materie

[HansH]

Licht is een vorm van energie en kan beschreven worden als een periodiek signaal van een B en E veld wat in de tijd evenredig is met elkaar en sinusvormig varieert in een punt en zich daarom voortplant al golven. omdat het energie vertegenwoordigt kun je het ook zien als massa.

Kun je voor materie in het algemeen ook zoiets beschrijven als golfvormige energiewisselingen ? is dat ook niet toevallig de essentie van de stringtheorie? misschien al of niet gepaard gaande met golven en een beschrijving van massa?

[HansH]

ps bij golven in het algemeen wordt continu energie omgezet van de ene soort in de andere bv bij geluidsgolven snelheid in druk en bij watergolven potentiele energie (hoogte) in kinetische energie (vertikale snelheid van massa) hoe zit dat bij licht? B en E zijn beiden evenredig met elkaar dus waar zit de energie uitwisseling van de ene vorm in de andere bij licht?

[Gast]

Licht is een vorm van energie en kan beschreven worden als een periodiek signaal van een B en E veld wat in de tijd evenredig is met elkaar en sinusvormig varieert in een punt en zich daarom voortplant al golven. omdat het energie vertegenwoordigt kun je het ook zien als massa.

Kun je voor materie in het algemeen ook zoiets beschrijven als golfvormige energiewisselingen ? is dat ook niet toevallig de essentie van de stringtheorie? misschien al of niet gepaard gaande met golven en een beschrijving van massa?

Nee, voor licht geldt E=mc2 niet (maar E=pc).
Het "beschrijven als golfvormige energiewisselingen" doet me aan kwantumvelden theorie denken. Niet snaren theorie.

Licht propageert heel anders dan geluid. Er wordt geen energie omgezet bij deze propagatie. Het is continu electromagnetische straling. Doet me wel denken aan .. iets. Ik kom er later misschien wat uitgebreider op terug.

[HansH]

maar toch vertegenwoordigt licht een hoeveelheid energie, (voor zonlicht 1000watt per m2, dus niet niks) Dus waar zit die energie opgeslagen tijdens de nuldoorgangen van het B en E veld?

[HansH]

Het is continu electromagnetische straling.

licht wat door een vlak gaat is volgens mij niet continue, maar gaat op het snijpunt van het vlak periodiek sinusvormig door B=0 en E=0 en B=bpeak en E=Epeak.

[Gast]

Je kunt het ook soort van andersom kijken trouwens. Dat licht (opgebouwd uit massaloze fotonen) per definitie met c door vacuüm reist .. vanwege het ontbreken van enig interactie, ook niet met het Higgs-veld (wat alles doet vertragen en waar we een massa-term aan hangen).

Dus in principe zou je kunnen zeggen dat de kosmische snelheids limiet, c, ons universum's "normale" snelheid en alle andere snelheden "vreemd".

Bij geluid (mechanische golven) gaat de voortplanting via allerlei interacties; botsingen tussen massieve deeltjes, zich voortplantend als een soort veer; kinetische- en potentiële energie afwisselend.

Wat soort van afwisseld bij elektromagnatische golven is de sterkte van het magnetische- en elektrische veld (gesynchroniseerde oscillaties van elektrische en magnetische velden), maar wat samen één veld is: het elektromagnatische veld. Hier zit de energie in opgeslagen.
Alleen in afbeelding hiervan zie je pieken en dalen, waardoor het lijkt alsof de sterke af en toe nul is. Zoals hier:

Van wikipedia (onder "elektromagnatische golven"):

https://nl.m.wikipedia.org/wiki/Elektro ... htsnelheid.

Een m.i. iets betere representatie (wij mensen proberen altijd alles te visualiseren, ook als dit onmogelijk is ) geeft bijvoorbeeld dit (wel interessante) filmpje:

https://youtu.be/8YkfEft4p-w

Wat nog steeds een representatie/visualisatie is. In werkelijkheid is het een continue, vloeiende transversale golf. Bovendien lijkt het zo alsof het elektrische- en magnetische veld 2D zijn ipv 3D. Maar hoe beeld je dat allemaal af?

(Misschien is het goed om van dat kanaal de video's:

https://youtu.be/9Tm2c6NJH4Y

En:

https://youtu.be/Io-HXZTepH4

.. te bekijken ipv hele lappen tekst of boeken overb (klassieke) elektromagnetische straling te lezen? (Iig geen complexe QED, hooguit wat de Feynman lectures on physics hierover zeggen?)

Ook al zijn het korte youtube filmpjes, wat natuurlijk tot zekere hoogte gepopulariseerd en gesimplificeerd is. Men kan in dergelijke korte filmpjes natuurlijk niet hele lappen textbook materiaal uitleggen. Maar dit kanaal vind ik daarvoor over het algemeen vrij goed.

Maar goed, er zijn dus geen "nuldoorgangen".

(Waar ik aan moest denken trouwens was dat componenten van de elektromagnatische tensor relatief zijn (niet Lorentz invariant), terwijl de veldsterkte dit zelf wel is. Maar goed, dit ben ik inmiddels weer grotendeels vergeten en heeft hier verder niets mee te maken.)

[HansH]

Maar goed, er zijn dus geen "nuldoorgangen".

