Ερώτηση σχετικά με την ταχύτητα του φωτος...

[michael497]

Γεια σας!

Πρόσφατα μου προέκυψε μια απορία η οποία μπορεί να είναι και λίγο κουτή... Σκέφτικα ότι λογικά οταν το φως ταξιδεύει στο διαστημα και περναει μεσα απο νεφελωματα και διαφορα αλλα θα πρεπει να χανει ενεργεια... Αρα γιατι η ταχυτητα του μενει σταθερη; Ξερω οτι το φως συμπεριφερεται και σαν να αποτελειται απο κυματα και σαν να αποτελειται απο μορια...

[dp297]

Διότι το φως δεν ειναι μια οντότητα. Αποτελειται από φωτονια. Αυτα που απορροφούνται από το νεφέλωμα χάνονται, όσα επανεκπεμπονται συνεχίζουν με την ταχύτητα του φωτος καθως κ όσα δεν απορροφόνται η αλληλεπιδρούν με το νεφέλωμα.

[michael497]

Οκ..

[Καρυοθραύστης]

Βέβαια, όπως η ταχύτητα του φωτός μειώνεται όταν ταξιδεύει στον αέρα, έτσι θα μειώνεται και όταν διαπερνά ένα νεφέλωμα.

[michael497]

Αρα δεν διατηρει την ταχυτητα του σταθερη;

[Καρυοθραύστης]

Όταν ταξιδεύει "μέσα" στο νεφέλωμα, όχι. Δεν διαφέρει και σε τίποτα η ατμόσφαιρα της Γης από οποιαδήποτε άλλη ή από τα νεφελώματα. Φυσικά, η πτώση δεν είναι και τεράστια σε διάδοση σε αέρια, ενώ έχει σημασία και σε τι πίεση βρίσκονται αυτά.

[michael497]

Τοτε αφου δεν διατηρει την ταχυτητα του πως μπορουμε με σιγουρια να πουμε οτι ενα αντικειμενο απεχει π.χ 100 ετη φωτος απο την γη;

[Καρυοθραύστης]

Ωραία, ας το μελετήσουμε αναλυτικά.

 

Το φως ενός νεφελώματος (που δεν συστέλλεται) μπορεί να προέρχεται είτε από ανάκλαση του φωτός αστέρων ή από απορρόφηση και επανεκπομπή ακτινοβολίας. Όταν "διαφύγει" το φως από το νεφέλωμα και αρχίσει να διαδίδεται στο "κενό", τότε αυτό θα το κάνει με σταθερή ταχύτητα c κενού. Αν περάσει μέσα από μεσοαστρική σκόνη ή αέριο (όχι νεφέλωμα), όταν εισέλθει σε αυτές τις περιοχές, θα μειώσει ταχύτητα, θα διαδοθεί με σταθερή ταχύτητα μέσα στο άεριο/σκόνη (αν είναι ομόγενες, αλλιώς θα είναι μεταβλητή) και όταν ξεπεράσει το εμπόδιο, θα αρχίσει να κινείται πάλι με ταχύτητα κενού. Ομοίως γίνεται και με το φως που "διαπερνά" τα νεφελώματα (αφού αυτά δεν απορροφούν όλα τα μήκη κύματος).

 

Άρα, το φως από το νεφέλωμα στη Γη φτάνει με σχετικά σταθερή ταχύτητα (όπως είπα και σε αέριο να διαδίδεται, η διαφορά είναι μικρή).

 

Η παγίδα στην ερώτησή σου όμως είναι ότι το έτος φωτός είναι μονάδα μέτρησης! Οι αστρονόμοι βρίσκουν την απόσταση του νεφελώματος σε AU ή km και μετά αυτό το αντιστοιχούν σε έτη φωτός (θεωρώντας την ταχύτητα διάδοσης του φωτός στο κενό), χωρίς να τους νοιάζει αν το φως θα έκανε όντως τόσο χρόνο (ακριβώς)!

[dp297]

Η αρχικη ερωτηση ειναι εαν χανει το φως ενέργεια οταν διέρχεται από το νεφέλωμα.

 

Χανει το φως ενέργεια όταν διέρχεται από το γυαλί? Η απάντηση ειναι η ίδια. Κ ειναι η ίδια επειδη απλά το φως ...βλέπε φωτονια που διέρχονται από το γυαλί δεν ειναι τα ιδια με αυτα που εισήλθαν στο γυαλι. Το φως αλληλεπιδρα.

[Καρυοθραύστης]

Σωστός. Οπότε για να κλείσουμε την πρώτη ερώτηση:

α. Το ό,τι το φως χάνει ενέργεια, αληθεύει, αλλά ως όλον (δηλαδή κάποια φωτόνια απορροφώνται, ή τα φωτόνια επανεκπομπής έχουν μεγαλύτερο μήκος κύματος).

