Het foton

*gast_Prof_*

HosteDenis schreef:Misschien een voor de hand liggende vraag, maar ik vat het niet. Hoe komt het dat licht aan een snelheid van 'slechts' \(2.25\cdot 10^5 \frac{km}{s}\) reist doorheen een watermedium, en niet aan een snelheid dichter aanleunend bij de gebruikelijke \(3\cdot 10^5 \frac{km}{s}\) van het vacuüm? Ik wist dat de snelheid van fotonen doorheen lucht, water of bv. glas wel degelijk lager was dan de gekende lichtsnelheid van \(3\cdot 10^5 \frac{km}{s}\) in een vacuüm, maar een aanpassing van \(0.75\cdot 10^5 \frac{km}{s}\) ofwel \(25 \% \) lijkt me wel wat extreem. Ik neem aan dat dit komt door de elektronenwolken om de atomen waaruit het medium is opgebouwd en de elektrische vector van de lichtgolven, waartussen een interactie onstaat?

U kan me gerust verbeteren als blijkt dat ik verkeerd ben, we zijn hier om te leren!

Verder las ik ook eens dat de lichtsnelheid in een isotroop medium constant is. Ik neem aan dat dit verkeerd is, aangezien vloeistoffen zoals water en gassen zoals lucht ook isotroop zijn?

eendavid

wel heb je ooit...

hoezo een vrij foton kan geen elektron-positron paar crëeren? Enkel kwestie van een voldoende frequentie.

edit: de rustmassa-redenering gaat toch enkel op als je ook effectief naar het ruststelsel kan gaan?

*gast_Prof_*

HosteDenis schreef:Grrr, wat haat ik degene die beperkte bewerkinstijd van posts heeft uitgevonden!

Nu even serieus:

Daar ben ik dus in de fout gegaan; tijd om die recht te zetten. Ik doelde op buiging van licht, ofwel diffractie. Ik dacht dat Paul_1968 daarop doelde wanneer hij vroeg naar de buiging van licht. Blijkbaar was Paul_1968's vraag meer open gesteld; zoals prof dan ook meer open antwoord. Er bestaan inderdaad net zo'n zaken als lichtbreking en lichtweerkaatsing, ofwel refractie en reflectie. Zo wordt de voorplanting van licht (dat zich niet in een vacuüm bevindt) vertraagd door de brekingsindex, reeds mooi uitgelegd door prof in zijn tweede punt.

Ik dacht dat dit juist niet mogelijk was, enkel een 'oneindig' dichte benadering van de lichtsnelheid doorheen een medium?

Wat jij zegt geldt voor de lichtsnelheid c in vacuum. Die kun je inderdaad alleen maar benaderen. Voor

een medium is het anders: het is zelfs mogelijk om SNELLER te gaan dan licht in een medium (maar natuurlijk

nooit sneller dan c). In dat geval gaat het net als wanneer je sneller gaat dan geluid in lucht: in dat geval

krijg je een geluids-schokgolf (de bekende knal). Als je sneller gaat dan het licht in een medium, krijg je

een licht-schokgolf. Dit heet Cherenkov-straling. Misschien ken je de bekende `mysterieuze blauwe gloed'

die een kernreactor in water omgeeft: dat is Chrenkovstraling die ontstaat doordat de uitgezonden

neutronen sneller gaan dan het licht, dus sneller dan 225000 km/sec. Om op je andere vraag terug te komen:

DAT het licht langzamer gaat is inderdaad een kwestie van hoeveel interactie de fotonen met (inderdaad) de

electronenwolken van de atomen hebben (zie ook mijn opm. van 14/6). HOEVEEL langzamer het gaat hangt

van het medium af (inbv diamant gaat het nog langzamer). Misschien lijkt 25% langzamer wel erg veel maar

zo is het gewoon, dat kun je ZELF meten door de brekinsindex te meten!

*gast_Prof_*

ZVdP schreef:Inderdaad, een vrij foton gaat nooit een elektron-positron paar creëren. Maar je uitleg hierbij is niet correct.

Het doet er niet toe dat het foton geen rustmassa heeft en het paar wel; er is immers geen behoudswet van rustmassa.

Er zijn echter wel de behoudswetten van impuls (momentum) en energie die ervoor zorgen dat een vrij foton geen elektron-positron paar kan creëren.

Misschien even iets rechtzetten: de `rustmassa' van een SYSTEEM van deeltjes wordt gegeve door

het totaal van energieen en momenta van deeltjes. Deze rustmassa is WEL DEGELIJK behouden, alleen

noemen we dat vaak behoud van totale energie. Je hebt gelijk dat wanneer ik de geproduceerde

deeltjes tot stilstand breng en hun afzonderlijke rustamssa's meet het totaal van deze massa's i.h.a. kleiner

is dan de rustmassa waarmee je begon: maar je hebt dan ook energie uit het systeem verwijderd door

de deeltjes te stoppen.

eendavid

edit: was verward. De reden is wat ZvDP zei.

Paul_1968

Prof schreef:OK ik doe een bijdrage:

1) De baan van licht kan, net als die van ieder ander deeltje of golf, gebogen worden door interacties met iets anders. ...

2) Een vrij lichtdeeltje kun je inderdaad niet in rust zien, daarin heeft Gerard gelijk in zijn boek. Het helpt om ...

