1025
Чи може світло впливати на електричне поле?
Вимкніть ви можете. І нижче я розповім вам як. Цей пост народився з моєї відповіді на питання, поставлене на Quora.
Ми будемо говорити про квантовий вакуум. Саме так виглядає в погляді художника.
Кредит: lactamme.polytechnique.fr
Що таке питання?
Це питання:
Світло - електромагнітна частинка. Чи можна відхилити свій шлях шляхом застосування електричних або магнітних полів до неї?
Або переклад:
Світло - електромагнітна частинка. Чи можна змінити його траєкторію шляхом застосування електричного або магнітного поля?
У зв'язку з тим, що це вказується у відповідь на Quora, питання не зовсім праве. Світло - це не частинка, але хвиля або (чуйно-корпусний дуализм!) потік частинок, кванта світла - фотон. Тим не менш, це неправильність не усуває питання себе. Якщо світло є електромагнітним характером, чому вона не впливає на електромагнітні поля?
Орієнтовно це, як правило, зображена електромагнітна хвиля в навчальних курсах.
Чому я хотів відповісти на це питання, тому що він насправді має подвійний дно. Відповідає відповідь і відповідь, яка може бути надана лише певним знанням, які виходять за межі шкільної програми.
Але спочатку ми згодні, що ми будемо говорити тільки про вакуум, так як пропагація світла в середовищі може впливати на електричне або магнітне поле, непрямо через вплив на це середовище.
Очевидно відповідь
Очевидно відповідь немає, ви не можете. Чому не можна пояснити в залежності від того, як світло представлено.
Якщо ми описуємо світло як електромагнітна хвиля, то неможливість її впливу з електромагнітними полями випливає з лінійності рівняння Максвелла, які фактично описують всі електромагнітні явища в класичному фізиці. Електромагнітна хвиля є одним розчином для цих рівнянь, а зовнішній поле є ще одним розчином. У зв'язку з майном лінійності їх сума також є розчином рівнянь Максвелла, і тому вони не заважають один одному і не впливають на один одного.
Максимальні рівняння в вакуумі в системі SI
Якщо ми описуємо світло як потік частинок – фотон – відповідь пояснюється тим, що фотони не мають електричної зарядки, а електромагнітні поля діють тільки на заряджені частинки. Цікаво, що ця ситуація унікальна для електромагнітної взаємодії. Перевізники інших двох фундаментальних сил, слабких і міцних, також можуть брати участь у взаємодії, які здійснюють.
Хто взаємодіє з ким у стандартній моделі?
Кредит: Trouch Vitaly // Вікімедіа Загальні положення // CC-BY-SA 3.0
Наприклад, за даними квантової хромодинаміки, сильною взаємодією здійснюється глюони. Вони взаємодіють між частинками, які мають так званий колірний заряд – аналог заряду для сильної взаємодії. У той же час самі глюони мають колірний заряд і тому взаємодіють один з одним і з іншими частинками з кольором заряду.
Поверніть нам, але, щоб наші ram фотон.
Невідома відповідь
Очевидною відповідь є тільки перший шар. Прийміть другий. Тепер, необхідна відповідь так, ви можете впливати на світло з зовнішніми полями.
Ця можливість пов'язана з тим, що за квантовою електродинамікою, вакуумом, також називається квантовим вакуумом, не є абсолютною недійсною. Крім того, він заповнює так звані віртуальні частинки, також відомий як квантові коливання. Вони можуть бути уявлені як народжуються протягом короткого періоду часу, так і відразу знеболюючі пари частинок і протичастинок, в першу чергу електрон і positron.
Роз’яснення ідеї квантових коливань.
Кредит: Всесвіт-огляд.ка
Якщо ми продовжуємо описати квантовий вакуум у вигляді зображень, то в зовнішній електричній (і магнітній, але ми зосередимося тільки на електричному) полі, віртуальні пари починають жити трохи довше, так як електрична сила злегка перетягує їх. Це викликає вакуум, щоб стати поляризованими. І де є поляризація, є діелектрична проникність.
Якщо ви не пам'ятаєте шкільний курс оптики, то подальші причини для вас повинні бути очевидними. Дійсно, ми знаємо, що зміна діелектричної проникності призводить до зміни рефракційного індексу і швидкості світла, і це в свою чергу призводить до вогнетривкості і відбиття світла.
Цей ефект, звичайно, дуже слабкий, і дотримуватися його потрібно абсолютно фантастичні поля. Крім того, дуже важко спостерігати залом світла в таких полях через його незначність. Незважаючи на це, ми зараз серйозно говоримо про ефект вакуумної поляризації на поширення світла в лабораторії 10-20 років.
Для створення надміцних полів потрібно використовувати ультрависокі пікові лазери. На даний момент були побудовані лазери потужністю понад 1 вихованця (пета означає фактор 1015), з їх допомогою отримано випромінювання, електричне поле, в якому досягає значення близько 1014-1015 вольт на метр. Це лише 1000 разів менше, ніж так званий обмеження Schwinger, при якому помітні наслідки квантової електродинаміки в вакуумі.
Однак для спостереження за ефектом не потрібно допускати обмеження, поля – десятки разів слабкіше. Це означає, що всього в одному або двох покоління суперпотужних лазерів – на потужності близько 100 бутаттів – лабораторія зможе змінити напрямок поширення світла за допомогою іншого світла, тобто за допомогою електромагнітних полів. Заходи, однак, не буде спрямованим на поширення, і поляризацію світла. Справа в тому, що вакуум в надміцному полі діє як дворефрингентне середовище. Велькості хвиль з різною поляризацією в такому середовищі відрізняються, тому коли довільно поляризовані хвилі пропагують в ній, її поляризація буде змінюватися і ця зміна набагато простіше вимірювати.
