Springen naar inhoud

fotonen/elektromagnetisme


  • Log in om te kunnen reageren

#1

DeltaX

    DeltaX


  • >25 berichten
  • 42 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 29 december 2012 - 16:33

Fotonen zijn de krachtoverbrengende deeltjes voor de elektromagnetische kracht, twee elektronen stoten elkaar bv. af door uitwisseling van een foton (gelezen op wikipedia), dit effect is echter niet zichtbaar. Heeft het dan gewoon een golflengte, buiten die van het zichtbaar spectrum? En als fotonen (als zijnde elektromagnetische straling/golven) dus een elektromagnetisch veld veroorzaken, gebeurt dit dan ook rond een brandende lamp (deze schijnt, en zendt fotonen uit)? Als ik echter een kompas bij die lamp hou, gebeurt er niets, is de kracht te zwak? Graag zou ik wat meer verduidelijking hebben omtrent dit onderwerp, alvast bedankt!

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

317070

    317070


  • >5k berichten
  • 5567 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 29 december 2012 - 17:07

Fotonen zijn de krachtoverbrengende deeltjes voor de elektromagnetische kracht, twee elektronen stoten elkaar bv. af door uitwisseling van een foton (gelezen op wikipedia), dit effect is echter niet zichtbaar. Heeft het dan gewoon een golflengte, buiten die van het zichtbaar spectrum?

Inderdaad. Hoe je goed voor ogen dat we maar een heel erg beperkt deel van alle golflengten kunnen zien. Onderstaande afbeelding geeft een idee over hoe weinig licht we eigenlijk wel zien.

Verder kun je afstoting tussen elektronen veel beter begrijpen via veldentheorie dan quantumtheorie. Als je afstoting tussen 2 elektronen wil begrijpen in termen van uitwisseling van fotonen, dan ben je het je onnodig moeilijk aan het maken.

Het foton is inderdaad de drager van het elektromagnetisch veld, maar de stap tussen beiden is erg moeilijk te vatten. Het foton probeert als het ware alle mogelijke paden uit, en als het een ander elektron ontmoet, besluit het in retrospectief dat het enkel dat pad genomen heeft. Maar opnieuw, bekijk dit beter in termen van velden en vergeet de fotonen in dit verhaal gewoon. Vrijwel alle fenomenen in het dagelijkse leven zijn te begrijpen in termen van velden. Vrijwel alle concepten uit de quantummechanica zijn moeilijk conceptueel te begrijpen, zeker als je de bijhorende veldentheorie niet kent.
Geplaatste afbeelding

En als fotonen (als zijnde elektromagnetische straling/golven) dus een elektromagnetisch veld veroorzaken, gebeurt dit dan ook rond een brandende lamp (deze schijnt, en zendt fotonen uit)?Als ik echter een kompas bij die lamp hou, gebeurt er niets, is de kracht te zwak? Graag zou ik wat meer verduidelijking hebben omtrent dit onderwerp, alvast bedankt!

Ja, dit gebeurt ook in lampen.

Nu is echter het detail dat je even mist, volgens mij. Wij zien geen elektrische velden in het algemeen, wij zien enkel het deel van het elektrische veld dat tussen de 300 en de 400 biljoen keer per seconde van richting veranderen. (zie figuur hierboven) Dus tenzij je kompas rond kan draaien aan 300-400 biljoen toeren per seconde, kan hij je dat deel van het veld dat wij zien niet tonen.

Wat hij wel toont, is het deel van het veld dat nooit van richting verandert. Dat is het deel van het elektrische veld dat vooral magneten en de polen van de aarde uitstralen.
What it all comes down to, is that I haven't got it all figured out just yet
And I've got one hand in my pocket and the other one is giving the peace sign
-Alanis Morisette-

#3

DeltaX

    DeltaX


  • >25 berichten
  • 42 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 29 december 2012 - 21:08

Heel erg bedankt voor dit uitgebreide antwoord!
Juist heb ik nog een vraagje ivm die frequentie.

wij zien enkel het deel van het elektrische veld dat tussen de 300 en de 400 biljoen keer per seconde van richting veranderen. (zie figuur hierboven)


De 300 en 400 biljoen keer per seconde is de frequentie van de golven, (fotonen), verandert het veld dan iedere keer van richting als de golf 'op zijn hoogst en op zijn laagst' is? Aangezien bij elk veld fotonen aanwezig zijn, zou elk veld naar de frequentie van de fotonen veranderen van richting, rondom een puntlading of zo, is het veld toch steeds gelijk gericht? Bv. steeds weg gericht van een positieve lading. De richtingsverandering van het veld heb ik nog niet zo goed begrepen.

#4

317070

    317070


  • >5k berichten
  • 5567 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 30 december 2012 - 02:13

Aangezien bij elk veld fotonen aanwezig zijn, zou elk veld naar de frequentie van de fotonen veranderen van richting, rondom een puntlading of zo, is het veld toch steeds gelijk gericht? Bv. steeds weg gericht van een positieve lading.

