Фотонный налог
- Вот летит фотон через Вселенную и теряет энергию. Куда?
- Это налог.
- На что?
- На расширение Вселенной.
Недостаток фотонов
Сколько времени живёт фотон. Может ли фотон "умереть" ?
В человеческом сознании все в мире подчиняется течению времени: от нашей собственной жизни до величественного танца галактик на просторах Вселенной. Но когда мы говорим о таких странных частицах как фотонах, наши представления о времени имеют мало общего с реальностью.
Известно, что фотоны – частицы света – имеют нулевую массу покоя. Именно это позволяет им перемещаться со скоростью света. Чем быстрее передвигается объект в пространстве, тем медленнее для него идет время относительно наблюдателя. Для фотона, летящего со скоростью света, оно вовсе останавливается.
Что это означает? Похоже, фотон вовсе не воспринимает течение времени. Миллиарды лет существования Вселенной, не говоря уже о времени жизни человека, для этой частицы проходят как одно мгновение. Более того, для фотона, летящего со скоростью света, все расстояния по направлению его движения сократятся до точки – вступает в действие эффект релятивистского сокращения длины. Получается, фотон с его точки зрения живет и существует лишь мгновение, никуда при этом не перемещаясь – пока не будет поглощен каким-либо объектом.
А с точки зрения нас – наблюдателей – фотон может существовать бесконечно, пересекая космическое пространство со скоростью света. Испущенный в самом начале рождения Вселенной, он может существовать до самого ее конца. С нашей точки зрения – вечность.
Почему тепловизор показывает отражение в зеркале
В посте с изображениями с тепловизора
https://pikabu.ru/story/teplovizor_chast3_5723128
был такой вопрос.
Что такое тепло, которое показывает тепловизор? Это в принципе, такие же фотоны, что и те, которые создают для нас изображение окружающего мира, но энергия "тепловых" недостаточна для того, чтобы глаза на них реагировали. Наши глаза могут "видеть" фотоны с длиной волны примерно 400-700нм. Тепловизор видит несколько дальше за границу 700нм , именно оттуда начинается невидимый глазу тепловой диапазон. Больше длина волны - меньше энергия фотона.
Спектр с различными длинами волн, отдельно выделен видимый диапазон.
Обычное зеркало состоит из отражающей части (в бытовом случае это алюминевый слой) расположенной за защитным стеклом. Стекло пропускает фотоны, алюминий отражает.
Что произойдет с фотонами вне видимого диапазона?
Стекло
Оконное думаю подойдет для понимания. Отображен так-же видимый диапазон для удобства.
Судя по графику оконное стекло способно пропускать фотоны в интересующем нас диапазоне в пределах 700-3000нм.
И отражающий слой зеркала
Алюминий Al - синий график. Процент отражения в зависимости от длины волны. Как видно у него огромный диапазон отражения, как минимум 200-5000нм.
Получается отражательные способности зеркала больше ограничивает стекло, но тепловой диапазон оно вполне воспроизведет как минимум в диапазоне 700-3000нм.
Оригинальная картинка отражения в зеркале с тепловизора из того поста.
Научно-интеллектуальный комикс
Пояснение.
В опыте пучок света направляется на непрозрачный экран-ширму с двумя параллельными прорезями, позади которого устанавливается проекционный экран. Особенность прорезей в том, что их ширина приблизительно равна длине волны излучаемого света (влияние ширины прорезей на интерференцию рассматривается ниже). На проекционном экране получается целый ряд чередующихся интерференционных полос, что и было продемонстрировано Томасом Юнгом. Этот опыт демонстрирует интерференцию света, что является доказательством справедливости волновой теории.
Если исходить из того, что свет состоит из частиц (корпускулярная теория света), то на проекционном экране можно было бы увидеть только две параллельные полосы света, прошедшие через прорези ширмы. Между ними проекционный экран оставался бы практически неосвещенным.
С другой стороны, если предположить, что свет представляет собой распространяющиеся волны (волновая теория света), то, согласно принципу Гюйгенса, каждая прорезь является источником вторичных волн.
Если вторичные волны достигнут линии в середине проекционного экрана, находящейся на равном удалении от прорезей, в одной фазе, то на серединной линии экрана их амплитуды сложатся, что создаст максимум яркости. То есть, максимум яркости окажется там, где, согласно корпускулярной теории, яркость должна быть практически нулевой.
С другой стороны, на определённом удалении от центральной линии волны окажутся в противофазе — их амплитуды компенсируются, что создаст минимум яркости (тёмная полоса). По мере дальнейшего удаления от средней линии яркость периодически изменяется, возрастая до максимума и снова убывая.