[Natuurkunde] Lichtsnelheid

ikkejantjewillem

Sry dit klinkt miss een beetje dom wat ik nu allemaal ga zeggen ik ben pas 15 en doe voor een sectorwerkstuk de verklaring van het licht. Ik ben hier nog compleet nieuw mee, maar wil er graag meer van weten. Ik heb een paar ideeën over de dingen die jullie zojuist hebben gezegd. Jullie zeggen dat fotonen massaloos zijn. Hoe kan iets bestaan als het massaloos is, dat betekend dat het dus dat het geen materie bevat, want materie heeft een massa. Hoe kan het dan bestaan? Als je iets kan zien, moet het toch een bepaalde materie hebben? Dan heb ik nog een vraag. Hoezo denken een aantal van jullie dat wij stilstaan, en licht beweegt? Dit lijkt mij zeer absurd want dat zou betekenen dat wij telkens uitgerekt worden en in allerlei raren vormen worden geplaats, want licht komt overal vandaan. Als je gaat rennen, beweeg je ten opzicht van de omgeving sneller, je merkt en voelt een weerstand. Jullie zeggen dat wij bewegen en het licht stilstaat, maar dan bewegen wij dus ten opzichte van een bepaald ander object. Jullie beweren dat de ruimte met de snelheid van het licht groeit, maar als wij bewegen, en het licht staat stil, zou de ruimte dus eigenlijk niet groeien door de weerstand die het object levert waar wij tegenin gaan. Dit is miss een beetje vaag uitgelegd, maar probeer het te begrijpen. Ik denk dat de theorie dat wij bewegen en licht stilstaat, complete nonsens is. Waarom zou je deze theorie aanhalen als de huidige theorie dat wij stilstaan, en zelf gewoon voor beweging kunnen zorgen, en dat licht gewoon wordt uitgezonden door bepaalde dingen, ook met een bepaalde snelheid, gewoon klopt. Misschien denken jullie nu, wat een beginner, maar dit is mijn eerste dag. Graag een respons hierop. Met vriendelijke groet, Jan-Willem Evenblij.

Boomer

Hallo.

Ik doe ook een sectorwerkstuk over de verklaring van het licht, zouden wij misschien eens ideeën uit kunnen wisselen?

MvG

Jeroen

Elmo

Ik heb dit afgesplitst van de beruchte c=0 thread, hier krijg je namelijk wel serieuze antwoorden.

Antoon

Licht is opgebouwd uit fotonen.

Een foton is een deeltje zonder massa.

Een foton is niet alleen een deeltje maar ook een golf. Dat een golf geen massa heeft is makkelijk te bedenken.

Daarom is het makkelijk voor te stellen dat een foton geen massa heeft als het als een golf word voorgesteld.

Maar toch bleek dat licht een bepaald impuls had. en zo bleek dat een foton ook een deeltje is. aleen een deeltjes zonder massa.

Er zijn wel meerdere deeltjes zonder massa. Licht is een ander soort deeltje dan waar materie uit is opgebouwd. Materie bestaat allemaal uit deeljes die zijn opegbouwd met een spin van 0,5 of -0,5. licht heef een spin van 1. dit maakt het een boson. maar nu denk ik dat dat te veel van het goede is.

Maar je wilt licht gaan verklaren?

hoe moet ik het me voorstellen.

Lichtbestaat omdat.....

Of wil je weten hoe de fotonen worden geproduceerd ?

Phillip

Ik denk dat de theorie dat wij bewegen en licht stilstaat, complete nonsens is.

300.000 km per seconde beweegt licht. da's toch niet stilstaan hé.

maar ik denk dat je het volgende bedoelt:

stel, dat je zit in een tuig/machine die voldoet aan emc², dus creeërd ie een soort 'lichtveld -shield' en dat ding draait met een lichtsnelheid rond de Aarde, dan zou je merken dat je eigenlijk "nooit" uw plaats verlaten heeft. uiteraard is dit een illusie. vgl het in je wagen als rijdt op een autosnelweg: hoe vlugger de wagen rijdt, hoe vlugger de paaltjes op elkaar volgen.

nu ik wel het absoluut niet moeilijker maken dan het al is

(is een theoretische beschrijving van the time machine. en heeft niks te maken met uw gevraagde topic, maar ik wou het toch u meedelen zich.)

ga eens naar wikipedia en typt in:

*licht,...

*relativiteitstheorie,...

