Keskustelua valosta

[Purdue]

Otetaanpa uusi yritys.

Planckin ja Einsteinin kaava on: E = h * f

Purduen modifioitu kaava: E = 1/2 * A * pi * f * H

jossa:

A = valoaallon yhden aallonpituuden sisään jäävä ala, joka on yksikkö siniaallolla 4. Tuo kerrotaan siis 1/2 osalla.
pi = pii
f = frekvenssi hertseinä
H = redusoitu Planckin vakio eli h/2pii


Tuossa tuo 1/2 * A * pi saa arvon 6,28 eli se on ympyrän pinta-ala.


Tuon Purduen kaavan voi siis kirjoittaa myös muotoon E = 6,28 * f * H eli se on sama kaava kuin E = h * f


Mutta eikös fysiikassa useinkin pyöritellä kaavoja siten, että jonkin muuttujan sijaan sen paikalle sijoitetaan jokin toinen termi tai muuttuja, jolloin siitä alkuperäisestä yhtälöstä saadaan uusi tulkinta.


Tuo kaava E = h * f kertoo vain sen, että fotonin energia riippuu vain frekvenssistä. Mutta mitä tämä frekvenssi ilmentää? Se frekvenssi kertoo siitä, että sillä valoaallolla on tietty määrä aallonhuippuja per sekunti ja/tai että se valoaalto sisältää tietyn pinta-alan per sekunti.

Tällöin tuo yhtälön muoto E = 1/2 * A * pi * f * H kertoo sen että tuon frekvenssin lisäksi sen fotonin energiaan vaikuttaa sen aallon pinta-ala.

Ja koska valoaalto on siniaalto ja sille pätee tuo että yhden aallonpituuden alle jäävä ala on 4 ja puolet siitä on 2, niin tuo alun kerroin on 6,26 eli ympyrän ala (2 kertaa pii), ja tuo yhtälö voidaan kirjoittaa muotoon:

E = 6,28 * f * H joka vastaa yhtälöä E = h * f jossa H = h/2pii



Valosähköisessä ilmiössä vetyatomin perustilan kohdalla elektronin irtoamiselle atomista on minimienergia 13,6 eV joka vastaa:

2,1766 * 10^-18 J

Ja koska nuo yhtälöt siis vastaavat toinen toistaan, niin tuolla 6,28 * f * H kaavalla laskettu tulos vastaa myös tuota tulosta.


POINTTI:

E = h * f kertoo vain sen että energia on kytköksissä valon taajuuteen (Hz) eli frekvenssiin

E = 6,28 * f * H kertoo puolestaan sen, että valoaallon energia on kytköksissä tuon taajuuden puitteissa valoaallon kulkemaan pinta-alaan.

Tämä taas liittää tuon valoaallon energian tulkinnan tuohon valoaallon klassiseen tulkintaan, olkoonkin että tämäkin versio on kvantittunut redusoidun Planckin vakion ansiosta.

[Purdue]

Jatkanpa tätä yksinpuhelua tuosta yhtälöstä.

Eli sillä on kaksi muotoa:

- E = h * f

- E = 1/2 * A * pi * f * H


Tuo osa 1/2 * A * pi saa siniaallossa siis muodon 2 * pi eli numeerisen arvon 6,28.


Se ero noilla yhtälöillä on siis, että tuo eka yhtälö kertoo fotonin energian riippuvan valoaallon taajuudesta eli frekvenssistä. Mutta tuo tulkinta 2pi on sisällytetty tuohon Planckin vakioon, koskapa on niin että:

H = h/2 * pi

h = H * 2 * pi


Ja miten tuo 2 * pii liittyy tähän. Se liittyy kulmamomenttiin (angular momentum): w = 2 * pi * f

Ja energia on: E = H * w


Elikkä E = 2 * pi * f * H


Tää on ihan sama yhtälö kuin tuo mitä pyörittelin tossa edellä!


Ja jos tuo energia on suhteessa kulmamomenttiin, niin tuo osa yhtälöstä: 1/2 * A * pi

Niin tuo taas yhdistää energian valoaallon sisältämään alaan.