Bij de pijl zit een nuldoorgang. bij de pijl is B en E=0 maar de afgrleide van B en E is maximaal. Blijkbaar is het dus ook de afgeleide van B en E die energie vertegenwoordigt. anders kun je nooit een constant enegietransport hebben in de richting van de golf. Dat is dus mijn punt.

[Gast]

Hey.

Ja, ik zat hier net over na te denken, want bovenstaande zat me niet helemaal lekker, dus hopelijk beter:

Het ongelukkige antwoord hierop is dat je deze dingen niet uit naïeve afbeeldingen kunt opmaken.

Er zullen idd punten zijn in de ruimtetijd (!) waar het EM-veld nul is. Maar dit maakt niet uit. De energie-impuls-tensor van het EM-veld blijft strikt behouden:

∇μTμν=0, waar Tμν=FμαFνα−1/4gμνFαβFαβ .. naja, zie hier eventueel:

https://en.m.wikipedia.org/wiki/Electro ... rgy_tensor

Het feit dat er plaatsen zijn waar Fμν = 0 en dus Tμν = 0 verandert niets. (De "nuldoorgangen".)

Bij "naïeve intuïtie", om het maar even zo te noemen, komt dit in feite neer op het feit dat deze "lege plekken" inderdaad aanwezig kunnen zijn in ruimte en tijd, maar ze planten zich voort op een zodanige manier dat er nooit energie-impuls gecreëerd of vernietigd wordt, maar dat dit zich constant verplaatst.

PS. Als je het bekijkt als een bundel fotonen, dan is het ook niet zo dat deze met een bepaalde frequentie volledig verdwijnen.
Dus de energie blijft gelijk; een continue golf: al zijn energie is geconcentreerd op een enkele frequentie.

[Gast]

PS(2):

Ik weet dit niet zeker (misschien dat iemand dit kan bevestigen of juist weerleggen?), maar volgens mij zou je ook kunnen stellen dat de energie op die "nulpunten" in de rotatie (Eng. Curl) van het vectorveld zit.
Iig drijven de 'curls' de EM golven continu (vloeiend) voort, zoals beschreven in Maxwells vergelijkingen.

[Gast]

HansH

Ik leg het hierboven misschien wat overbodig ingewikkeld uit, dus nog even dit:

De energiedichtheid blijft op geen enkel punt hetzelfde, soms nul. Op een bepaald punt, als de energiedichtheid verandert, zal het zijn door de hoeveelheid energie die dat punt binnenkomt of verlaat.

Maar luister, maak het niet ingewikkelder dan het in werkelijkheid is. (Zoals ik hierboven dus eigenlijk doe. Sorry.)

Analoog: Energie is het aantal mensen in een kamer, of in dit geval in een aaneenschakeling van kamers. Mensen schuifelen in golven door die kamers. Misschien zijn er kamers die tijdelijk leeg staan. Maar wanneer het aantal mensen in een kamer verandert, komt dat doordat iemand de kamer binnenkomt of verlaat via een deur. Dat is alles.

@Moderator

Dat vorige bericht over "curls" sloeg nergens op.
Kan/mag dat verwijderd worden?

[HansH]

komt dit in feite neer op het feit dat deze "lege plekken" inderdaad aanwezig kunnen zijn in ruimte en tijd, maar ze planten zich voort op een zodanige manier dat er nooit energie-impuls gecreëerd of vernietigd wordt, maar dat dit zich constant verplaatst.

Hier geeft je denk ik de essentie: op die 'lege' plekken is er dus nog steeds 'iets' wat een constante waarde blijft behouden en zich voortplant en dat is zoals je het zegt blijkbaar energie-impuls. Dus dan zou de energie-impuls zowel in de pieken als de nuldoorgangen dezelfde waarde moeten hebben.
golven komen in de natuur op verschillende plekken voor maar hebben dezelfde oorsprong, nl dat er iets is wat zich voortplant via omzetten van de ene vorm in de andere maar zelf constant is. bij geluid is dat totale energie gelijk aan de som van potentiele (druk) en kinetische energie (snelheid) bij lcht is dat dus blijkbaar energie impuls en potentiele energie (Bveld+Eveld) en kinetische energie (afgeleide van B+E veld ????)

[Gast]

Nou nee, dit is niet de juiste manier om het te zien. De twee velden (t elektrische en magnetische veld) oscilleren rond een gemiddelde waarde naarmate de golf voortschrijdt (door oscillerende geladen deeltjes van de emitter). Maar in tegenstelling tot een mechanische golf (geluid), gaat EMS zonder enkele interacties door het vacuüm. En is er dus geen afwisseling tussen kintische energie en potentiële energie .. er is enkel kinetische energie.
Een goede analogie met mechanische golven is er niet, niet naar mijn weten.

[Hypercharge]

De Poynting vector is handig in betrekking tot de energieke vloed.

[Hypercharge]

String theorie beschrijft trillingen van snaren in een ultraklein opgekrulde Calabi-Yau variėteit. De staande golfpatronen in een snaar representeren lading en massa.

Dit zijn andere golfpatronen dan die in de quantum mechanica of electromagnetisme. Photonen en massive deeltjes vodoen beide aan E=hf.