3) Een vrij foton van welke energie dan ook heeft rustmssa nul, en een e+e- paar heeft rustmassa van mistens ...

4) Lichtbreking is in feute hetzelfde als buiging! Alleen is het begrip `buiging' meer op zijn plaats wanneer je het ...

Ik ben heel erg blij met deze uiteenzetting ! Ik denk dat dit voor velen met mij erg verduidelijkend is.

1.Ik had altijd begrepen dat de vervorming van de ruimte-tijd werd veroorzaakt door de zwaartekracht, net zoals diezelfde kracht een bal op een laken drukt en daarmee het oppervlak doet vervormen. Dit blijkt dus een misverstand. De analogie kan dus niet zo direct vertaald worden. De bal moet dus gezien worden als massa (waar even geen kracht op werkt) en de vervorming van het laken is dan gelijk aan het zwaartekrachtveld.

Dat Newton ook al zo ver was met die licht-theorie, wist ik niet.

2.Bij een symposium was ik erg onder de indruk van deze titel en dacht toen dat ik het begrepen had. (ondanks mijn beperkte voorkennis) Later werd ik in de war gebracht doordat er werd gezegd dat een foton nooit massa zou kunnen krijgen. Nu is het toch weer helder.

3. Ik begrijp nu dat het belangrijke verschil zit in het gebruik van het woord VRIJ. Zolang het foton vrij beweegt, kan het nooit spontaan overgaan in het e+e- paar. De energie van een hoog-energetisch foton kan dus wel in zo'n paar (met massa <> 0) overgaan wanneer het wordt afgeremd.

Maar is het gebruik van een sterk magnetisch veld nu bedoeld om het deeltjes-paar zo snel mogelijk uit elkaar te trekken of alleen om de benodigde energie te leveren aan het foton om de overgang mogelijk te maken ?

4. Ik zat eigenlijk te denken aan de mogelijkheid dat de (extreem kleine) zwaartekracht dat zich om elke kern bevindt, misschien het foton van richting kan veranderen en zo breking kan veroorzaken .... (mits het foton dicht genoeg bij de kern komt)

ZVdP

Paul_1968 schreef:3. Ik begrijp nu dat het belangrijke verschil zit in het gebruik van het woord VRIJ. Zolang het foton vrij beweegt, kan het nooit spontaan overgaan in het e+e- paar. De energie van een hoog-energetisch foton kan dus wel in zo'n paar (met massa <> 0) overgaan wanneer het wordt afgeremd.

Maar is het gebruik van een sterk magnetisch veld nu bedoeld om het deeltjes-paar zo snel mogelijk uit elkaar te trekken of alleen om de benodigde energie te leveren aan het foton om de overgang mogelijk te maken ?

De atoomkern is nodig om het behoud van energie en impuls te kunnen garanderen (zie mijn vorige post).

Zonder kern is dit niet mogelijk. (denk aan het feit dat de annihilatie van elektron en positron minstens 2 fotonen creëert)

Prof

ZVdP schreef:De atoomkern is nodig om het behoud van energie en impuls te kunnen garanderen (zie mijn vorige post).

Zonder kern is dit niet mogelijk. (denk aan het feit dat de annihilatie van elektron en positron minstens 2 fotonen creëert)

Ik zie al een paar dagen geen activiteit meer hier. Betekent dat dat jullie vragen allemaal beantwoord zijn?

Dat zou mooi wzen... in de natuukunde streven we allemaal naar het beantwoorden van alle vragen, met

het inzicht dat elk antwoord een nieuwe vraag oproept. Sysiphus is er niets bij... maar wat een mooi vak!

Paul_1968

Prof schreef:Ik zie al een paar dagen geen activiteit meer hier. Betekent dat dat jullie vragen allemaal beantwoord zijn?

Dat zou mooi wzen... in de natuukunde streven we allemaal naar het beantwoorden van alle vragen, met

het inzicht dat elk antwoord een nieuwe vraag oproept. Sysiphus is er niets bij... maar wat een mooi vak!

Ik denk dat mijn vragen hier voorlopig beantwoord zijn. Dank voor de heldere uitleg. Ik vind het hartstikke leuk dat ik zonder echte universitaire opleiding toch (bijna prive-!) les kan krijgen van een echte prof.

Misschien mag ik in de toekomst nog eens een college voor bezoekers volgen in Nijmegen. Dat vond ik vorige keer erg leuk. Ik heb in 1988 en 1989 even natuurkunde gestudeerd. Dat werd toen niks, maar ik vind het nog steeds erg boeiend. (Toen ben ik overgestapt naar opl. docent beeldende vorming en nu maak ik Oracle-software

)

Vandaag heb ik het boekje van Gerard 't Hooft geleend. Dat ga ik eerst nog even bestuderen. Het schijnt zonder de moeilijkste wiskunde goed te begrijpen te zijn. Daarna heb ik misschien weer nieuwe vragen. Dan ga ik ze hier weer plaatsen. Ik hoorde dat er ook soms excursies zijn naar CERN. Dat lijkt me ook wel wat.

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

Het foton

Re: Het foton

Re: Het foton

Re: Het foton

Re: Het foton

Re: Het foton

Re: Het foton

Re: Het foton

Re: Het foton

Re: Het foton