Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 27 dotazů obsahujících »fotonů«
25) 1. Zvětšení hmotnosti = zvětšení gravitace?
26. 03. 2002
Dotaz: Podle speciální teorie relativity se s vzrůstající rychlostí zvyšuje hmotnost pohybujícího se objektu (vůči pozorovateli, který je v klidu). Mění se tedy i gravitační síla, kterou působí těleso (resp. platí Newtonův gravitační zákon, nebo to nějak postihuje obecná relativita)?
(Zdeněk)
Odpověď: Máte-li obecně
nějaký složitý systém, ve kterém jsou různé hmoty a
libovolně rychle se vůči sobě pohybují, je potřeba
aplikovat obecnou teorii relativity. V některých případech je
to ale jednodušší. Když budete mít (skoro) plochý prostor,
tj. např. daleko od Slunce, pak stačí uvažovat Newtonův
zákon a testovací tělísko uvažovat s hmotnosti, která
odpovídá jeho rychlosti. Když se však například ke Slunci
přiblížíte (plochý prostor přestane být ideální
aproximace), máte šanci vidět odchylky od newtonovské
gravitace - fotony se například v poli ohnou dvakrát více,
než by odpovídalo newtonovskému přitahování fotonů s
hmotností odpovídající jejich energii. Tento faktor 2 je
specifický pro Einsteinovu OTR a je jiný pro některé další
alternativní teorie (různé teorie různě pojednávají
geometrii prostoru).
Dotaz: Zajímalo by mě, proč se nevyužije radioaktivní záření např. v laserové technice. Vždyť radioaktivní záření má velkou intenzitu a vysokou frekvenci emitujících kvant.Proč se tento zdroj nevyužije a jeho vysoká energie záření se neprožene přes nějaký modulátor,či scintalační zařízení, které přetransformuje např. rent. či gama záření na záření s menší frekvncí, s delší vlnovou délkou. Kdyby se enerie např.gama záření (jeden foton) přetransformovala na tři fotony s menší energií, ale součet těchto kvant by zase dal enerii gama záření.Takže by se zvětsila hustota, počet fotonů.Tohoto by se mohlo právě využít u laseru a docílit dostatečně velké energie buzení laserového systému. Vždyť by tímto způsobem odpadly veliké požadavky a nároky na příkon buzení, čerpání a vytváření populace hladin.To my není jasné, protože jestli jsem někde neudělal chybu v mých "úvahách", tak mi célý problém, který jsem zde nastíníl, příjde celkem logický, pokud se nemýlím. (Michal Tomáš)
Odpověď: Lasery v rentgenové oblasti se používají a vyvíjejí, ovšem
s většími potížemi než lasery ve viditelné spektrální
oblasti. Při laserové generaci způsobem obvyklým ve
viditelné spektrální oblasti, tj. stimulovanými přechody
mezi energetickými hladinami atomů, je nutné dosáhnout
přechodů mezi energeticky hodně vzdálenými hladinami (velká
hodnota energie vyzářeného fotonu), tj. mezi vnitřní a
vnější atomární hladinou. Ke vzniku stimulované emise je
nezbytné vytvoření inverze obsazení hladin (na vyšší
hladině je více atomů než na hladině spodní). Inverze
obsazení zmíněných energetických stavů má však velmi
krátkou relaxační dobu a proto je obtížné zajistit
dostatečně silné čerpání (dodání vnější energie),
které by umožnilo vznik dostatečně velkého inverzního
obsazení. Používá se například jaderný výbuch. Lasery v
rentgenové oblasti mohou ovšem pracovat i na jiném principu,
například stimulovanou emisí záření, které vzniká při
relaxaci látek, které byly ionizovány průchodem velmi
intenzivního femtosekundového světelného pulsu. Rentgenové
lasery jsou pro vysokou hodnotu energie fotonu vhodné v
"silových aplikacích", tedy pro vojenské účely,
ale vhledem k malé vlnové délce dovolují také účinnou
kompresi pulsů v čase a fokusaci svazků do velmi malých
rozměrů.
