Waarom zien we de zon?

Uri

Hallo allemaal,

Ik heb een vraagje die mij al een tijdje bezigt maar waar ik maar niet uit kom:

Stel dat een straler licht uitzendt van een bepaalde frequentie. Laten we zeggen 100Hz (dat is niet in het zichtbare lichtspectrum maar daar gaat het nu even niet om). Deze straler zendt totaal random continue slechts 100Hz straling uit. In random fase en in random polarisatie. Als je nu van een afstand naar deze bron kijkt, neem je toch geen straling waar?

Immers, als de productie van straling random is en er voldoende (zeg even oneindig veel) straling van 100 Hz wordt geproduceerd dan doven de stralingen elkaar toch uit? Juist omdat de verdeling van de fase van de straling perfect verdeelt is, is er voor iedere straal een partner te vinden die 180 graden achter loopt. Hetzelfde geldt voor de polarisatie, ook daar is de verdeling random en perfect en dus zorgt dit ervoor dat de uitdoving in iedere polarisatie plaatsvindt.

Nu de verklaring van de titel; er is zover ik weet geen reden waarom de zon niet random een bepaalde frequentie zou genereren. Neem licht met bijvoorbeeld een golflengte van 550nm. Er is geen reden om aan te nemen dat de faseverdeling van dit licht niet random zou zijn verdeelt. Dan zouden de lichtstralen voor deze golflengte elkaar uitdoven en dus zou licht met deze golflengte niet zichtbaar moeten zijn. (hetzelfde geldt uiteraard voor andere frequenties).

Ik hoop dat iemand me een (misschien wel heel simpele) verklaring kan geven!

317070

Ik hoop dat iemand me een (misschien wel heel simpele) verklaring kan geven!

1)Vooreerst: Overal waar er golven destructief interfereren, is er plaats waar de golven constructief interfereren. Het is fysisch onmogelijk om een golf te maken die enkel destructief interfereert met een bepaalde andere golf.

Verborgen inhoud

Je kunt eenvoudig zien waarom dit zo is, want als dit zo zou zijn, zou je een schending van behoud van energie krijgen. Een golf met een bepaalde energie samen met een andere golf met bepaalde energie zouden 'verdwijnen'. Dus alle energie die via destructieve interferentie ergens 'verdwijnt', 'verschijnt' elders via constructieve interferentie.

2)Ten 2de is de zon helemaal niet monochromatisch. De zon verstuurt licht over het volledige spectrum, dus zelfs als er ergens toevallig een dipje zou zijn waarlangs er blijkbaar geen energie verzonden wordt, gaat dat dipje in zo weinig frequenties zijn dat je hem niet kunt zien. Bovendien verandert de structuur van onze zon zo snel, dat de structuur van de straling ook snel verandert. De temporele coherentie is laag. Dus dipjes zullen zo kort zijn (enkele nanoseconden) , dat je ze niet gaat kunnen zien.

Omdat de temporele coherentie zo laag is, is ook de ruimtelijke coherentie laag,(waarom dit zo is is wat moeilijk om uit te leggen) en zal je dat dipje dus slecht op een heel klein plaatsje zien (enkele nanometers groot).

Deze zijn de 3 voorwaarden waaraan licht moet voldoen om de coherentie te kunnen waarnemen. Als er niet aan voldaan wordt, is of de tijd te kort, of de plaats te klein of te weinig frequenties om het te kunnen zien.

Eigenlijk zijn deze voorwaarden sterk verwoven met elkaar.

Toevallig voldoet laserlicht WEL aan die voorwaaden

Als er iets niet duidelijk is; ZEKER vragen.

Uri

Beste 317070 dank voor je (uitgebreide!) antwoord

De zon is me nu duidelijk. Waar ik nog wel over twijfel is dit:

Overal waar er golven destructief interfereren, is er plaats waar de golven constructief interfereren

Hoewel me dit zeer plausibel lijkt, is er ook een uitzonderingssituatie lijkt mij. Stel dat er op 1 punt in de ruimte twee lichtstralen tegelijk starten, met allebei een 180 graden tegengestelde fase. Dan blijven deze twee golven voor eeuwig destructief met elkaar intefereren. De energie die deze twee golven hebben is er wel nog steeds maar is dan gewoon niet te detecteren. Toch?