Yhtälö E = h * f kertoo vain se, että energia on kytköksissä taajuuteen, mutta piilottaa Planckin vakion ansiosta sen kytköksen alaan.

Tuo yhtälö 1/2 * A * pi * f * H taas kertoo sen että fotonin energia riippu sekä valoaallon kulkemasta alasta että sen taajuudesta.


Tällöin voidaan tulkita, että se mikä esimerkiksi valosähköisessä ilmiössä tosiasiassa irrottaa niitä elektroneja atomeista on siis tuo ala kertaa taajuus, eli energian määrä per sekunti.

Ja tuo energian määrä on on siniaallon ala kertaa frekvenssi kerrottuna redusoidulla Planckin vakiolla.

[Purdue]

Kertokaas vielä viisaammat tuosta valosähköisestä ilmiöstä. Luin Brian Greenen kirjaa "The Elegant Universe" jossa hän toteaa, että:

- Light intensity eli valon intensiteetti on se joka määrää kuinka paljon elektroneja irtoaa valosähköisessä ilmiössä.

- Frekvenssi eli valon taajuus määrää irronneiden elektronien nopeuden (velocity).


- Ja Copilot kertoi minulle, että valon intensiteetti on suoraan verrannollinen valoaallon yhden aallonpituuden alaiseen alaan (area under one wavelength) tai oikeastaan sen alan neliöön.


Tarvitaan siis tietty vähimmäistaajuus, jolla niitä elektroneja alkaa irtoamaan valosähköisessä ilmiössä, mutta toisaalta sen valon intensiteetti, joka on verrannollinen sen valoaallon alan neliöön määrää sen kuinka paljon niitä fotoneita irtoaa.


Eli sekä frekvenssillä että valoaallon kulkemalla alalla on väliä valosähköisessä ilmiössä.

Ja mua tossa kiinnosti enemmänkin juuri tähän alaan liittyvä valon intensiteetti, ja ejektoitujen fotonien määrä.


Ehkäpä joku viisaampi osaa tästäkin sanoa jotakin?

[Tauko]

Kertokaas vielä viisaammat tuosta valosähköisestä ilmiöstä. Luin Brian Greenen kirjaa "The Elegant Universe" jossa hän toteaa, että:

- Light intensity eli valon intensiteetti on se joka määrää kuinka paljon elektroneja irtoaa valosähköisessä ilmiössä.

- Frekvenssi eli valon taajuus määrää irronneiden elektronien nopeuden (velocity).


- Ja Copilot kertoi minulle, että valon intensiteetti on suoraan verrannollinen valoaallon yhden aallonpituuden alaiseen alaan (area under one wavelength) tai oikeastaan sen alan neliöön.


Tarvitaan siis tietty vähimmäistaajuus, jolla niitä elektroneja alkaa irtoamaan valosähköisessä ilmiössä, mutta toisaalta sen valon intensiteetti, joka on verrannollinen sen valoaallon alan neliöön määrää sen kuinka paljon niitä fotoneita irtoaa.


Eli sekä frekvenssillä että valoaallon kulkemalla alalla on väliä valosähköisessä ilmiössä.

Ja mua tossa kiinnosti enemmänkin juuri tähän alaan liittyvä valon intensiteetti, ja ejektoitujen fotonien määrä.


Ehkäpä joku viisaampi osaa tästäkin sanoa jotakin?

Tässä samasta asiasta eri sanoin.

Fotoni on valokvantti, syntyy kvanttina, etenee kvanttina ja absorboituu kvanttina.
Fotonin energia on E = hf taajuuden avulla ilmaistuna ja E = hc/l aallonpituuden ilmaistuna, koska c = fl.

Elektronin irrottamiseen tarvitaan energia, joka on vähintään elektronin sidosenergia. Kun fotonin energia on pienempi kuin sidosenergia, niin elektroni ei irtoa, kun energia on suurempi kuin sidosenergia, niin elektroni irtoaa ja energioitten erotus menee elektronin liike-energiaksi.

Intensiteetti on energia per pinta-ala aikayksikössä, I = E/(At) = P/A, eli teho per pinta-ala.

Jos fotonien energia on alle elektronin sidosenergia, niin elektroneja ei irtoa vaikka intensiteettiä, fotonien lukumäärää, kasvattaa. Jos taas fotonien energia on yli elektronin sidosenergian, niin elektroneja irtoaa ja intensiteettiä kasvattamalla irtoaa enemmän elektroneja ja joilla on keskenään sama liike-energia, kun valon taajuus pysyy samana.

[Purdue]

Kertokaas vielä viisaammat tuosta valosähköisestä ilmiöstä. Luin Brian Greenen kirjaa "The Elegant Universe" jossa hän toteaa, että:

- Light intensity eli valon intensiteetti on se joka määrää kuinka paljon elektroneja irtoaa valosähköisessä ilmiössä.

- Frekvenssi eli valon taajuus määrää irronneiden elektronien nopeuden (velocity).


- Ja Copilot kertoi minulle, että valon intensiteetti on suoraan verrannollinen valoaallon yhden aallonpituuden alaiseen alaan (area under one wavelength) tai oikeastaan sen alan neliöön.


Tarvitaan siis tietty vähimmäistaajuus, jolla niitä elektroneja alkaa irtoamaan valosähköisessä ilmiössä, mutta toisaalta sen valon intensiteetti, joka on verrannollinen sen valoaallon alan neliöön määrää sen kuinka paljon niitä fotoneita irtoaa.


Eli sekä frekvenssillä että valoaallon kulkemalla alalla on väliä valosähköisessä ilmiössä.

Ja mua tossa kiinnosti enemmänkin juuri tähän alaan liittyvä valon intensiteetti, ja ejektoitujen fotonien määrä.


Ehkäpä joku viisaampi osaa tästäkin sanoa jotakin?

Tässä samasta asiasta eri sanoin.

Fotoni on valokvantti, syntyy kvanttina, etenee kvanttina ja absorboituu kvanttina.
Fotonin energia on E = hf taajuuden avulla ilmaistuna ja E = hc/l aallonpituuden ilmaistuna, koska c = fl.

Elektronin irrottamiseen tarvitaan energia, joka on vähintään elektronin sidosenergia. Kun fotonin energia on pienempi kuin sidosenergia, niin elektroni ei irtoa, kun energia on suurempi kuin sidosenergia, niin elektroni irtoaa ja energioitten erotus menee elektronin liike-energiaksi.

Intensiteetti on energia per pinta-ala aikayksikössä, I = E/(At) = P/A, eli teho per pinta-ala.

Jos fotonien energia on alle elektronin sidosenergia, niin elektroneja ei irtoa vaikka intensiteettiä, fotonien lukumäärää, kasvattaa. Jos taas fotonien energia on yli elektronin sidosenergian, niin elektroneja irtoaa ja intensiteettiä kasvattamalla irtoaa enemmän elektroneja ja joilla on keskenään sama liike-energia, kun valon taajuus pysyy samana.

Jep, kiitos että jaksat valistaa mua.

Mun tarkoitus ei tietenkään ole väitellä vakiintunutta fysiikkaa vastaan, vaan vain pyrkiä ymmärtämään mitä maailmassa tapahtuu, ja mitkä on ne vuorovaikutukseen liittyvät tekijät.

Ja kun en ole fyysikko vaan maallikko, niin saatan mennä vipuun monessa asiassa.

Mutta jos oikein ymmärsin, niin se fakta että elektroneita ylipäätään irtoaa vaikkapa metallista valosähköisen ilmiön takia, niin liittyy valon taajuuteen kuten myös se mikä on irronneiden elektronien nopeus (velocity).

Sitten taas se irronneiden elektronien määrä on sidoksissa valon intensiteettiin.


Ja tätä jälkimmäistä ilmiötä pyrin siis ymmärtämään lähinnä. Eli miten intensiteetti esim. liittyy valoaallon amplitudiin tai sen kulkemaan alaan yhden aallonpituuden aikana?

Toki sitten valon taajuus moninkertaistaa tuon alan per aikayksikkö.


Mutta tällaista siis lähinnä pohdiskelin.

[Kaksikylkinen]

Pimeydessä ei ole valoa.

[Aatami]

Kertokaas vielä viisaammat tuosta valosähköisestä ilmiöstä. Luin Brian Greenen kirjaa "The Elegant Universe" jossa hän toteaa, että:

- Light intensity eli valon intensiteetti on se joka määrää kuinka paljon elektroneja irtoaa valosähköisessä ilmiössä.

- Frekvenssi eli valon taajuus määrää irronneiden elektronien nopeuden (velocity).


- Ja Copilot kertoi minulle, että valon intensiteetti on suoraan verrannollinen valoaallon yhden aallonpituuden alaiseen alaan (area under one wavelength) tai oikeastaan sen alan neliöön.


Tarvitaan siis tietty vähimmäistaajuus, jolla niitä elektroneja alkaa irtoamaan valosähköisessä ilmiössä, mutta toisaalta sen valon intensiteetti, joka on verrannollinen sen valoaallon alan neliöön määrää sen kuinka paljon niitä fotoneita irtoaa.


Eli sekä frekvenssillä että valoaallon kulkemalla alalla on väliä valosähköisessä ilmiössä.

Ja mua tossa kiinnosti enemmänkin juuri tähän alaan liittyvä valon intensiteetti, ja ejektoitujen fotonien määrä.


Ehkäpä joku viisaampi osaa tästäkin sanoa jotakin?

Vertaus:

On 10 kaivoa joihin on pudonnut 10 ihmistä. Ihminen = Elektroni. Kaivo = Atomiydin.

Nyt paikalle saapuu valonnopeudella 9 palohenkilöä. Palohenkilö = Fotoni

Nyt jokainen palohenkilö alkaa käydä läpi kaivoja. Jos palohenkilön energia riittää heittämään ihminen ulos kaivosta, niin sitten ihminen heitetään ulos kaivosta, siten että palohenkilön energia tulee käytettyä kokonaan.

Niin ja palohenkilöllä on palohenkilön energiasta riippuva taajuus, joka ei ollut tässä tärkeä, paitsi siten että taajuuden olisi hyvä olla suuri jotta energia olisi suuri.


Niin joo intensiteetti. No jos palohenkilöitä oli 20, mutta 11 eksyi niin tämä aiheutti sen että kaivoilla mitattiin pienempi intensiteetti kuin jos eksymistä ei olisi tapahtunut.

[Neutroni]

Kertokaas vielä viisaammat tuosta valosähköisestä ilmiöstä. Luin Brian Greenen kirjaa "The Elegant Universe" jossa hän toteaa, että:

- Light intensity eli valon intensiteetti on se joka määrää kuinka paljon elektroneja irtoaa valosähköisessä ilmiössä.

- Frekvenssi eli valon taajuus määrää irronneiden elektronien nopeuden (velocity).


- Ja Copilot kertoi minulle, että valon intensiteetti on suoraan verrannollinen valoaallon yhden aallonpituuden alaiseen alaan (area under one wavelength) tai oikeastaan sen alan neliöön.

Jos tarkoitat ajan funktiona piirretyn sähkökentän kuvaajan alle jäävää alaa, niin sellaisella suureella ei ole mitään fysikaalista merkitystä. Valon intensiteetti on verrannollinen sähkökentän amplitudin neliöön (tyhjiössä). Tuo ala sattuu olemaan verrannollinen siihen ja siksi on muodollisesti verrannollinen valon intensiteettiin, ja tekoäly menee varmasti sekaisin tuollaisissa. Suosittelen edelleen välttämään sitä, jos haluat oppia fysiikkaa. Tekoäly ei osaa eikä ymmärrä mitään vaan apinoi vain kaikenlaista löytämäänsä, mikä jnkun sekavan algoritmin mukaan liittyy jotenkin aiheeseen.

