерогатива исключительно инфракрасного излучения, к слову невидимого....а то))
Тогда я продолжу. Вы писали:
-------
но видимый спектр и легче отражается и легче переизлучается (но это не точно), поэтому я предположил
-------
Что значит, что вы ничего не знаете по теме, поэтому неправы, даже если правы
Обычно этим любая бухгалтерия страдает "вы ничего не знаете по теме" )))) ничего .... конечно ошибка, разумеется знаю, конечно не все. много читал, смотрел.
То, что вы читали дезодорант на казахском и смотрели на лампочку не прибавляет знаний, дорогой. Видите как со мной сложно спорить, тем более, когда не разбираетесь в вопросе. Начнём с упорядоченного движения электронов в цепи (электрический ток). Почему они двигаются? А! Не знаете. Вот оно чо))
Я отвечу вам вашими же словами. Вы правы, хотя и не правы. С вами действительно ложно спорить, тем более, когда я не разбираюсь в вопросе. в этом правы, но у вас неверный контекст. спорить с вами трудно, потому что у вас интеллект ребенка, а я не психолог, тем более детский, поэтому с спорить с ребенком - трудно. Малыш, я знаю квантовую физику на уровне "я не знаю", а ты мне тут про ток ))).
мне интересно беседовать с +/- равным, а вы пока демонстрируете только свою экстремальную юность.
Как куда деваются фотоны? Написано же: "они разлетаются в разные стороны, врезаются в стены, потолок, пол.."
Потом прячутся в стенах и потолке. А ночью потихоньку вылазят обратно в лампу.
И славабогу, что они такие маленькие, а то разнесли бы всю квартиру!
Две блондинки:
- А знаешь, куда уходит свет, после того как выключаешь лампочку?
- Нет, куда?
Первая идёт к холодильнику, открывает:
- Вот сюда!
Лучше расскажите, откуда они (фотоны) берутся в лампе в таком огромном количестве, как пополняется их запас в лампе или как они возвращаются в лампу. Вот что непонятно! ))
как они возвращаются
.
Как только щёлкнули выключателем - выпущенные фотоны, пошарахавшись об стены/вещи/человеков, рано или поздно прилетят обратно, на источник света (вольфрамовая нить, газ в трубке, кристалл). И там поглощаются. Причём гораздо эффективнее поглощает вольфрам, нагреваясь в процессе. (приложите руку к только что выключенной лампочке. Горячая? Это потому, что спираль приняла обратно до 95процентов выпущенных ранее фотонов) Именно поэтому и говорят - "Обратный КПД лампы накаливания - минус 95 проц.".
Вот так норм, понятно, спасибо )
Какая чушь! После включения света счётчик опять крутится, а значит с электричеством поставляются новые фотоны. Закон сохранения энергии великого Эпштейна не знаете? Короче фотоны выходят в параллельные вселенные и светят там. Но как только вы щёлкните выключателем гравитационное поле опять притянет их к счётчику. Там специальный блок есть. Раньше счётчики старые были, плохо фотоны и параллельных миров притягивали, поэтому мало лампочек было. Но наука развивается
Эксперимент с лампой - полная чушь. Особенно с лампой накаливания - это вообще по сути нагреватель, там выделение тепла 90-95%, и только остальное - свет. Так что нагрев от света вы никак не заметите, он в пределах погрешности.
Какой-то роевой интеллект. Значит и ответ буду просто копировать:
"Это неправда. Нагрев - не "прерогатива инфракрасного излучения". Любое электромагнитное излучение нагревает тело, если поглощается.
Видимый свет точно так же передает энергию: ?=ℎ?. Поглотил фотон - получил энергию, которая через колебания решетки переходит в тепло. Именно поэтому: черные поверхности нагреваются на солнце сильнее белых; лазер видимого диапазона может резать металл; фотоэффект вообще возможен только из-за энергии видимых и УФ-фотонов.
Инфракрасное излучение называют "тепловым" не потому, что только оно греет, а потому что нагретые тела при обычных температурах излучают в основном в ИК. Это про источник, а не про механизм нагрева.
Так что видимый свет прекрасно нагревает поверхности - просто обычно слабее, чем ИК, из-за спектра лампы и коэффициентов поглощения."