Джерело: geektimes.ru/post/244205/
Ми будемо говорити про квантовий вакуум. Саме так виглядає в погляді художника.
Кредит: lactamme.polytechnique.fr
Що таке питання?
Це питання:
Світло - електромагнітна частинка. Чи можна відхилити свій шлях шляхом застосування електричних або магнітних полів до неї?
Або переклад:
Світло - електромагнітна частинка. Чи можна змінити його траєкторію шляхом застосування електричного або магнітного поля?
У зв'язку з тим, що це вказується у відповідь на Quora, питання не зовсім праве. Світло - це не частинка, але хвиля або (чуйно-корпусний дуализм!) потік частинок, кванта світла - фотон. Тим не менш, це неправильність не усуває питання себе. Якщо світло є електромагнітним характером, чому вона не впливає на електромагнітні поля?
Орієнтовно це, як правило, зображена електромагнітна хвиля в навчальних курсах.
Чому я хотів відповісти на це питання, тому що він насправді має подвійний дно. Відповідає відповідь і відповідь, яка може бути надана лише певним знанням, які виходять за межі шкільної програми.
Але спочатку ми згодні, що ми будемо говорити тільки про вакуум, так як пропагація світла в середовищі може впливати на електричне або магнітне поле, непрямо через вплив на це середовище.
Очевидно відповідь
Очевидно відповідь немає, ви не можете. Чому не можна пояснити в залежності від того, як світло представлено.
Якщо ми описуємо світло як електромагнітна хвиля, то неможливість її впливу з електромагнітними полями випливає з лінійності рівняння Максвелла, які фактично описують всі електромагнітні явища в класичному фізиці. Електромагнітна хвиля є одним розчином для цих рівнянь, а зовнішній поле є ще одним розчином. У зв'язку з майном лінійності їх сума також є розчином рівнянь Максвелла, і тому вони не заважають один одному і не впливають на один одного.
Максимальні рівняння в вакуумі в системі SI
Якщо ми описуємо світло як потік частинок – фотон – відповідь пояснюється тим, що фотони не мають електричної зарядки, а електромагнітні поля діють тільки на заряджені частинки. Цікаво, що ця ситуація унікальна для електромагнітної взаємодії. Перевізники інших двох фундаментальних сил, слабких і міцних, також можуть брати участь у взаємодії, які здійснюють.
Хто взаємодіє з ким у стандартній моделі?
Кредит: Trouch Vitaly // Вікімедіа Загальні положення // CC-BY-SA 3.0
Наприклад, за даними квантової хромодинаміки, сильною взаємодією здійснюється глюони. Вони взаємодіють між частинками, які мають так званий колірний заряд – аналог заряду для сильної взаємодії. У той же час самі глюони мають колірний заряд і тому взаємодіють один з одним і з іншими частинками з кольором заряду.
Поверніть нам, але, щоб наші ram фотон.
Невідома відповідь
Очевидною відповідь є тільки перший шар. Прийміть другий. Тепер, необхідна відповідь так, ви можете впливати на світло з зовнішніми полями.
Ця можливість пов'язана з тим, що за квантовою електродинамікою, вакуумом, також називається квантовим вакуумом, не є абсолютною недійсною. Крім того, він заповнює так звані віртуальні частинки, також відомий як квантові коливання. Вони можуть бути уявлені як народжуються протягом короткого періоду часу, так і відразу знеболюючі пари частинок і протичастинок, в першу чергу електрон і positron.
Роз’яснення ідеї квантових коливань.
Кредит: Всесвіт-огляд.ка
Якщо ми продовжуємо описати квантовий вакуум у вигляді зображень, то в зовнішній електричній (і магнітній, але ми зосередимося тільки на електричному) полі, віртуальні пари починають жити трохи довше, так як електрична сила злегка перетягує їх. Це викликає вакуум, щоб стати поляризованими. І де є поляризація, є діелектрична проникність.
Якщо ви не пам'ятаєте шкільний курс оптики, то подальші причини для вас повинні бути очевидними. Дійсно, ми знаємо, що зміна діелектричної проникності призводить до зміни рефракційного індексу і швидкості світла, і це в свою чергу призводить до вогнетривкості і відбиття світла.
Цей ефект, звичайно, дуже слабкий, і дотримуватися його потрібно абсолютно фантастичні поля. Крім того, дуже важко спостерігати залом світла в таких полях через його незначність. Незважаючи на це, ми зараз серйозно говоримо про ефект вакуумної поляризації на поширення світла в лабораторії 10-20 років.
Для створення надміцних полів потрібно використовувати ультрависокі пікові лазери. На даний момент були побудовані лазери потужністю понад 1 вихованця (пета означає фактор 1015), з їх допомогою отримано випромінювання, електричне поле, в якому досягає значення близько 1014-1015 вольт на метр. Це лише 1000 разів менше, ніж так званий обмеження Schwinger, при якому помітні наслідки квантової електродинаміки в вакуумі.
Однак для спостереження за ефектом не потрібно допускати обмеження, поля – десятки разів слабкіше. Це означає, що всього в одному або двох покоління суперпотужних лазерів – на потужності близько 100 бутаттів – лабораторія зможе змінити напрямок поширення світла за допомогою іншого світла, тобто за допомогою електромагнітних полів. Заходи, однак, не буде спрямованим на поширення, і поляризацію світла. Справа в тому, що вакуум в надміцному полі діє як дворефрингентне середовище. Велькості хвиль з різною поляризацією в такому середовищі відрізняються, тому коли довільно поляризовані хвилі пропагують в ній, її поляризація буде змінюватися і ця зміна набагато простіше вимірювати.
Джерело: geektimes.ru/post/244205/
