quantumfysica/mechanica
Sjaak stelde deze vraag op 31 januari 2013 om 14:31.Tot op heden heb ik geen literatuur kunnen vinden dat gedetailleerd beschrijft hoe een foton ontstaat als een electron zich verplaatst van een "buitenbaan", rondom een atoomkern, naar een "binnenbaan".
De formule van Rydberg beschrijft wel de golflengte van de gegenereerde foton, maar de nadere natuurkundige details hiervan, heb ik, zoals reeds opgemerkt, nog niet kunnen vinden.
Moet ik het electron beschouwen als de bron van die foton? Vermoedelijk wel, want er is weinig keus.
Verder heb ik tot op heden niets kunnen vinden over de tijdsduur van die uitgezonden puls. Die moet minstens 1 periode van die genoemde golflengte lang zijn, dus minstens lambda/c sec.
Kan iemand mij 1 of meerdere referenties hiervoor geven?
Reacties
Sjaak Uitterdijk, 31 jan 2013
Verder heb ik tot op heden niets kunnen vinden over de tijdsduur van die uitgezonden puls. Die moet minstens 1 periode van die genoemde golflengte lang zijn, dus minstens lambda/c sec.
Hoezo?
Groet, Jan
En verder... de moderne fysica (ook al weer 100 jaar oud) is een wat mystiek gebied. We hebben waargenomen dat een toegelaten energiesprong "ineens" een foton met die energiesprongwaarde ontstaat. Ditto hoe uit energie ineens twee deeltjes die elkaars anti-deeltje zijn kunnen ontstaan.
We kennen begin- en eindtoestand en wat daar tussenin gebeurt is vooral gebied van speculatie, wilde theorieen en eindeloos gefilosofeer. "Het" antwoord is er echter niet.
Maar ook zonder die kennis kunnen we het gespring van elektronen (wat zijn dat trouwens, bestaan die wel? In welke vorm dan?) en ontstaan van fotonen prima gebruiken en technisch toepassen (bijv. fluorescentie, laser).
Binnen de modellen van de natuurkunde weten we veel, maar hoe die modellen vertalen naar de realiteit (en wat is die dan?) valt buiten het vakgebied.
...en wat lengte of tijdsduur betreft: elk stukje van een (sinus)golf dat past op een oneindig repeterende sinusgolf "is" een golf met die golflengte of frequentie. Een foton hoeft niet per se de tijdsduur of lengte van een hele golf te hebben. Waarom zou dat moeten? Omdat wij het op papier dan makkelijker als sinusgolf herkennen?
(overigens is een lichtstraal helemaal geen golf in de zin van een golvend touw. De Poyting vector geeft de richting van het foton aan maar de "golf" is alleen maar een indicatie van hoe groot het elektrisch resp magnetisch veld is in een bepaald punt. En om die grootte aan te geven gebruiken we een sinusgolf maar die grootte is in 1 punt aanwezig)
Volgens Rydberg wordt er een heel specifieke, uit te rekenen frequentie uitgezonden. Als de puls korter zou zijn dan die ene golflengte, komt er niets terecht van die frequentie. Neem maar het frequentiespectrum van bijvoorbeeld een halve sinus. N.B. Ik veronderstel minstens 1 golflengte, niet precies 1 golflengte !
Theo,
Jij bent kennelijk veel meer geinteresseerd (ik kan niet bedenken hoe ik op mijn Mac die 2 puntjes op de i moet zetten) in praktische toepassingen en ik veel meer in de (wetenschappelijke) achtergronden van de verschijnselen. (Ook daarin wil ik graag de puntjes op de i zetten :) ) En dan heeft discussieren weinig zin. Bovendien vroeg ik alleen maar of iemand mij kan verwijzen naar literatuur waarin datgene wordt beschreven waarin ik geinteresseerd ben.
Dag Sjaak,
Ik wilde alleen maar een misverstand uit de weg halen waarbij men gelooft dat een golf pas een bepaalde frequentie heeft als tenminste 1 golflengte of 1 trilling volledig is uitgevoerd. In de praktijk zal dit vaak zo zijn, maar ook een klein deel van een trilling (omdat die ineens wordt gestopt bijvoorbeeld) is wel degelijk een trilling met een frequentie en golflengte.
