Nulpuntfluctuaties

[Anonymous]

Hallo,

onlangs zagen we op school het onzekerheidsprincipe van Heisenberg. Hoewel ik dit wel - volgens mij toch - snap, besprak de leraar toch nog het volgende: het ging over een Maxwellveld dat een ander veld loodrecht op zich had staan dat voortdurend oscilleerde tussen een bepaald minimum en maximum. Kan iemand dit nader uitleggen en waarom is de laagste energietoestand niet wanneer het veld (ook wel omschreven als slinger) omlaag staat?

[DePurpereWolf]

Ik heb enkele vragen over je vraag. Bedoel je met Maxwell veld niet gewoon licht? Licht is een 3D golffunctie die bij heel lage frequenties uit een valt in wat wij noemen een electrisch en magnetisch veld. Bij hoge frequenties moeten we deze 2 velden als een 3Dveld beschouwen waarbij het ene veld loodrecht op het andere staat.

Bij licht hebben we dus zo'n hoge frequentie. De golven van het veld trillen niet zoals we dat gewend zijn in een 2D veld, dus als een golf, maar trillen in het 3D veld waarbij in de ene dimensie 90 graden voor is op de andere.

Om je het even voor te laten stellen geef ik je een opdracht. Teken een sinus in het xt stelsel, dus X(t)=sin(t). Met X naar boven en t naar rechts.

Breid het assenstelsel uit met de z-as, darrvoor moet je dus diepte tekenen. Nou heb je dus een 3D assenstelsel, met x naar boven, t naar rechts en z het blad in.

Teken nu de volgende functie Z(t)=cos(t). doe dat op x=0.

Mooi, nu gaan we van deze 2 sinusen een 3D golffunctie maken. Ga op een aantal punten staan op de Z(0), Z(0.1) enz. en ga naar boven tot je op de waarde van X(0), X(0.1) zit. Doe het wel met een andere kleur, dat is mooier. Doe dat voor een aantal punten van t en je hebt de 3d golffunctie van licht.

Waarempel, het lijkt sprekend op een kurketrekker.

De tweede vraag:

waarom is de laagste energietoestand niet wanneer het veld (ook wel omschreven als slinger) omlaag staat?

Zoals je ziet slingert je """"punt"""" (let op, staat tussen heelveel aanhalingstekens) rond het nul punt. En zal die dus nooit bereiken.

[Anonymous]

Licht is een 3D golffunctie die bij heel lage frequenties uit een valt in wat wij noemen een electrisch en magnetisch veld. Bij hoge frequenties moeten we deze 2 velden als een 3Dveld beschouwen waarbij het ene veld loodrecht op het andere staat.

Ik denk dat maxwell zich omdraait in zijn graf.

Ongeacht de frequentie bestaat een electromagnetische golf steeds uit een magnetische en electrische component. Het is immers zo dat een veranderlijk electrisch veld een magnetisch veld opwekt en vica versa.

Over je kurkentrekker voorstelling:

Wiskundig gezien is het juist dat de resultante van de optelling van de twee veldvectoren een schroef beschrijft, fysisch heeft dit (volgens mij) generlei waarde.

Hiermee is de vraag van Koen natuurlijk niet opgelost.

Wat ik hier over weet is het volgende: Door de onzekerheidsrelatie (ruwweg positie en impuls kunnen niet beiden exact gekend zijn op een bepaald ogenblik) is het zo dat de absolute leegte in ons universum niet bestaat. Als we immers in de lege ruimte een onmetelijk klein gebied nemen (= positie bijna exact gekend) , kan de impuls (noem het hier maar energie) niet exact bepaald zijn en dus ook niet gelijk aan nul zijn. Dit is echter maar zo voor hele korte ogenblikken, vandaar dat men spreekt van virtuele deeltjes.