Navrhovaný postup, tedy rozložení energeticky velkého
fotonu na fotony menší může probíhat pouze ve vhodném
nelineárním optickém prostředí. Optické parametrické
procesy, k nimž navrhovaný proces patří, probíhají s
určitou účinností, která klesá s rostoucím řádem procesu
(s počtem fotonů, na který se původní foton rozpadá). V
daném případě by proto účinnost celého procesu byla velmi
malá. Výhodnější by byl kaskádový proces, tj. například
následné půlení fotonů. Ovšem světlo ve viditelné oblasti
by bylo získáno s mimořádně malou účinností. Opačný
proces, tedy sčítání "malých" fotonů pro vznik
velkého fotonu se dá využít naopak k převodu záření do
oblasti velmi krátkých vlnových délek. Tak například
kaskádovou generací násobných frekvencí bylo převedeno
záření neodymového laseru (1064 nm) na vlnovou délku 38 nm
(28 - krát původní frekvence).
Dotaz: Som veµmi rád , že ste mi odpísali. Idem k veci. Čo je vskutočnosti príčinou toho, že keď sa pohybuje teleso podsvetelnou rýchlosťou, z ktorého sa šíry svetlo po sčítaní rýchlostí dostaneme podsvetelnú rýchlosť. To isté platí pri sšítaní dvoch dodsvetelných rýchlostí. Napríklad keď imaginárna kozmická loď letí vesmírom rýchlosťou 150 000 km/s a vystrelí v smere letu strelu rýchlosťou 151 000 km/s. Rýchlosť strely bude podsvetelná. Počul som, že v prípade lokomotívy ktorá má v predu reflektor čo svieti rýchlosť svetla stále 300 000 km/s lebo mi tie fotóny nenesieme zo sebou ako napr. náboj, ktorý by sme z lokomotívy vystrelili. Že tie fotóny vznikajú priamo tam. Lenže tam už sú , ako energia, ibaže v inej forme - ako chemická energia uložená v batérii. Dá sa to vôbec vysvetliť logicky a prirodzene? Len mi nepíšte nejaké Einsteinove vzorce kontrakcie hmotnosi, dĺžky či času. Tie mi pripadajú , ako keby si ich Einstein sám vymyslel aby mu sedela teória a mohol ju pohodlne dokázať. Dá sa to aspoň približne pochopiť zdravým "selským" rozumom? A chápete to Vy? (Marek Krakovsky)
Odpověď: Když jde o teorii
relativity, "selský rozum" docela často selhává. Je
celá plejáda knih s různě složitým vysvětlením vámi
zmíněných obskurních jevů (např. krásně jednoduchá
knížečka Landau, Rumer: Co to je teorie relativity, vydaná u
nás v roce 1971 a pak několikrát později).
Ukázkový příklad: Když srazíte dvě jádra přilétající
z opačných stran s velkou energií, narodí se s jistou
pravděpodobností také pár fotonů, které z místa srážky
odsviští rychlostí světla (30 cm za nanosekundu), kterou dnes
dokážeme dobře měřit. Když tutéž srážku realizujete
tak, že urychlíte jenom jedno jádro, které vrazí do jádra
klidného, máte skoro totéž, co předtím, akorát že
sražená jádra se řítí ve směru projektilového jádra
pěknou rychlostí, která může být dost blízkou rychlosti
světla (třeba 0.99 c je teď snadno dosažitelné v CERNu).
Teď ty narozené fotony (a i jiné částice) vylétají z
pohybující se sražené soustavy a podle selské logiky by
měly mít rychlost
0.99 c + c = 1.99 c. Ale ono se dá změřit, že letí opět
rychlostí c. A tento výsledek není výmyslem lidského
intelektu, to je experimentální fakt, stejně jako fakt, že
velmi rychlé částice se hůře zahýbají elektromagnetickými
poli (jsou "setrvačnější", mají větší hmotnost)
a letící žijí déle, než když mdle stojí na místě.