*alsook "tijdsdilatie"

dat zou u al een stuk verder helpen

ikkejantjewillem

Antoon schreef:Licht is opgebouwd uit fotonen.

Een foton is een deeltje zonder massa.

Een foton is niet alleen een deeltje maar ook een golf. Dat een golf geen massa heeft is makkelijk te bedenken.

Daarom is het makkelijk voor te stellen dat een foton geen massa heeft als het als een golf word voorgesteld.

Maar hoe kan dat dan? Een golf bestaat toch ook uit een materiaal? Anders kan het toch niet bestaan? Verschillende golven zijn niet met het blote oog te zien, maar wel met bepaalde apparatuur (bijvoorbeeld een infraroodkijker). Hoe kan het dan dat je het kan zien, als het er niet is. Of bestaat het uit iets anders als materiaal? Uit wat bestaat het dan? Waaruit is dat dan opgebouwd? Sorry dat ik zo veel vragen stel maar dit is voor mij cruciaal om te weten.

Antoon2 schreef:Maar je wilt licht gaan verklaren?

hoe moet ik het me voorstellen.

Lichtbestaat omdat.....

Of wil je weten hoe de fotonen worden geproduceerd ?

Ik hoorde van mijn lerares natuurkunde dat er meerdere theorieën over licht bestaan. Wij (Boomer en ik werken samen, want we zitten bij elkaar in de klas) willen gaan aantonen welke theorie klopt. Dit is natuurlijk voor ons pubertjes die hier niks vanaf weten een zo goed als onmogenlijke opdracht, maar wij willen het toch proberen. Wij geloven dat hier een zeer goed resultaat uit kan komen, en dat wij er zelf ook veel van leren. 8)

ikkejantjewillem

Phillip schreef:ga eens naar wikipedia en typt in:

*licht,...

*relativiteitstheorie,...

*alsook "tijdsdilatie"

dat zou u al een stuk verder helpen

Heb ik al gedaan, vandaar dat ik al die dingen ook noemde. Als u wat verder terug leest in het forum, begrijpt u waarschijnlijk waar ik het over heb

Ik ben niet zo goed in het verwoorden van mijn probleem, maar ik weet zeker dat u het wel begrijpt als u iets terug leest.

Jan van de Velde

JantjeWillem schreef:

......als de huidige theorie dat wij stilstaan, en zelf gewoon voor beweging kunnen zorgen, en dat licht gewoon wordt uitgezonden door bepaalde dingen, ook met een bepaalde snelheid, gewoon klopt. Misschien denken jullie nu, wat een beginner, maar dit is mijn eerste dag.

jouw "eerste dag" heeft er volgens mij niets mee te maken. Dat je een beginner bent ook niet. Maar waar jij beweert dat de gangbare theorie klopt, weet ik dat niet helemaal zeker. Ik denk ook niet dat iemand dat weet en bewezen heeft, want anders heette het geen theorie meer, maar een wet. Maar hij klopt in ieder geval veel beter met alles wat wij al menen te weten dan enige theorie die het tegendeel beweert. En dan kunnen simpele zielen als jij en ik er beter maar van uitgaan dat het wel zal kloppen......

En op die basis werkend, moet er een fatsoenlijk werkstuk over te schrijven zijn. Succes dus.

Jan van de Velde

Hoe kan iets bestaan als het massaloos is, dat betekend dat het dus dat het geen materie bevat, want materie heeft een massa. Hoe kan het dan bestaan? Als je iets kan zien, moet het toch een bepaalde materie hebben?

Hier zit een denkfout. Ik zie namelijk geen licht. Een voorwerp zendt energie uit (of kaatst energie, door een ander voorwerp uitgezonden, terug). Als dat in het voor ons zichtbare spectrum gebeurt, dan wordt in onze ogen die energie omgezet in zenuwsignaaltjes, waar onze hersenen dan een beeld van brouwen.

Voor mezelf probeer ik het op deze manier te begrijpen (en waar ik de mist in ga, moet een ander mij maar corrigeren). Ik neem even aan dat Einstein gelijk had toen hij stelde E=m.c². Dat betekent dat als er een massa 0 is, dat dan ook E nul zal zijn. Toch kun je, ook via vacuum, met behulp van licht (of gelijkaardige elektromagnetische straling) energie overzenden. Aangezien c² niet oneindig groot is, moet dat overzenden van energie dus kennelijk gebeuren met iets met een (zeer) kleine massa. Zoiets noemen we voor het overzicht dan maar een foton. Botst zo'n foton op een stukje materie, dan geeft het hier zijn energie af. Daarmee houdt het kennelijk ook op te bestaan, want een voorwerp dat constant in het zonnetje staat krijgt geen grotere massa. Wel meer energie.