Rondom een puntlading is het veld inderdaad steeds gelijk gericht. Misschien eerst enkele basisconcepten om het verhaal beter te begrijpen:
  • Een golf op een bepaalde golflengte beïnvloedt een golf op een andere golflengte niet. Dit kun je goed vergelijken met geluid. Als er ergens een hoog gepiep is, kun je er perfect met een bastoon door spreken. Omgekeerd heeft een hoog geluid weinig problemen om door de bastoon door te komen. Zo is het ook bij licht. Licht op een bepaalde frequentie wordt niet beïnvloedt door licht op een andere frequentie, ze staan los en onafhankelijk van elkaar. (meer hierover, zie Fourier-analyse)
  • Er is maar 1 veld per kracht: hét elektrische veld of hét magnetische veld. Eigenlijk zijn deze 2 velden 1 veld: het elektromagnetische veld voor de elektromagnetische kracht. Alle punten in de ruimte en tijd bevatten dit veld. De krachtvoerende deeltjes van het elektrische en magnetische veld zijn de fotonen. Hoe fotonen dat precies doen? Veel te moeilijk om uit te leggen.
Hoe fotonen precies voor een statisch veld kunnen zorgen gaat mijn pet ook te boven. In termen van fotonen wil dat zeggen dat er virtuele fotonen zijn met een oneindige golflengte en zonder energie dat over oneindig veel ruimte kan reiken en oneindig lang kan bestaan. Dus dat is een foton met frequentie 0. Dit veld rondom een puntlading verandert dus niet van richting.

Maar dat elektrostatisch veld houdt geen andere golven tegen, want die golven zitten op andere frequenties. Dikwijls ziet men de verschillende frequenties dus als los van elkaar en neemt men de DC (statische) velden appart van de AC (veranderende) velden. Dit kan, omdat ze toch op andere frequenties zitten en die hebben geen invloed op elkaar.

In ieder geval, licht met frequentie 0 is een verwarrend concept. Dus voor statische dingen beter gebruik maken van velden en stoppen met denken in termen van deeltjes zoals fotonen of elektronen. Een advies die ook in het algemeen geldt. Denken in termen van elektronen en fotonen is quantummechanica, en quantummechanica begrijpen is enkel nodig om rare effecten te begrijpen, heel ver van onze huis-tuin-keuken-wereld. Velden zijn veel eenvoudiger.

De 300 en 400 biljoen keer per seconde is de frequentie van de golven, (fotonen), verandert het veld dan iedere keer van richting als de golf 'op zijn hoogst en op zijn laagst' is?

Het veld verandert langzaam als een sinus.

Hieronder staat het elektrische veld (rode pijl) en het magnetische veld (blauwe pijl) aangegeven op het groene puntje. De pijlen geven telkens de grootte en richting van het veld. De figuur is geanimeerd door de tijd, en je ziet de lichtstraal bewegen volgens de y-as.
Geplaatste afbeelding
What it all comes down to, is that I haven't got it all figured out just yet
And I've got one hand in my pocket and the other one is giving the peace sign
-Alanis Morisette-

#5

DeltaX

    DeltaX


  • >25 berichten
  • 42 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 30 december 2012 - 17:17

Alweer ongelooflijk bedankt voor je snelle antwoord!
Juist zit ik nog met 1 vraagteken: het magnetisch veld van de aarde is statisch, want het kompas wijst altijd in dezelfde richting, maar bij het voorbeeld van de animatie verandert het veld steeds. Nochtans worden ze beiden veroorzaakt door een stroom van elektronen, wat maakt dan dat het veld van de animatie niet steeds gelijk is?

#6

317070

    317070


  • >5k berichten
  • 5567 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 30 december 2012 - 23:48

Juist zit ik nog met 1 vraagteken:

Je moet je niet inhouden hoor, ik beantwoord ze graag zo goed als ik kan. Aan de vervolgvragen zie ik tenminste dat er iemand mijn antwoorden leest. ;) Het is voor mij ook een manier om achter de grenzen in mijn wereldbeeld te komen. Aan de combinatie fotonen en een statisch veld had ik bijvoorbeeld nog nooit gedacht.

het magnetisch veld van de aarde is statisch, want het kompas wijst altijd in dezelfde richting, maar bij het voorbeeld van de animatie verandert het veld steeds. Nochtans worden ze beiden veroorzaakt door een stroom van elektronen, wat maakt dan dat het veld van de animatie niet steeds gelijk is?

Bij de ene loopt de stroom constant in dezelfde richting (de kern van de aarde is van vloeibaar metaal en draait. De elektronen daarin draaien gewoon mee verder aan een gezapig tempo). Dus blijft het magnetische en het elektrische veld van de aarde ook steeds in dezelfde richting.

Bij de andere verandert de stroom 300 biljoen keer per seconde van richting door het schudden van de elektronen in de schil van het atoom. Aangezien elektronen een lading hebben, is er als ze bewegen een elektrische stroom. Doordat ze schudden, verandert de stroom vaak van richting en doordat de stroom zo vaak van richting verandert, verandert het elektrische en het magnetische veld ook zo vaak van richting.

Het hoeft ook niet zo extreem snel, denk maar aan radiogolven. Daarbij laten we de spanning op een antenne een paar miljoen keer per seconde van richting veranderen met onze elektronica. Daardoor is er een stroom in de antenne die een paar miljoen keer per seconde van richting verandert, en dus ook een elektrisch en magnetisch veld die dat doet. Die noemen we dan radiogolven.
What it all comes down to, is that I haven't got it all figured out just yet
And I've got one hand in my pocket and the other one is giving the peace sign
-Alanis Morisette-





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures