Новое сообщение в форум Образование и наука

Форум	Образование и наука
Тема	Как правильно задавать вопросы

Здравствуйте, Sinclair, Вы писали:

S>Здравствуйте, vdimas, Вы писали:

V>>Противоречат.
V>>Дарвиновское (который внук того самого Чарльза) взаимодействие движущихся зарядов исходит из задержки взаимодействия при достаточно релятивистских скоростях относительного движения зарядов. Т.е. сила Лоренца - это упрощение для достаточно медленного такого относительного движения, типа как законы Ньютона - частный случай законов СТО.
S>Ну да. Уравнение Брейта изначально было получено как раз исходя из дарвиновского лагранжиана; но более точно оно было обосновано как раз в квантовой электродинамике, которая, в отличие от Дарвина, приближением не является.

V>>Речь тут о выполняемой работе, т.е. о приёме и передаче энергии.
S>Ок, хорошо. Я пытался начать с шага 0: рассмотреть совсем-совсем простую систему, в которой никакой работы не выполняется. С ней, вроде бы, почти всё понятно, попробуем перейти к более сложному случаю.

V>>Пример с градиентом был приведён для этого (цитирую):
V>>[q]
V>>Т.е., индукция тут такая — если это возможно для непериодического сигнала, почему это не может быть аналогично для периодического?
V>>(при том, что я не утверждал ни разу, что в НЧ диапазоне именно так и происходит, я хотел пообсуждать сами эти теории, бо они тоже достаточно хорошо проработаны в цифрах)
V>>[/q]
S>Это невозможно для непериодического сигнала, и для периодического тоже ничего подобного происходить не будет.

V>>Опять цитирую:
V>>[q]
V>>Пример должен был продемонстрировать, что может происходить обмен [b]переносчиками[/b] вовсе не тех длин волн, на которые разложился бы математически на Фурье изменяющийся во времени градиент (при движении по нему).
V>>[/q]
V>>Ключевое выделил.
S>Ок, давайте так. Уберём Кулоновское взаимодействие заряд-заряд; оставим только ЭМ-излучение. 
S>Ваш вопрос эквивалентен такому: "можно ли представить излучение со спектром Х излучением с каким-то другим спектром Y".
S>В самом простом случае: нельзя ли представить монохроматическое излучение с частотой F0 комбинацией каких-то других частот F1 и F2?
S>Ответ: нет, нельзя. 
S>Возьмём, например, излучение с частотой f1. И будем его [i]модулировать[/i] с частотой f2; при этом f2 у нас намнооого меньше f1. 
S>Если посмотреть на картинку - увидим огибающую. Появится ли у нас в спектре частота f2? (Или, на бытовом уровне: можем ли мы задетектировать что-то детектором, который настроен на частоту f2)?
S>Можно ли так подобрать f2, чтобы увидеть в спектре f0? 
S>Ответы на все эти вопросы хорошо известны.
S>Амплитудная модуляция синусоиды синусоидой даёт излучение на трёх частотах: f1, f1+f2 и f1-f2. Никаких других частот у нас не появится. 
S>Что это означает? Что если мы, например, модулируем монохроматический свет радиочастотным сигналом, то на выходе будет видимый свет с расщеплённым спектром; причём линии будут очень близкими - ведь мы говорим о частоте ~500 терагерц, от которой боковые частоты отстоят на какие-то мегагерцы.

V>>Или ты рассматривал свободные заряды? ))
S>Я рассматривал модель вообще без зарядов. Точнее, с одним зарядом.
V>>Свободные заряды, влияющие друг на друга больше, чем на величину квантовых флуктуаций, в любом случае не могут двигаться прямолинейно, как даётся в определении инерциальных систем в СТО. 
S>Всё верно. Тут главное - чётко понимать, какие ограничения на энергию зарядов накладывает наша макросистема.
S>Например, в разрежённом газе у нас мало источников (или приёмников) энергии - только переходы электронов между уровнями.
S>Поэтому спектр такого газа будет линейчатым; и посветив на него "неправильным" излучением вы ничего не получите - оно просто пройдёт насквозь.
S>Заметьте: если у нас атомы газа могут иметь энергии e0, e1, e2, e3... , то [i]переходов[/i] будет больше: e1-e0, e2-e0 и т.п. - N*(N-1) переходов для N уровней.
S>Поэтому колическто линий в спектре быстро растёт по мере того, как мы начинаем рассматривать всё более тяжёлые атомы.

S>В реальности ширина линий ненулевая - дело в том, что у газа есть температура; атом, летящий "навстречу" фотону видит его частоту смещённой вверх, "попутно" - смещённой вниз.
S>Это даёт ему шанс провзаимодействовать с фотоном, частота которого на эпсилон отличается от "родной" частоты перехода.
S>Чем сильнее нагреем газ - тем шире станут линии.

V>>Речь могла идти только о макросистеме, где заряды связаны - электроны в проводниках или диеэлектриках.
V>>(а речь о такой системе и шла - приемной и передающей антенах)

S>Как раз в проводниках и диэлектриках у электронов гораздо больше свободы, чем в газе - они могут поглощать энергию не только на переходы между уровнями, но и на взаимодействие частиц. 
S>Например, тепловые колебания атомов в кристаллической решётке дают телу возможность поглощать и излучать в инфракрасном диапазоне.
S>А движение электронов в проводнике вообще позволяет уйти от ограничения на минимальную частоту.

S>>>Нет. Расщепление спектра всего лишь увеличивает количество квантовых состояний
V>>Что "нет"?
V>>Cформулируй целиком, плиз, то утверждение (с учётом предыдущего констекста), на которое ты не удержался вставить "нет".
S>Я потерял, откуда эта цитата. По топику выше не смог найти ничего про расщепление.

S>>>Вся радиотехника живёт как раз потому, что у электронов в металле не "уровни", а "зоны".
V>>"Зоны" - это приближенное определение, сторого говоря там уровни.
S>Как раз нет. "Уровни" сливаются, и образуют непрерывные полосы, в пределах которых электрон может иметь любую энергию.

V>>Внутри обычного железа не может, этот эпсилон вовсе не произвольно мал при нормальных температурах 
S>Произвольно.

V>>и в любом случае не способен обслуживать генерирование и поглощение фотонов произвольных частот (на математической вещественной непрерывной оси частот). Просто участвует не только когерентное рассеяние, но и комбинационное (ты же оптик, должен хотя бы слышать, в кристале совокупность этих процессов зовут фононным взаимодействием). Плюс расщепление спектра из-за внешней же приложенной мгновенной магнитной индукции. Т.е., мгновенное расположение запрещённых зон "плавает" в зависимости от мгновенной индукции приложенного внешнего поля.
S>Эмм, у нас с вами какое-то очень разное понимание устройства запрещённых зон. Давайте пока обойдёмся без индукции. 
S>Прочтите внимательно https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%97%D0%B0%D0%BF%D1%80%D0%B5%D1%89%D1%91%D0%BD%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%B7%D0%BE%D0%BD%D0%B0 
S>И учтите, что при поглощении кванта нас интересует не сама [i]энергия[/i] электрона, а её [i]дельта[/i].
S>Поэтому смещение расположения запрещённых зон нас не интересует. Обычный электрон "расположен" где-то в серединке [i]разрешённой[/i] зоны. Кванты достаточно большой длины волны (с достаточно маленькой энергией) переместят его совсем чуть-чуть, и он останется в пределах разрешённой зоны. А вот если квант имеет такую частоту, что его поглощение засунуло бы электрон в запрещённую зону - вот тогда его наш материал "поймать" не сможет. 
S>Сможет только фотоны ещё более высокой частоты - такой, чтобы её хватило на преодоление ширины запрещённой зоны.

V>>Что же касается "вся радиотехника живёт" - она живёт на квазиэлектронах. ))
V>>Реальные электроны создают шум, перепрыгивая своими энергиями м/у уровнями (образующими условную "зону"), но в целом этот макроскопический процесс описывает, допустим, некоторые гармонические колебания (ради которой, допустим, некий участок схемы проектировался) плюс обязательный шум. Вот этот шум - он об обсуждаемом.
S>Вы путаете понятие "квазиимпульс электрона" с "импульсом квазиэлектрона". Проводник принято считать состоящим из ионов, которые формируют кристаллическую решётку, и электронов, которые движутся в этой решётке (а вовсе не прыгают между уровнями в атомах).

V>>Речь о спектре излучения и поглощения в радиопередаче.
S>Вы не сможете заменить радиопередачу набором фотонов, скажем, видимого диапазона

V>>Речь шла о другом - каков будет характер изменения ЭМ поля при этом.
V>>Речь шла о невозможности стремления 2-й производной к бесконечности.
S>Под второй производной вы имеете в виду, что типа вот у нас поле было, а вот его не стало? Или что? 
S>Потому что поглощение одного радиофотона очень мало повлияет на ЭМ-поле - напомню, такой фотон обладает крайне малой энергией; применяемое в быту радиоизлучение оперирует чудовищными количествами фотонов.

S>>>Следующие картинки нерелевантны, т.к. оперируют неверными предположениями. 
V>>И ты можешь это раскрыть?
S>Раскрываю: вам кажется, что поглощение фотона - это какой-то [i]плавный[/i] процесс, и что там есть что дифференцировать. 
S>Ну там - электрон [i]ускоряется[/i] под действием кванта, и это должно занимать какое-то время, потому что в физике "не бывает бесконечных производных".
S>А фишка квантовой механики - именно в том, что все взаимодействия - "мгновенны". Это не означает, что там какие-то производные обращаются в какие-то бесконечности. Там вообще не получится взять производную - в привычном нам смысле время внутри акта взаимодействия не идёт. А означает эта мгновенность как раз то, что мы в принципе никак не можем обнаружить промежуточные состояния у этого процесса. 
S>Происходит этакая транзакция :) 
S>В момент времени t0 у электрона была скорость v0. А в момент времени t1 - скорость v1. Квантовомеханические ограничения ещё и не дают нам, заразы, аккуратно померить конкретный электрон! 
S>Но мы можем поставить серию экспериментов, в которых попробуем застать объект в промежуточном состоянии. Например, можно выбрать атом таким образом, чтобы он поглощал свет лазера только тогда, когда он движется с определённой скоростью (например, так устроено лазерное охлаждение). И будем пытаться дополнительно бомбардировать его фотонами с такой энергией, чтобы они заставивляли атомы "перепрыгивать" через вот эту определённую скорость. Типа если он не поймал фотон, то летит слишком медленно; если поймал - то уже слишком быстро. Тогда, если бы фотон-"детектор" мог застать атом "в процессе разгона", когда тот получил только часть энергии фотона-"ускорителя", то мы бы могли такое взаимодействие обнаружить. Но нет - никакого способа увидеть "полупоглощённый фотон" нет.

S>А все трюки и хитрости подобного плана связаны исключительно с нелинейными материалами - вот там как раз происходят всякие многократные поглощения и излучения; например, когда мы поглощаем свет на частоте f, а излучаем на 2f. Там внутри есть специально подобранные переходы с близкими частотами, а тепловое движение размывают линии поглощения/излучения так, чтобы "почти совпадает" превратилось в "совпадает".

V>>Огибающая магнитного импульса.
S>У фотона нет огибающей. Фотон, который представляет, к примеру, плоскую волну, в чистом виде "бесконечен" - ведь он же монохроматический, а, значит, должен иметь бесконечную "длительность".
S>Когда у нас фотон где-то локализован в пространстве, неравенство Гейзенберга означает, что он у нас немножечко размыт в частотной области.
S>А если мы перейдём к практике, то одиночные фотоны - редкость, мы говорим о волновом пакете, в который входят фотоны сразу многих разных частот. И по тем же причинам мы не можем сделать короткий волновой пакет со слишком узким спектром.
S>Так вот - если мы возьмём огибающую нашего волнового пакета, то точно такую же форму [i]огибающей[/i] можно построить из примерно чего угодно.
S>Это как передавать звук по радио - вы можете делать AM-модуляцию на 100-килогерцовой несущей частоте, а можете - на 100-мегагерцовой. Огибающая будет одна и та же; но спектр будет совершенно разным.

V>>На пальцах - вот есть трансформатор, в котором две связянные магнитопроводом обмотки, допустим собственная индуктивность вторичной обмотки на порядки больше индуктивности первичной.
V>>На первую обмотку мы подаём ШИМ с частотой на порядки большей целевой синусоиды.
V>>Со второй обмотки мы снимаем синусоиду, которая за счёт индуктивности уже практически не выглядит как ШИМ, а как синусоида с неким небольшим шумом.
V>>Итоговая синусоида получилась в результате фононного рассеяния во вторичной обмотке, хотя энергию эта обмотка получала фотонами совсем других частот.
S>Когда мы говорим про обмотки трансформатора, то у нас там идёт промежуточное преобразование через ток - движение электронов в проводнике.
S>Как мы уже обсудили, там ограничений на дельту энергии электронов мало (в интересующем нас диапазоне), поэтому мы запросто можем сначала "разогнать" электрон серией "лёгких" фотонов, а потом "затормозить" его, заставив излучить один "тяжёлый" фотон.

V>>Про наэлектризацию диеэлектрика (эбонитовой палочки) при медленном поднесении к заряженному телу я тоже говорил - там ширины запрещённых зон слишком велики чтобы рассуждать об обмене переносчиков больших длин (т.е. низких энергий), дословно говорил "для неметаллов это принципиально невозможно".
S>Эмм, при электризации диэлектрика ширина запрещённой зоны влияет только на то, что у низкочастотных фотонов не хватит энергии сделать валентные электроны свободными.
S>Это никак не мешает смещению электронных оболочек, и прочим механизмам - обратите внимание, что вся энергия, полученная поляризованным диэлектриком, сводится к плотности энергии наведённого электрического поля. 
S>А она не квантуется - т.е. нет никакого ограничения, которое бы помешало этой поляризации "из-за недостаточной энергии поляризующих фотонов".

V>>Аналогично будет, если эта эбонитовая палочка попадёт в поле мощного низкочастотного ЭМ-излучения - электроны не смогут поглощать фотоны этих частот, т.е. не смогут менять свою энергию.
S>Зато они смогут просто смещаться относительно ядер атомов ;)
V>>Суть электрической индукции в диалектриках - изменение ориентации электронных облаков в атомах/молекулах.
V>>Т.е. на орбиты электронных облаков влияние будет оказано (расщепление спектра), а на энергии электронов - нет.
S>Вот тут вы противоречите сами себе. Расщепление спектра бывает связано исключительно с изменениями энергий электронов. Например, в магнитном поле электрон может не только перепрыгнуть с уровня на уровень, но и поменять при этом спин. Из-за того, что энергия теперь определяется не только расстоянием от ядра, но и ориентацией спина, получаем то самое расщепление спектра. 
S>Аналогичный эффект имеем в электрическом поле.

V>>Был интерес пообсуждать новые теории, где фотоны целевой частоты не обязательны для получения колебаний целевой частоты на приёмном контуре.
S>Обязательны ;)

Теги:

Введите теги разделенные пробелами. Обрамляйте в кавычки словосочетания с пробелами внутри, например: "Visual Studio" .NET

Имя, пароль: Загрузить Нравится наш сайт? Помогите его развитию!
Отключить смайлики Получать ответы по e-mail