Tarvitaan siis tietty vähimmäistaajuus, jolla niitä elektroneja alkaa irtoamaan valosähköisessä ilmiössä, mutta toisaalta sen valon intensiteetti, joka on verrannollinen sen valoaallon alan neliöön määrää sen kuinka paljon niitä fotoneita irtoaa.


Eli sekä frekvenssillä että valoaallon kulkemalla alalla on väliä valosähköisessä ilmiössä.

Nuo ovat klassisia suureita. Mutta klassinen sähkömagnetismi on puutteellinen kuvaus maailmastamme. Se ei esimerkiksi selitä valosähköistä ilmiötä tai mitään muutakaan, mihin tarvitaana fotoneita. Klassisessa sähkömagnetismissa ei ole fotoneja ollenkaan.

Ja mua tossa kiinnosti enemmänkin juuri tähän alaan liittyvä valon intensiteetti, ja ejektoitujen fotonien määrä.

Jokaisella tietyn energian (tai taajuuden, mutta tämä on helpompi ymmärtää energian avulla) fotonilla on tietty todennäköisyys irroittaa elektroni aineesta. Fotonien määrä on suoraan verrannollinen intensiteettiin, koska fotonien energia on vakio. Siten suurempi intensiteetti tarkoittaa enemmän fotoneja ja enemmän irronneita elektroneja.

[Goswell]

Se nopeus olisi valon kohdalla mielenkiintoisempi juttu, nyt se kuulemma lasketaan taajuuden ja aallonpituuden mukaan, mutta kun nuo muuttuu eri liiketiloissa oleville havaitsijoille, miten ihmeessä siitä voi laskea valonnopeuden, siis matka-ajan pisteestä a pisteeseen b?

[MooM]

Se nopeus olisi valon kohdalla mielenkiintoisempi juttu, nyt se kuulemma lasketaan taajuuden ja aallonpituuden mukaan,

Käytännössä väliaineen taitekertoimen avulla. Jotka on satu tarkkailemassa taajuusmuutosta väliaineessa. Kyllähän sinä tämän tiesit.

mutta kun nuo muuttuu eri liiketiloissa oleville havaitsijoille, miten ihmeessä siitä voi laskea valonnopeuden, siis matka-ajan pisteestä a pisteeseen b?

Tähän on ihan viime vuosisadalla kehitetty ja kattavasti testataamalla toimivaksi todettu hieno malli: suhteellisuusteoria. Oletko koskaan kuullut?

[Goswell]

Se nopeus olisi valon kohdalla mielenkiintoisempi juttu, nyt se kuulemma lasketaan taajuuden ja aallonpituuden mukaan,

Käytännössä väliaineen taitekertoimen avulla. Jotka on satu tarkkailemassa taajuusmuutosta väliaineessa. Kyllähän sinä tämän tiesit.

mutta kun nuo muuttuu eri liiketiloissa oleville havaitsijoille, miten ihmeessä siitä voi laskea valonnopeuden, siis matka-ajan pisteestä a pisteeseen b?

Tähän on ihan viime vuosisadalla kehitetty ja kattavasti testataamalla toimivaksi todettu hieno malli: suhteellisuusteoria. Oletko koskaan kuullut?

Jeps, ne väliaineet onkin ihan oma maailmansa, eikä siellä ole vikaa, tyhjiö on se kiinnostavampi areena.

Olen häneen, suhteellisuusteoriaan, tutustunut ja erittäin huonoksi havainnut.

[MooM]

Se nopeus olisi valon kohdalla mielenkiintoisempi juttu, nyt se kuulemma lasketaan taajuuden ja aallonpituuden mukaan,

Käytännössä väliaineen taitekertoimen avulla. Jotka on satu tarkkailemassa taajuusmuutosta väliaineessa. Kyllähän sinä tämän tiesit.

mutta kun nuo muuttuu eri liiketiloissa oleville havaitsijoille, miten ihmeessä siitä voi laskea valonnopeuden, siis matka-ajan pisteestä a pisteeseen b?

Tähän on ihan viime vuosisadalla kehitetty ja kattavasti testataamalla toimivaksi todettu hieno malli: suhteellisuusteoria. Oletko koskaan kuullut?

