foton

[ukster]

Nooit zo mee bezig geweest,maar fotonen hebben natuurlijk ook een bepaald volume.(immers foton is zowel deeltje als golf)
Hoeveel lichtquanta (fotonen) zitten er in een kubieke millimeter zonlicht met golflengte 500nm en intensiteit 1361W/m²
Hoe wordt een elektron beïnvloed als een foton (EM-golf met de genoemde eigenschappen) passeert?
Wat is de maximale kracht op het elektron?

[Xilvo]

Per kubieke meter 1,14E13 fotonen, dus per mm³ 1,14E4.
 
Ik weet niet of je het over de afmeting van een foton kunt hebben, of dat betekenis heeft..
 
De tweede vraag is lastiger. Voor een constante bundel licht moet je dan de sterkte van het wisselende EM veld uitrekenen, dat oefent uiteraard een (wisselende) kracht op een elektron uit. Heb ik niet onmiddellijk paraat maar dat is op te zoeken.
 
Voor een enkel elektron zul je van een enkel golfpakketje moeten uitgaan. Dat kan gelokaliseerd zijn maar ook uitgespreid.

[ukster]

Een betekenisloos volume dus
Ja, het elektron zal onder invloed van 2 krachten gaan oscilleren in het vlak van het E-veld met dezelfde frequentie

[ukster]

invloed foton op elektron

(44.77 KiB) 4833 keer gedownload

Het is me opgevallen dat de kracht op het elektron ten gevolge van het E-veld en de kracht op het elektron ten gevolge van het H-veld altijd even groot zijn.
F_B=F_E=1,62.10^-16 N

[Xilvo]

Hoe heb je die berekend? Moet de veldsterkte er niet in voorkomen?

[ukster]

E_max=cB_max
I=1/(2μ₀)E_maxB_max
I=1/(2cμ₀)E_max²
E_max=1013V/m
B_max=E_max/c=3,38μT
F_max=E_maxq=1,62.10^-16N
F_max=B_maxqv=1,6210^-16N
de krachten versterken elkaar
De totale maximale kracht op het elektron (3,24.10^-16N) veroorzaakt de oscillatie in het E-vlak

[Xilvo]

"E_max=1013V/m"
 
Waar heb je die waarde vandaan?
 
Verder moet ik er even over nadenken. Een veranderend magnetisch veld veroorzaakt een elektrisch veld (en omgekeerd).
Dat is precies wat gebeurt bij een EM-golf.
 
Zou het niet kunnen dat je dat effect nu dubbel telt? Ik zeg niet dàt dat zo is...  ;) 
 
"F_max=B_maxqv=1,6210^-16N"
 
Welke v?

[ukster]

"E_max=1013V/m"
 
Waar heb je die waarde vandaan?
 
uit de derde regel

 
Welke v?
v=c

[Xilvo]

"E_max=1013V/m"

 
 

Waar heb je die waarde vandaan?
 
uit de derde regel
 

 
I=1/(2cμ₀)E_max² ?
 
Sorry, vat ik niet. Is 'I' een stroomsterkte?

[ukster]

Nee, de lichtintensiteit I=1361W/m²

[Xilvo]

Ah, die.
 
Ik ben er nog niet uit. Lijkt niet onwaarschijnlijk wat je schrijft. 
 
Misschien is er ook wat over te vinden in boeken/sites over antennetechniek. Daar worden ook elektronen aan de wandel gebracht door een EM-golf.
 
Probleem wat ik heb met het plaatje in #4 is dat je de magnetische kracht tekent op het moment dat het magnetische veld maximaal is. Dan verandert dat veld net even niet. En in een constant magnetisch veld ondervindt een (stilstaande) lading geen kracht.

[ukster]

Dat zie je toch verkeerd..

Fmax

(6.12 KiB) 4849 keer gedownload

In het niet veranderend magnetisch veld Bmax wordt maximale lorzentkracht Fmax uitgeoefent op bewegende ladingen
 

[Xilvo]

Daarom schreef ik ook "een (stilstaande) lading"  :) 

[ukster]

Het foton (EM pakketje) die dit veroorzaakt passeert het stllstaande elektron met de lichtsnelheid

[Xilvo]

Ik denk dat je hier weinig aan het concept 'foton' hebt en dat je naar het wisselend EM-veld moet kijken. Dat zich inderdaad met de lichtsnelheid voortplant.