Foton

[Notnaest]

Foton:

Het heeft geen rustmassa; het heeft geen elektrische lading; het heeft een golf/deeltjes karakter; is de drager van de elektromagnetische kracht; etc.

Vraag 1: Maar wat is een foton eigenlijk? Ik bedoel waaruit bestaat het? (Geen massa, geen elektrische lading, waaruit dan wel?)

Uit de formule van Einstein: E = mc2 en uit de formule van Planck: E = hf volgt dat de massa van het foton ongelijk aan nul is.

Vraag 2: Hoe zit dat?

Alvast bedankt

[sirius]

Vraag 1:

Als je bestudeerd hoe electrische en magnetische velden zich gedragen (wetten van Maxwell), dan kun je een oplossing vinden die een golf is. Dit is het foton, een golf oplossing van de electromagnetische veldvergelijkingen.

Vraag 2:

E=mc^2 geldt alleen maar in rust(met impuls p=0). De volledige vergelijking is:

E^2=m^2c^4 + p^2 c^2

voor het foton is de rustmassa m=0, dus neemt zijn energie linear toe met zijn impuls.

[Notnaest]

Vraag 1:

Als je bestudeerd hoe electrische en magnetische velden zich gedragen (wetten van Maxwell), dan kun je een oplossing vinden die een golf is. Dit is het foton, een golf oplossing van de electromagnetische veldvergelijkingen.

Vraag 2:

E=mc^2 geldt alleen maar in rust(met impuls p=0). De volledige vergelijking is:

E^2=m^2c^4 + p^2 c^2

voor het foton is de rustmassa m=0, dus neemt zijn energie linear toe met zijn impuls.

Vraag 1:

Ok. Maar wat ik bedoelde is dat een golfverschijnsel een 'medium' nodig heeft. Een golfverschijnsel is een trilling. Wat ik mij dan afvraag: Een trilling van wat?

Vraag 2:

a) Deze formule ben ik nog nooit tegen gekomen. Op welke site kan ik hier meer over lezen?

b) Hoe kan een deeltje energie hebben en/of krijgen als dit deeltje geen massa en geen lading heeft? Ik bedoel energie heeft een 'drager' nodig. Zonder dit heeft energie geen inhoud en geen betekenis. (Wat ik hier bedoel is feitelijk hetzelfde als in vraag 1)

c) Rustmassa: m = 0. Dus in zo'n situatie verkeerd het foton in rust. Maar t.o.v. wie of wat? Van de waarnemer?

[Jan van de Velde]

Vraag 1:

Ok. Maar wat ik bedoelde is dat een golfverschijnsel een 'medium' nodig heeft. Een golfverschijnsel is een trilling. Wat ik mij dan afvraag: Een trilling van wat?

Als je het zo wil beschouwen: een trilling van elektromagnetisch veld.

Vraag 2:

a) Deze formule ben ik nog nooit tegen gekomen. Op welke site kan ik hier meer over lezen?

je zou hier kunnen beginnen: http://en.wikipedia.org/wiki/Energy%E2%80%...mentum_relation

b) Hoe kan een deeltje energie hebben en/of krijgen als dit deeltje geen massa en geen lading heeft? Ik bedoel energie heeft een 'drager' nodig. Zonder dit heeft energie geen inhoud en geen betekenis. (Wat ik hier bedoel is feitelijk hetzelfde als in vraag 1)

zie a)

c) Rustmassa: m = 0. Dus in zo'n situatie verkeerd het foton in rust. Maar t.o.v. wie of wat? Van de waarnemer?

http://www.desy.de/user/projects/Physics/P...hoton_mass.html

[Notnaest]

Vraag 1:

Als je bestudeerd hoe electrische en magnetische velden zich gedragen (wetten van Maxwell), dan kun je een oplossing vinden die een golf is. Dit is het foton, een golf oplossing van de electromagnetische veldvergelijkingen.

Vraag 2:

E=mc^2 geldt alleen maar in rust(met impuls p=0). De volledige vergelijking is:

E^2=m^2c^4 + p^2 c^2

voor het foton is de rustmassa m=0, dus neemt zijn energie linear toe met zijn impuls.

Vraag 2:

Als de rustmassa m=0, dan verkeerd het foton in rust. Dus heeft het ook geen impuls, ergo heeft het foton geen energie. Dus is er ook geen sprake van een lineaire toename ervan. Bovendien als je in bovenstaande formule alle grootheden invult behalve de massa, dan komt er een waarde uit voor de massa van ongelijk nul. Wel eens waar een heel klein beetje, maar zelfs een heel klein beetje is ongelijk aan nul. Ik begrijp het niet.

Als je het zo wil beschouwen: een trilling van elektromagnetisch veld.

Vraag 2:

je zou hier kunnen beginnen: http://en.wikipedia.org/wiki/Energy%E2%80%...mentum_relation

zie a)

http://www.desy.de/user/projects/Physics/P...hoton_mass.html

Maar nog steeds geen antwoord op de vraag: In rust t.o.v. wie of wat?

[Notnaest]

Een foton heeft o.a. spin. Betekent dit dan dat het hele systeem van een elektromagnetisch veld ook spin heeft?

[physicalattraction]

Als de rustmassa m=0, dan verkeerd het foton in rust. Dus heeft het ook geen impuls, ergo heeft het foton geen energie.