Een verwijzing naar een artikel die je vermoeden ondersteunt of tegenspreekt ken ik niet - maar ik heb dan ook geen index van alle "papers" die de afgelopen eeuwen over dit onderwerp zijn geschreven. Wel aardig om de achtergrond van allerlei beslissende momenten in de natuurkunde te begrijpen is de artikelen van die grote natuurkundigen te lezen. Het boek "The Tests of Time" van Lisa Dolling (Princeton University Press, www.pupress.princeton.edu , isbn 0-691-09085-8) doet dit: de oorspronkelijke artikelen zijn daarin opgenomen (zo nodig naar hedendaags Engels vertaald) en worden toegelicht en van context voorzien.
Overigens doe je alsof een "foton" een bestaand iets is wat je bij wijzevan spreken zou kunnen vastpakken. Maar ook een foton is maar een model van wat licht zou kunnen zijn. Want is licht nu een deeltje of is dit een elektromagnetische trilling? Of beide of geen van beide maar iets anders? Dit duale karaker van licht is niet opgelost en daarmee is het ontstaan van een foton door een energiesprong van een elektron ook een leuk model waarmee te werken valt, maar zeker geen afspiegeling van wat er werkelijk gebeurt. Rydberg en Bohr postuleerden dat alleen bepaalde energieniveau's mogelijk zijn en dat voor energiebehoud elke sprong een opname of afgifte van specifieke energie moet zijn. Zo kon hun model werken. Maar wat nu de echte reden, essentie, hiervoor is?
De theorie interesseert me meer dan de toepassing overigens, maar ik realiseer me ook dat veel natuurkundige concepten modellen zijn waarmee veel verklaard en voorspeld kan worden, maar dat het modellen blijven. Een atoommodel geeft prima inzicht en resultaten m.b.t. emissie en absorptie van energie. Maar niemand die weet wat een elektron nu eigenlijk is. Het is zeker niet de blauwgekleurde pingpongbal die veel model-tekeningen aangeven. En wat die rode en witte ballen in de atoomkern zijn (protonen/neutronen) daarover is nog veel meer discussie en onderzoek gaande. Ook daarvan is de essentie onbekend.
Weet een natuurkundige iets van de essentie van de natuur? Ik stel van niet.
Kan hij de natuur naar zijn hand zetten? Vaak wel omdat het natuurgedrag in modellen te beschrijven is en binnen die modellen zich ook gedraagt zoals we hopen. En als dat niet zo is, vervangen we het model (atoommodel van Thompson via Rutherford naar Bohr naar...) omdat de natuur zelf zich niet laat vervangen.
Als je dacht dat de exacte wetenschap je de werkelijkheid zou doen leren kennen, dan denk ik je te moeten teleurstellen. Het zijn slechts modellen van de werkelijkheid.
(Geheel ter zijde: de puntjes op de ï laten zich in deze vraagbaak alleen maar als "speciaal karakter" neerzetten: door te kiezen uit de lijst die je ziet als je het "Ω" symbool onderaan aanklikt. )
Theo,
Bedankt voor al je informatie. Er zijn twee zaken die niet kloppen.
Je schrijft: "Overigens doe je alsof een "foton" een bestaand iets is wat je bij wijze van spreken zou kunnen vastpakken." Dat is nu precies niet waar. Ik heb juist doelbewust het woord "deeltje" niet gebruikt, omdat ik mij bepaald niet kan vinden in die kwalificatie. Ik spreek bij voorkeur over een puls. Precieser: een Elctro-magnetische puls. Net zo als bijvoorbeeld in volgradars worden gebruikt, maar dan, vergeleken met een foton, van onvergelijkbaar langere duur en een totaal andere frquentie, lees: draaggolf. En tot op heden heb ik nog niemand zo'n puls van een volgradar een deeltje horen noemen :) !.
Je andere misvatting is: "Als je dacht dat de exacte wetenschap je de werkelijkheid zou doen leren kennen, dan denk ik je te moeten teleurstellen." Nou nee, ook dat denk ik nu bepaald niet. Om te beginnen zullen we de werkelijkheid onmogelijk kunnen leren kennen, omdat die zowel naar het kleine, als naar het grote toe, steeds weer kelienr resp. groter gemaakt kan worden. Wat de mens nu eenmaal steeds weer nieuwsgierig maakt is wat daar verderop zich afspeelt, zowel op het gebied van de deeltjes als in de ruimte.
En daartoe gebruiken we inderdaad modellen en daar is dus niks mee. Zo ook zoek ik nu naar het model van de foton-generatie.
Groet,
Sjaak