Технари/физики/химики/биологи и т.д. прошу консультации

• +0.00 / 0

Цитата: СОВ от 23.03.2019 10:45:50Вопрос: какого рода взаимодействие происходит между светом и прозрачной средой?

• +0.07 / 4
• • 4

Цитата: СОВ от 23.03.2019 10:45:50Тут вот вдруг понял, что не понимаю, почему в прозрачных средах изменяется скорость света: ведь прозрачная среда означает, что свет на поглощается, но некие изменения в световой волне вроде бы однозначно показывают, что какое-то взаимодействие все таки есть. Насколько мне известно электромагнитное излучение взаимодействует с веществом только в виде фотонов. Вопрос: какого рода взаимодействие происходит между светом и прозрачной средой?

• +0.09 / 4
• • 4

Цитата: Senya от 23.03.2019 11:27:20Фотон поглощается, и через небольшое время излучается с той же самой энергией в том же самом направлении. Суммарное время задержек добавляется к времени, необходимому для прохождения данного расстояния в среде, и воспринимается как уменьшение эффективной скорости света.

• +0.04 / 3
• • 2
  • 1

Цитата: rommel.lst от 23.03.2019 11:55:15Сеня все объяснил с квантовой т.з. - там действительно квант поглащается атомом, в который он случайно "попадает", возбуждает его и потом возбужденный атом переизлучает квант, возвращаясь в основное состояние. В возбужденном состоянии он сидит некоторое время (для каждого атома время жизни возбужденного состояния свое), соответственно, и задержка у каждого вещества будет какая-то своя. Пока квант пройдет слой вещества, он несколько раз пройдет этот цикл.. В итоге, есть какая-то задержка прохождения слоя относительно времени прохождения вакуумного слоя такой же толщины.

С т.з. волновой теории, волна, заходящая в вещество приводит к смещению имеющихся внутри зарядов, которые имеют свою инерцию. Эти колебания зарядов распространяются по слою вещества, пока на выходе наружу последний слой зарядов не сгенерит перепад эл поля, формирующий выходящую волну.. У зарядов есть своя подвижность, и, соответственно, возникает задержка относительно слоя без зарядов..

• +0.03 / 1
• • 1

Цитата: Yuri Rus от 24.03.2019 02:08:52Небольшое время - это сколько? Принято считать (так в учебниках про возбужденные состояния атомов написано), что атом находится в возбужденном состоянии порядка единиц наносекунд. Например:
 
В университетском курсе квантовой механики расчет таких процессов начинают с простейшего классического примера — возбужденного состояния атома водорода, в котором электрон находится на p-орбитали (состояние 2P). Такой электрон может легко излучить фотон и спуститься в основное состояние (1S) — никаких особых препятствий для этого нет. Время жизни такого возбужденного состояния как раз составляет τ (2P → 1S) ≈ 1,6 нс.
 
Какое расстояние пройдет свет (300 000 000 м/с) за 1,6 с^-9? Полметра. Если свет, проходя прозрачный материал толщиной 0.5 м, поглотится/переизлучится всего один раз, его скорость замедлится в 2 раза. Если же свет поглотится/переизлучится один раз за каждый миллиметр, то его скорость замедлится в 500 раз. Но есть все основания полагать, что свет взаимодействует с атомами намного чаще - если не с каждым атомом на своем пути, то не реже, чем с каждым десятым (не помню, где встречалась подобная оценка, давно об этом читал). Напоминаю, что расстояния между атомами - порядка единиц ангстрема, т.е. десятые доли нанометра. То есть свет должен поглощаться/переизлучаться не реже, чем каждые 5 нм - 10⁸ раз за пресловутые полметра. 
 
Итак - Вы уверены, что поглощение и переизлучение фотонов атомами способно объяснить уменьшение скорости света в веществе (прозрачном)?
 
Далее, Вы уверены, что поглощенный свет обязан переизлучаться всегда с точно той же длиной волны/частотой? Спектр поглощения говорит о противоположном - свободно проходят через вещество только фотоны с такой длиной волны, которые в нем не поглощаются.

• +0.03 / 1
• • 1

Цитата: rommel.lst от 24.03.2019 13:42:09Водород тут не показателен ни разу, т.к. его электронная оболочка прямо скажем уникальна. Время жизни возбужденных состояний может меняться от пикосекунд в разных кремневидных образзцах до миллисекунд в лазерных средах. 
С другой стороны, не каждый электрон может схавать квант и потом его вернуть не сильно похудевшим (среду договорились считать прозрачной) — если есть подходящие переходы, то чтоб не было пораснения переход должен быть чуток ниже энергии кванта. А, вот, с учетом флуктуаций электронных состояний энергии оказывается достаточно, и вперде.. так, вот, эти флуктуации могут сильно снизить сечение поглощения и, соответственно, число таких актов.
Некогда умные книжки листать, а сам сейчас не вспомню как оно там по-человечески описывается..

• +0.03 / 1
• • 1

Цитата: Yuri Rus от 24.03.2019 14:19:27Пусть пикосекунда. Пусть даже фемтосекунда. Все равно это слишком долго. За 1 пкс свет проходит 0.3 мм (миллион атомов), за 1 фс - 0.3 µм (тысяча атомов). Это слишком много.
 
Нужно "время задержки" на взаимодействие с 1 атомом порядка аттосекунд - 10^-18 с. Может поглощение-переизлучение это обеспечить? Не думаю.

• +0.00 / 0

Цитата: rommel.lst от 24.03.2019 15:28:24Не каждый атом может поглотить с переизлучением конкретный квант. Я же написал выше - для обеспечения прозрачности (т.е. энергия/ч-та поглощенного равна энергии переизлученного) нужно выполнить условие того, чтоб часть энергии кванта не пошла в тепло. Иначе среда начнет жрать кванты, избирательно фильтруя проходящий свет. Далеко не каждый атом в нужный момент может обеспечить поглощение, потому и вероятность поглощения резко ниже тривиальной цифры полученной из плотности частиц в слое.

• +0.00 / 0

Цитата: Yuri Rus от 24.03.2019 15:41:24Цифру назовите. Фотоны, распространяющиеся в жидкости или тв. теле, поглощаются одним из миллиона атомов? Одним из миллиарда? Из тысячи? Из десяти?

• +0.02 / 1
• • 1

Цитата: rommel.lst от 24.03.2019 15:54:18Чтоб цифру получить книжки листайте, а не меня пытайте.

У непрозрачного тела слой в котором падающие кванты поглощаются - это микроны-десятки-микрон. Тот же скин-слой в проводниках, например. И там как раз рулят ваши умозаключения о том, что частиц много и схавают они все практически мигом.. но там в полосе поглощения как раз у электронов много переходов с энергией, чуть меньшей энергии кванта.

• +0.03 / 1
• • 1

Цитата: Yuri Rus от 24.03.2019 02:08:52Небольшое время - это сколько? Принято считать (так в учебниках про возбужденные состояния атомов написано), что атом находится в возбужденном состоянии порядка единиц наносекунд. Например:
 
В университетском курсе квантовой механики расчет таких процессов начинают с простейшего классического примера — возбужденного состояния атома водорода, в котором электрон находится на p-орбитали (состояние 2P). Такой электрон может легко излучить фотон и спуститься в основное состояние (1S) — никаких особых препятствий для этого нет. Время жизни такого возбужденного состояния как раз составляет τ (2P → 1S) ≈ 1,6 нс.
 
Какое расстояние пройдет свет (300 000 000 м/с) за 1,6 с^-9? Полметра. Если свет, проходя прозрачный материал толщиной 0.5 м, поглотится/переизлучится всего один раз, его скорость замедлится в 2 раза. Если же свет поглотится/переизлучится один раз за каждый миллиметр, то его скорость замедлится в 500 раз. Но есть все основания полагать, что свет взаимодействует с атомами намного чаще - если не с каждым атомом на своем пути, то не реже, чем с каждым десятым (не помню, где встречалась подобная оценка, давно об этом читал). Напоминаю, что расстояния между атомами - порядка единиц ангстрема, т.е. десятые доли нанометра. То есть свет должен поглощаться/переизлучаться не реже, чем каждые 5 нм - 10⁸ раз за пресловутые полметра. 
 
Итак - Вы уверены, что поглощение и переизлучение фотонов атомами способно объяснить уменьшение скорости света в веществе (прозрачном)?
 
Далее, Вы уверены, что поглощенный свет обязан переизлучаться всегда с точно той же длиной волны/частотой? Спектр поглощения говорит о противоположном - свободно проходят через вещество только фотоны с такой длиной волны, которые в нем не поглощаются.

• -0.01 / 1
• • 1

Цитата: Yuri__1964 от 26.03.2019 03:02:15Почему вы так решили? Излучение ведь может быть индуцированным, скажем поглотился фотон, следующий фотон может вызвать излучение и это может быть через промежуток времени сильно менее жизни возбуждённого состояния.

• +0.03 / 1
• • 1

Цитата: СОВ от 14.09.2018 21:40:10....
Нюансов море, любое "удачное" решение тут же ощетинивается неожиданными последствиями. ......

• +0.00 / 0

Цитата: СОВ от 04.06.2019 09:21:07И года не прошло, дошел я до изготовления прототипа и выяснил, что это тот случай, когда умозрительно все вроде неплохо, а в реальности идея полностью нерабочая: выталкивание косточки из вишни игольчатым толкателем через длинную прорезь не обеспечивает отделение косточки от тела вишни как раз со стороны  толкателя - всю вишню выворачивает сквозь прорезь. Опять гениальность оказалась глупостью, впрочем, как обычно у меня.

• +0.00 / 0

Цитата: GrinF от 04.06.2019 12:48:01Камерад .... Ты по моему изобретаешь велосипед.....

• +0.03 / 1
• • 1

Цитата: СОВ от 05.06.2019 12:30:21Вы когда-либо очищали от косточек два ведра вишен подряд? Если да, то понимаете, что толкового промежуточного решения между "булавкой" и промышленным конвейером нет.

• +0.02 / 1
• • 1

Цитата: СОВ от 05.06.2019 12:30:21Вы когда-либо очищали от косточек два ведра вишен подряд? Если да, то понимаете, что толкового промежуточного решения между "булавкой" и промышленным конвейером нет.

• +0.01 / 2
• • 1
  • 1

Цитата: СОВ от 04.07.2019 12:36:11P.S. Жаль, что все это уже не пригодится,  - ощущение глобальной катастрофы уже просто звенит в воздухе.

• +0.08 / 5
• • 5