webForumDet fria alternativet

Ljushastighet & olika medium

Vetenskap

12 svar · 2 325 visningar · startad av echoSwe

Medlem sedan nov. 20041 189 inlägg
Frågan#1

Tja

Jag undrar hur det kommer sig att olika medium förändrar ljushastigheten? Hur kan detta stämma med Postulate no. 2 of Special Relativity? Att ljusets hastighet är konstant i alla inertiella referensramar och ljusets hastighet är oberoende av objektet som släpper ut ljuset, alltså.

Här är ett exempel på hur fotoner kan drastiskt minska ljushastigheten i ett Bose-Einstein kondensat, dvs några mikrokelvin, eller snarare väldigt stilla atomer. Men hur kan ljuset stanna av detta?

Medlem sedan aug. 20039 340 inlägg
#2

Einsteins postulat behandlar bara ljus i vakuum, så det finns ingen motsägelse i att olika medier slöar ner ljuset. Dock vet jag inte i detalj hur denna förändring sker, och inte heller varför hastigheten minskas så pass mycket i ett Bose-Einsteinkondensat.

Medlem sedan nov. 20041 189 inlägg
#3

Ja, just det - tack för svaret. En bit närmare fullständig kunskap om universum.

Någon som förstår hur och varför ljuset saktas?

Medlem sedan juli 2003465 inlägg
#4

Har inte det med densitet att göra?
Altså destu högre densitet destu långsamare hastighet?

Medlem sedan nov. 20041 189 inlägg
#5

jo... Det stämmer.

Medlem sedan feb. 20011 198 inlägg
Medlem sedan nov. 20014 054 inlägg
#7

http://www.faktoider.nu/ljushastigheten.html

Vet inte, men kolla in detta!

Medlem sedan nov. 20041 189 inlägg
#8

De berättar vad ljusets hastighet ÄR, samt att brytningsindexet kommer från skillanden i ljushastighet... Men de svarar inte på frågan VARFÖR ljusets hastighet egentligen ändras. Precis som svaret på frågan: "Varför är jorden rund?", är "Eftersom man kan se masten på ett skepp före skrovet", så är också svaret "Eftersom massa attraherar massa genom en typ av exchange bosons - gravitoner, och den stabilaste formen av något är en sfär."

Jag letar efter det andra svaret. Densiteten är svar nummer ett - men fråga 2 blir då - varför densiteten?

Diffrakterar ljuset med atomerna eller något, som gör att den totala sträckan att färdas blir längre eller är det gravitationen från atomerna i massan som enligt general relativity får tiden att gå långsammare nära respektive atom, vilket då leder till att ljusets tid, så att säga, går långsammare kring atomerna? Eller är det något annat?

Medlem sedan juli 20041 183 inlägg
#9

Haha, intressant tankeställare man får av denna text :)

Svaret finns här (tror jag, har inte läst igenom hela ännu...)
http://www.kunskapsbanken.su.se/VisaFraga.asp?Index=10750

Medlem sedan maj 2004693 inlägg
#10

http://en.wikipedia.org/wiki/Photon#Photons_in_matter
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/HBASE/relativ/photel.html

Fotoner saktar ner till stor del p.g.a. att de reagerar med elektroner.

Medlem sedan juli 2003465 inlägg
#11

Kan man inte gärmföra det med en tratt?
Altså är det mer "grejer" ivägen ju mer densitet det är och därför tar det längre tid att komma ignom presis som man hade hält vatten i en tratt med litet hål gämfört med ett stort hål...

/R Orkade inte läsa i länkarna kanske är förklarat där...

Medlem sedan nov. 20041 189 inlägg
#12

Okej, jag har läst igenom artiklarna, och den artikeln som gav mest vad wikipedias engelska artikel. Skriver resten på engelska för att bespara er lustiga översättningar.

What I don't understand from the discription given by wikipedia is when it says, syllogistically:

  1. In a material, photons couple to the excitations of the medium.
  2. "Coupling" means here that photons can transform into these excitations (that is, the photon gets absorbed and medium excited, involving the creation of a quasi-particle) and vice versa (the quasi-particle transforms back into a photon, or the medium relaxes by re-emitting the energy as a photon). However, as these transformations are only possibilities, they are not bound to happen and what actually propagates through the medium is a polariton; That is the quantum-mechanical superposition of the energy-quantum, i.e. the q-m superposition of the photon; being a photon and of it being a quasi-particle matter excitations. That is; the linear combination of the two eingenstate of the photon and the electron.
  3. Thus, a polariton is the result of the mixing of a photon with an excitation of a material. The most discussed types of polaritons are [...]; exciton-polaritons, resulting from coupling of visible light with an exciton;
  4. The linear combination of two or more eigenstates results in quantum superposition of two or more values of the quantity.
  5. An exciton is a bound state of an electron [its eingenstate???] and an imaginary particle called an electron hole in an insulator or semiconductor, and such is a Coulomb correlated electron-hole pair. It is an elementary excitation, or a quasiparticle of a solid.

So what does it say? There IS a photon coupling (1), which is photons transforming into polaritons (3) by the superpositioning (4) of the electron- (5) and quantum/photon-eigenstates (2), into the quasi-particle: "exciton-polaritons" (3).

What bothers me is that it also states that the photon absorptions/transformations doesn't necessaryly happen (2). The quasi-particle is the polariton (probably named from the electron-polarity from its spin?)

Have I understood it correctly?

Glitter skrev:

Kan man inte gärmföra det med en tratt?
Altså är det mer "grejer" ivägen ju mer densitet det är och därför tar det längre tid att komma ignom presis som man hade hält vatten i en tratt med litet hål gämfört med ett stort hål...

/R Orkade inte läsa i länkarna kanske är förklarat där...

Kanske lite väl simplifierat.

Svensk forskarsnubbe skrev:

I material finns det massvis med elektriskt laddade partiklar: protoner och elektroner. De påverkas av det elektromagnetiska fältet, och de påverkar också fältet.

Så ju högre optisk densitet, desto mer ...?

Då är frågan - vad är det som gör att den går långsammare på grund av superpositioneringen?

Wp/ skrev:

Matter excitations have a non-linear dispersion relation; that is, their momentum is not proportional to their energy. Hence, these particles propagate slower than the vacuum speed of light. (The propagation speed is the derivative of the dispersion relation with respect to momentum.) This is the formal reason why light is slower in media (such as glass) than in vacuum. (The reason for diffraction can be deduced from this by Huygens' principle.) Another way of phrasing it is to say that the photon, by being blended with the matter excitation to form a polariton, acquires an effective mass, which means that it cannot travel at c, the speed of light in a vacuum.****

Can you say that the photon enters the medium, interferes with the electron(s) to create a matter excitation/an exciton, whereafter the same photon's eigenstate becomes quantum mechanically superpositioned with the eigenstate of the quasi-particle-exciton, forming the exciton-polariton, which cannot go above c, because it has rest-mass?

Svaret till varför den får restmassa kanske har något att göra med

The propagation speed is the derivative of the dispersion relation with respect to momentum.

? Har den rest-massa över huvud taget, eller är det bara ett sätt att uttrycka det?

Medlem sedan nov. 20041 189 inlägg
#13

Jag försöker här istället
http://physicsforums.com/showthread.php?t=120700

258 ms totalt · 4 externa anrop · v20260731065814-full.e96017d9
123 ms — deklarationer (db)
0 ms — hämta statistik (cache)
131 ms — hämta tråd, inlägg och bilagor (db)
124 ms — ändringar (db)