E.Desart

Uri schreef:De zon is me nu duidelijk. Waar ik nog wel over twijfel is dit:

Overal waar er golven destructief interfereren, is er plaats waar de golven constructief interfereren

Stel dat er op 1 punt in de ruimte twee lichtstralen tegelijk starten, met allebei een 180 graden tegengestelde fase. Dan blijven deze twee golven voor eeuwig destructief met elkaar interfereren.

Zeer terechte opmerking, maar tegelijk een antwoord op jouw eigen vraag.

In de situatie die jij beschrijft in je originele vraag praat je over random golven, waarbij je onmogelijk volledige uitdoving kan krijgen. Je krijgt een random combinatie van constructieve en destructieve energie waarvan het resultaat de optelling van het vermogen/intensiteit van al die golven is.

Vergelijk dit met geluid in een diffuus geluidsveld. Alleen in de gecontroleerde situatie dat je inderdaad je 2 bronnen (emissie) op exact één punt zou hebben met een 180° faseverschuiving kan je uitdoving krijgen, anders in een diffuus veld of bij 2 bronnen op diverse plaatsen krijg jij verhoging van je intensiteit in een diffuus veld factor 2 = 3 dB.

Als jij meerdere luidsprekers verspreid tegen een wand plaatst verdwijnt jouw geluid toch niet hé, ongeacht welk signaal je hier uitstuurt?

Ik ben een beetje ongelukkig met hoe ik dit uitdruk hier, maar volg je mij zo?

E.Desart

Je krijgt een random combinatie van constructieve en destructieve energie waarvan .....

Sorry, moet zijn: van constructieve en destructieve interferentie waarvan .....

317070

Hoewel me dit zeer plausibel lijkt, is er ook een uitzonderingssituatie lijkt mij. Stel dat er op 1 punt in de ruimte twee lichtstralen tegelijk starten, met allebei een 180 graden tegengestelde fase. Dan blijven deze twee golven voor eeuwig destructief met elkaar intefereren. De energie die deze twee golven hebben is er wel nog steeds maar is dan gewoon niet te detecteren. Toch?

En hoe wil je 2 golven op hetzelfde punt maken die 180° verschillen? Zoiets is hetzelfde doen als geen golf uitsturen, dus geen energie uitsturen. Dit is hetzelfde als in de hele ruimte destructieve interferentie hebben (aja, want je hebt nooit een golf uitgestuurd).

Dit is ook misschien moeilijk om te vatten, maar golven kun je het best voorstellen in cirkels/sferen die zich uitbreiden. Een lichtstraal die oneindig dun is en blijft, is fysisch onmogelijk. Waarom dat zo is, heb je in feite net aangetoond. Moesten zulke stralen WEL bestaan, dan kun je dingen doen zoals jij hier suggereert. (het fenomeen die de begrenzing vormt noemt men diffractie)

Alle mogelijke uitzonderingssituaties die je gaat bedenken, zullen allemaal neerkomen op ergens iets die fysisch onmogelijk is.

Als je toch op zoek gaat, moet je je wel houden aan de golfbenadering van licht (dus in cirkels en sferen), aangezien het resultaat van destructieve en constructieve interferentie uit de golftheorie volgt, en niet uit de straalbenadering van licht.

Uri

Heren, bedankt!

Ik was even weg. Het is een stuk duidelijker. (en ik heb er weer genoeg leesvoer bij voorlopig ](*,) )

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

Waarom zien we de zon?

Waarom zien we de zon?

Re: Waarom zien we de zon?

Re: Waarom zien we de zon?

Re: Waarom zien we de zon?

Re: Waarom zien we de zon?

Re: Waarom zien we de zon?

Re: Waarom zien we de zon?