Hier gooi je twee dingen door elkaar. Rustmassa

\(m = 0\)

wil NIET zeggen dat het foton in rust verkeert. De rustmassa is per definitie de massa die een deeltje heeft als zijn impuls

\(p = 0\)

. Voor een foton kan dit nooit voorkomen, hiervoor geldt altijd

\(E = p \cdot c\)

en dus kun je uit de formule die sirius gaf zien dat zijn rustmassa dan 0 is, ondanks dat we deze nooit direct kunnen meten.

[Notnaest]

Hier gooi je twee dingen door elkaar. Rustmassa

\(m = 0\)

wil NIET zeggen dat het foton in rust verkeert. De rustmassa is per definitie de massa die een deeltje heeft als zijn impuls

\(p = 0\)

. [/b]Voor een foton kan dit nooit voorkomen, hiervoor geldt altijd

\(E = p \cdot c\)

en dus kun je uit de formule die sirius gaf zien dat zijn rustmassa dan 0 is, ondanks dat we deze nooit direct kunnen meten.

Ok, in mijn enthousiasme ben ik begonnen met meerdere vragen tegelijkertijd te stellen over twee onderwerpen. Dit nu blijkt onverstandig, want er gaan nu diverse zaken door elkaar spelen. Vanaf nu zal ik één vraag tegelijk stellen. Het antwoord op één vraag geeft mij al genoeg kopzorgen .

Hoe kan men bepalen of een deeltje impuls heeft?

Impuls geeft een hoeveelheid beweging in een bepaalde richting aan. Wat ik mij in dit verband afvraag is: hoeveelheid beweging en richting t.o.v. wie of wat?

V.b. van wat ik bedoel.

Stel er zijn twee waarnemers van een deeltje. De waarnemer A 'reist' met het deeltje mee en waarnemer B blijft op zijn plaats. Voor waarnemer A zal het deeltje geen impuls hebben (het deeltje is in rust t.o.v. waarnemer A) en voor waarnemer B zal het deeltje wel impuls hebben (het deeltje beweegt t.o.v. waarnemer B).

In dit voorbeeld zou hetzelfde deeltje dus tegelijkertijd twee verschillende waarden voor de impuls opleveren. Volgens mij kan dit niet, dus vandaar mijn vraag: impuls t.o.v. wie of wat?

[sirius]

Impuls is, net als snelheid, afhankelijk van de snelheid van het referentiekader. Als je met de trein meeloopt is de relatieve snelheid van de trein ten opzichte van jou ook kleiner dan de snelheid van de trein ten opzichte van de aarde.

Als je met 115km/u naar achter springt terwijl de trein frontaal met 120km/h op je afkomt, doet hij een stuk minder pijn. Dat is omdat zijn relatieve impuls kleiner is.

De impuls van licht kun je trouwens waarnemen. Ik geloof dat er zelfs een voorstel was om reflecterend zonlicht te gebruiken om een ruimteschip voort te stuwen middels een enorm scherm. Ik kan hier helaas even geen youtube filmpje van vinden.

[physicalattraction]

Ik geloof dat er zelfs een voorstel was om reflecterend zonlicht te gebruiken om een ruimteschip voort te stuwen middels een enorm scherm. Ik kan hier helaas even geen youtube filmpje van vinden.

Bedoel je dit?

[sirius]

Goed gevonden!

[Notnaest]

Impuls is, net als snelheid, afhankelijk van de snelheid van het referentiekader. Als je met de trein meeloopt is de relatieve snelheid van de trein ten opzichte van jou ook kleiner dan de snelheid van de trein ten opzichte van de aarde.

Als je met 115km/u naar achter springt terwijl de trein frontaal met 120km/h op je afkomt, doet hij een stuk minder pijn. Dat is omdat zijn relatieve impuls kleiner is.

De impuls van licht kun je trouwens waarnemen. Ik geloof dat er zelfs een voorstel was om reflecterend zonlicht te gebruiken om een ruimteschip voort te stuwen middels een enorm scherm. Ik kan hier helaas even geen youtube filmpje van vinden.

Dit is mij volkomen duidelijk en dat bedoelde ik juist. De trein heeft dus ook hier tegelijkertijd twee verschillende snelheden. Eén t.o.v. degene die meeloopt en één t.o.v. de Aarde. Dus mijn vraag blijft: Welk referentiekader?

[sirius]

De impuls in dat betreffende referentiekader geeft de energie in dat referentiekader. Energie is ook relatief, denk maar aan roodverschuiving.

[Notnaest]

De impuls in dat betreffende referentiekader geeft de energie in dat referentiekader. Energie is ook relatief, denk maar aan roodverschuiving.

Krijg de indruk, dat ik een 'Newtoniaanse' vraag gesteld heb over een relativistisch probleem. Bestaat er een formule, welke deze 'verschillen' compenseert? Dus dat beide waarnemers uiteindelijk dezelfde impuls, energie en massa meten voor het betreffende deeltje?

[sirius]

De newtoniaanse manier is een referentie kiezen als het referentiekader. En alle bewegende waarnemers meten altijd de energie t.o.v. het referentiekader.

Dit werkt enigszins, maar E=mc^2 is natuurlijk wel afgeleid vanuit de relativiteitstheorie dus om het in te passen in newtoniaanse fysica is een beetje vreemd.