Jeps, ne väliaineet onkin ihan oma maailmansa, eikä siellä ole vikaa, tyhjiö on se kiinnostavampi areena.

Olen häneen, suhteellisuusteoriaan, tutustunut ja erittäin huonoksi havainnut.

Tämä on todettu. Syynä on ilmeisesti se, että et koe sitä riittävän konkreettiseksi ja arkivahaintoihin sopivaksi. No, se nyt vaan toimii ja vaikuttaa vahvasti parhaalta selitykseltä siihen, miten maailma makaa.

Minua muuten huvittaa suuresti aina, kun aletaan puhua avaruudessa valon nopeudella liikkuvista kelkoista, lampuista yms. Ikäänkuin niissä olisi jotain realistista

[Goswell]

Se nopeus olisi valon kohdalla mielenkiintoisempi juttu, nyt se kuulemma lasketaan taajuuden ja aallonpituuden mukaan,

Käytännössä väliaineen taitekertoimen avulla. Jotka on satu tarkkailemassa taajuusmuutosta väliaineessa. Kyllähän sinä tämän tiesit.

mutta kun nuo muuttuu eri liiketiloissa oleville havaitsijoille, miten ihmeessä siitä voi laskea valonnopeuden, siis matka-ajan pisteestä a pisteeseen b?

Tähän on ihan viime vuosisadalla kehitetty ja kattavasti testataamalla toimivaksi todettu hieno malli: suhteellisuusteoria. Oletko koskaan kuullut?

Jeps, ne väliaineet onkin ihan oma maailmansa, eikä siellä ole vikaa, tyhjiö on se kiinnostavampi areena.

Olen häneen, suhteellisuusteoriaan, tutustunut ja erittäin huonoksi havainnut.

Tämä on todettu. Syynä on ilmeisesti se, että et koe sitä riittävän konkreettiseksi ja arkivahaintoihin sopivaksi. No, se nyt vaan toimii ja vaikuttaa vahvasti parhaalta selitykseltä siihen, miten maailma makaa.

Kuten totesin, väliaineen kanssa valonnopeus on ok, mutta avaruuden tyhjiössä suhteellisuusteoria ei enään toimi, me elämme kokoikämme väliaineissa, jotkut jopa muissa aineissa, joita luultvasti opinajoissa käytetään surutta, on noiden laitosten tuotokset siihen vaivaan viittaavia.

Jos mietit sitä kelkkakoetta, hiukankin, huomaat kyllä valonopeudessa tyhjiön suhteen selvääkin selvemmän virheen, se ei voi toimia niin kuin väitetään koska se on vastoin kaikkea logiikkaa, luonnonlakeja, kaikkea järkeä.
Toinen syy on se että yksi suhteellisuusteorian komponentti osaa olla olematta olemassa, aika. Aika on seuraus muutoksesta ja tässä kohtaa se valonnopeuden muutos on se "aika".
No, kun aika miellettiin todelliseksi ja joissain ajatuskokeissa se jopa toimi, raketti loittonee ja plaa plaa plaa, se otettiin käyttöön, aika joustaa nopeudessa, joo joustaa se jos raketti loittonee, mutta mitä tapahtuu jos raketti lähestyy?

Tästä päästään informaation siirtoon, se siirtyy sm-säteilyn kautta ja se liikkuu nopeudella c, lähteensuhteen tietenkin. Kellonkäynti raketissa esimerkiksi.
Mutta nämä on käyty liian monta kertaa. Mutta katsele sitä valokellon käyntiä loittonevassa raketissa.

[MooM]

Mutta katsele sitä valokellon käyntiä loittonevassa raketissa.

No en tod katsele
Työntelen mielummin vaikka tikkuja kynsieni alle.

[Goswell]

Mutta katsele sitä valokellon käyntiä loittonevassa raketissa.

No en tod katsele
Työntelen mielummin vaikka tikkuja kynsieni alle.

Ei kuulosta mukavalta tuokaan, käyttivät kidutuskeinona.