С поглощению вроде всё ясно. У меня вопрос к красному смещению.
Как известно, при расширяющейся вселенной, свет дальних звёзд смещается в красную часть спектра.
Вопрос. Если фотон движется со скоростью света, то время для него практически останавливается (смотрим теорию относительности). Фотон не может стареть и меняться. А раз так, как он меняет длинну своей волны?
"Вселенная не обязана иметь смысл в ваших глазах" (Нил Деграсс Тайсон). А еще не обязана быть логичной :)
Как говорил физик Брайан Кокс: "Наука отличается от всех других систем мышления тем, что в нее не нужно верить. Вы можете проверить, работает ли она". Но для этого, конечно, нужно накопить определенную компетентность.
С фотонами вообще кризис логики. Это одновременно и волна и частица. Если волна, то как она движется в вакууме? Если нет массы покоя, то откуда берётся масса в движении? И если она появляется, то почему не становится бесконечной при скорости света? ))
Кризиса логики нет: электромагнитная волна - это колебания электромагнитного поля, среда ей не нужна, поэтому в вакууме она распространяется нормально. У фотона масса покоя ноль и не "появляется в движении" - у него просто есть энергия и импульс (E=hf, p=E/c), а инвариантная масса остается 0. "Бесконечность" относится к попытке разогнать массивное тело до скорости света, а фотон не разгоняется - он изначально движется со скоростью света в вакууме.
Фотон летит как "облако вероятности" - поэтому возможны интерференция и дифракция. А когда фотон взаимодействует с веществом (попадает в глаз/камеру/датчик), он не "размазывается" и поглощается целиком за один акт - либо есть "щелчок" (сработал пиксель/вылетел электрон), либо нет.
"Вселенная не обязана иметь смысл в ваших глазах"
а до Тайсона это говорили другие ученые в самых разных формулировках
«Думаю, я смело могу сказать, что квантовую механику никто не понимает» Ричард Фейнман. Фейнман, один из основоположников квантовой электродинамики, подчёркивал фундаментальную сложность квантовой механики, которая выходит за рамки интуитивного восприятия.
«Если тебя квантовая физика не испугала, значит, ты ничего в ней не понял» Нильс Бор. Один из пионеров квантовой механики указывал на то, что непонимание квантовой физики признак её глубины, а не недостатка знаний.
«Тот, кто говорит, что может размышлять о квантовой механике без головокружения, тем самым доказывает лишь, что он ничего в ней не понял» Уиллард Гиббс. Математик и физик подчёркивал, что квантовая механика по своей природе противоречит обыденному опыту.
«Вселенная не только более странная, чем мы думаем, она более странная, чем мы можем себе представить» Вернер Гейзенберг. Один из авторов принципа неопределённости отмечал, что реальность на квантовом уровне превосходит человеческие представления.
«В физике истина редко бывает кристально ясной, и то же всегда верно в отношении человеческих дел. Словом, всё, что не окутано сомнениями, не может быть истиной» Ричард Фейнман. Фейнман указывал на то, что в физике, как и в жизни, абсолютная ясность редкость, а сомнения часть научного метода.
«Физика это узкая тропинка над пропастями, недоступными человеческому воображению. Это собрание ответов на некоторые вопросы, которые мы задаём миру, а мир отвечает нам с условием, что мы не будем задавать ему иных вопросов, о которых вопиет здравый смысл» Станислав Лем. Писатель и философ метафорически описывал физику как науку, работающую на грани человеческого понимания
Для конкретного наблюдателя меняется длина электромагнитной волны, а с фотонами все обстоит гораздо хуже.
Фотон - это квант э/м излучения, т.е. минимально возможное (неделимое) кол-во энергии излучения, которое поглощается или испускается, и зависит оно от длины волны.
А длина волны зависит от наблюдателя и его скорости относительно источника.
Т.е. один наблюдатель, который сидит возле источника, скажем, видит М фотонов с энергией E0=h*c/λ0 вылетевших в направлении второго наблюдателя.
А второй наблюдатель из-за красного смещения получит фотоны с энергией E1=h*c/λ1; λ1>λ0 => E1<E0
Общая же энергия сохраняется, поэтому второй наблюдатель увидит N фотонов, причем N>M.