Tenslotte is er iets aan de hand met het beschouwen van een foton als een kogeltje dat ergens op afgeschoten wordt. Want een stroom fotonen gedraagt zich als een golf, zoals we die ook kennen van trillende lucht of water, met interferentiepatronen, resonantie, breking, en alle verder bijbehorende verschijnselen.

En nu een stukje wat waarschijnlijk slechts gelul in de ruimte is, en slechts bedoeld om een en ander in mijn beperkte denkraam te passen: We zullen misschien moeten denken dat het hele universum barst van de fotonen, ook in wat wij vacuum noemen, zonder dat wij dat merken, omdat ze geen massa hebben. Met behulp van een energiestoot breng je die aan het trillen, en al die fotonen geven die trilling aan elkaar door. Ze hebben geen massa, komen dus zeer snel in beweging, en kunnen zo de energie ook zeer snel aan elkaar overdragen. Zo ontstaat er een energiegolf in wat ik dan maar het fotonmedium noem. Misschien bestaat een foton daarom wel uit drie deeltjes, bijvoorbeeld een stukje materie en twee samen even grote stukjes antimaterie, die in een rusttoestand elkaar opheffen. Ik vergelijk dat met een CO₂ molecuul: in rust een geheel, met de lading symmetrisch verdeeld. Geef je met een minuscule keu een van de drie atomen een duwtje, dan zal er toch een trilling ontstaan, waardoor het molecuul in elk omkeerpunt van zijn trilling eventjes geen symmetrisch verdeelde lading meer zal hebben, en dus even een dipool vormt. Is de trilling doorgegeven aan een buurmolecuul, dan is er van lading-assymmetrie niets meer te merken. Een foton dat in beweging wordt gebracht, verliest dus even zijn materie-antimaterie evenwicht, vertoont dus even massa-kenmerken, totdat de energiegolf voorbij is. Een knullige metafoor, maar beter weet ik ze niet te verzinnen. Maar, knullig als ze is, ze past in het zielige kleine beetje wat ik van licht afweet. Het is een verklaring voor het feit dat we aan een foton massa toekennen, en ook voor het feit dat licht wordt afgebogen door zwaartekracht. Waarom de lichtsnelheid constant en eindig is. (geluidssnelheid is dat ook, althans in hetzelfde medium gemeten) En waarom ik licht als golf kan beschouwen. Meer heb ikzelf niet nodig. En dus gebruik ik ze maar.

Brinx

Whoa Jan, wacht even! Je past een formule toe op fotonen die alleen geldig is voor objecten met massa. De volledige versie van die formule is:

E^2 = m^2 * c^4 + p^2 * c^2

waarbij E staat voor energie, m staat voor massa, c staat voor de lichtsnelheid en p staat voor impuls. Bij de situatie voor een foton valt m weg (die is 0 voor een foton), en houd je, na wat eenvoudige bewerkingen, over:

E = p * c.

Fotonen hebben geen massa, wel een impuls. De energie van een foton is dan ook recht evenredig met zijn impuls. Het is wat raar, impuls zonder massa, maar deze deeltjes lenen zich dan ook niet voor vergelijking met biljartballen of andere 'alledaagse' voorwerpen. Iedere dergelijke vergelijking ('fotonen zijn als biljartballen' of 'fotonen zijn als golven') gaat mank wanneer je de overige eigenschappen van fotonen bekijkt.

Jan van de Velde

Dat er een en ander aan mis is aan mijn betoog

weet ik, en heb ik ook als zodanig aangegeven. Maar zoals Brinx al zegt is het een beetje raar, impuls zonder massa.

Binnen de klassieke mechanica is impuls p gedefinieerd als:

p = m v

ofwel, de impuls is het product van massa en snelheid. De impuls is een vector, dat wil zeggen dat het zowel een grootte als een richting heeft.

De SI-eenheid van impuls is N.s, wat in fundamentele eenheden neerkomt op kg.m/s.

(Wikipedia) Ik zie dus ook niet goed waarom daar dan perse heel Einstein's formule voor nodig is, er zit nog steeds massa in die p, klassiek-natuurkundig bezien.

Voor mij is het probleem aan het hele fotonenverhaal dat ik ze in het ene geval moet beschouwen als deeltjes met een massa (en een impuls), en even later weer als massaloze golven met golfgedrag. Ik plak dat liefst aan elkaar. Dus zolang ik niet goed snap hoe je impuls zou kunnen hebben zonder massa, moet ik me behelpen met mijn waarschijnlijk zielige metafoortje.

Elke metafoor gaat ergens een keer mank. Maar laat iemand ons dan eens wat meer vertellen over wat we zien

wanneer je de overige eigenschappen van fotonen bekijkt.

Daarover gaat dit topic gelukkig

Antoon

Een enorme stap in de kwantum mechanica

Impuls volgens de broglie:

P=h/labda.

Geld voor alle deeltjes. (zelf honkballen)

Jan van de Velde

Impuls volgens de broglie:

P=h/labda.

Geld voor alle deeltjes. (zelf honkballen)

En wat betekent dat dan voor mijn fotonen?

Brinx

Dat betekent dat een kortere golflengte van een foton gepaard gaat met een grotere impuls voor dat foton.

Wat vooral lastig is in deze situatie is het afstappen van de impuls zoals gedefinieerd door de klassieke mechanica. Klassieke mechanica beschrijft simpelweg het gedrag van allerlei vreemde quantummechanische deeltjes op heel grote schaal (en in heel grote aantallen). Omdat we al veel langer bekend zijn met het gedrag van materie op grote schaal, hebben we daar onze natuurkundige wetten op gebaseerd. Nu we de zaken bekijken op zo'n kleine schaal komen er allerlei onvermoede en vreemde eigenschappen van deeltjes naar voren die we niet vermoed hadden door slechts naar grootschalige fenomenen te kijken. Blijkbaar hoeft een deeltje geen massa te bezitten om een impuls te hebben!

Nu zou je massa gewoon als een bepaalde, dichte vorm van energie kunnen zien: een soort 'in de knoop gelegde energie' of 'gecondenseerde energie'. Impuls is in dat geval een eigenschap van bewegende energie, die voor verschillende vormen van energie verschillend tot uiting komt.

Klinkt dit logisch?

mathy

klinkt me allemaal logisch, maar ik denk dat sommige dingen gewoon aangenomen moeten worden omdat de experimenten dit bevestigen, en er voorspellingen kunnen gemaakt worden die dan ook nog eens blijken te kloppen. het feit dat licht zowel golf- als deeltjeskarakter vertoont is niet aangetoond. dit is enkel een besluit op basis van de diffractie proef en het foto-elektrische effect (en ongetwijfeld nog een hele resem experimenten, maar deze zijn toch de basis van het onstaan van het golf/deeltjeskarakter). als er ne superslimme kerel komt opdagen, en die kan al deze eigenschappen van licht verklaren aan de hand van één nieuw concept, zodanig dat de experimenten worden gehoorzaamd en voorspellingen kunnen gemaakt worden, dan zal een nieuwe theorie geboren zijn. en deze theorie zal de vorige overtreffen aangezien er geen duaal karakter meer optreedt. het spijtige is uiteraard dat dergelijk superslimme mensen niet vaak geboren worden. en uiteindelijk, met het hedendaagse "gepruts" van het deeltjes/golf model kan tot op vandaag op een redelijke en fatsoenlijke manier gewerkt worden. en blijken de experimenten, waarnemingen, voorspellingen op een voldoende wijze geverifieerd worden.

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

[Natuurkunde] Lichtsnelheid

[Natuurkunde] Lichtsnelheid

Re: [Natuurkunde] Lichtsnelheid

Re: [Natuurkunde] Lichtsnelheid

Re: [Natuurkunde] Lichtsnelheid

Re: [Natuurkunde] Lichtsnelheid

Re: [Natuurkunde] Lichtsnelheid

Re: [Natuurkunde] Lichtsnelheid

Re: [Natuurkunde] Lichtsnelheid

Re: [Natuurkunde] Lichtsnelheid

Re: [Natuurkunde] Lichtsnelheid

Re: [Natuurkunde] Lichtsnelheid

Re: [Natuurkunde] Lichtsnelheid

Re: [Natuurkunde] Lichtsnelheid

Re: [Natuurkunde] Lichtsnelheid

Re: [Natuurkunde] Lichtsnelheid