β. Η ενέργεια του φωτός δεν έχει να κάνει με την ταχύτητά του. Όλα τα χρώματα διαδίδονται με την ίδια ταχύτητα στο ίδιο μέσο (αν τους επιτρέπεται), και ας έχουν διαφορετική ενέργεια ανά φωτόνιο.

[Heal]

Ο φίλος dp297 νομίζω πως προσεγγίζει πιο σωστά την απάντηση σε ένα πολύ σημαντικό ερώτημα.

 

Το κάθε φωτόνιο κινείται ΠΑΝΤΑ με την ταχύτητα του φωτός. Όταν το φως περνάει μέσα από ένα υλικό τα φωτόνια συγκρούονται ή απορροφόνται και επανεκπέμπονται, το φως που θα δούμε τελικά έχει υποστεί αυτή τη διαδικασία η οποία τελικά το επιβραδύνει (για αναλογία ας φανταστούμε ότι ένα αυτοκίνητο ενώ κινείται με την ίδια ταχύτητα, αντί να πηγαίνει ευθεία κάνει ζικ-ζακ οπότε τελικά αργεί).

 

Αν το προτιμάτε την κυματική περιγραφή: το ηλεκτρικό και το μαγνητικό πεδίο προκαλούν την ταλάντωση των φορτισμένων σωματιδίων του υλικού από το οποίο διέρχεται, τα οποία σωματίδια με τη σειρά τους επανεκπέμπουν φως με την ίδια συχνότητα του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου που αντιστοιχεί στο αρχικό φως, αλλά με μια διαφορά φάσης η οποία τελικά θα φανεί σαν μείωση ταχύτητας.

 

Αυτό ισχύει για το φως όταν διέρχεται από κάποιο υλικό γενικά, είτε είναι ο αέρας, είτε το νερό είτει κάποιο νεφέλωμα.

 

Αν και είναι εμφανής ο πειρασμός να εφαρμόσουμε τα θεωρήματα κινητής ενέργειας που γνωρίζουμε από το λύκειο, δεν μπορεί να πει κανείς ότι το φως κινείται πιο αργά άρα έχασε κινητική ενέργεια. Το κάθε φωτόνιο εξακολουθεί να κινείται με την ταχύτητα του φωτός αλλά πιο κοντά στην πραγματικότητα είναι η αλλαγή του μονοπατιού και το γεγονός ότι τα μόρια του υλικού από το οποίο διέρχεται το φως αρχίζουν να ταλαντώνονται με αποτέλεσμα μέρος την ενέργειας να πηγαίνει εκεί.

[dp297]

[Καρυοθραύστης]

... Δε βλέπω να διαφωνεί σε κάτι κανείς από τους τρεις μας.

[Heal]

Αγαπητέ Καρυοθραύστη, έγραφα την απάντηση μου την ώρα που έγραφες και τη δική σου για αυτό δεν αναφέρθηκα σε αυτήν, μιας και είχα δει μόνο το κείμενο του Δημήτρη. Δεν υπάρχει κάποια διαφωνία.

[dp297]

Υπάρχει βεβαια κ η περίπτωση όπου το φως διέρχεται από ένα συμπύκνωμα Bose-Einstein κ η ταχύτητά του μειώνεται από 300,000 Km/sec σε μερικά μέτρα ανά δευτερόλεπτο.....όπου ένας Θεος ξέρει τι γινεται σε αυτη την περίπτωση.....

[michael497]

Μαλιστα! Σας ευχαριστω πολυ και τους 3 για τις απαντησεις σας!

[ΠΑΠΑΣΩΤΗΡΙΟΥ ΛΕΩΝ]

Μην ξεχναμε οτι το φωτονιο δεν εχει μαζα ηρεμιας,γιαυτο συμπεριφερεται ετσι.

[michael497]

Ναι το ξερω...

[XB70A]

Bρε φιλοι μου, το φως χανει η δεν χανει ταχυτητα περνωντας μεσα απο ενα νεφελωμα ?

 

(Ακομα και αν ειναι μερικα δευτερολεπτα φωτος μπροστα στα δεκαδες η και χιλιαδες ετη φωτος

της αποστασης που διεννυσε ...)

[dp297]

Η ερώτηση ειναι όσο σημαντικη όσο κ η απάντηση.

Αν χάνει ταχύτητα περνώντας μεσα από νεφελωμα γιατι η ταχυτητα του όταν βγει από το νεφέλωμα παραμενει η ίδια με αυτη που ειχε προτού εισέλθει?

 

Νομιζωι απαντηθηκαν αυτα πιο πανω

[HOMO]

Οι μακρινοί γαλαξίες επειδή απομακρύνονται με μεγαλύτερη ταχύτητα μετατοπίζεται το μήκος κύματος που εκπέμπουν προς το ερυθρό. Έτσι κάπως θεμελίωσε και τη θεωρία του ο Hubble περί διαστολής του σύμπαντος. Οι νέες τάσεις στη κοσμολογία αμφισβητούν αυτή τη θεωρία λέγοντας πως η μετατόπιση προς το ερυθρό προκαλείται εξαιτίας τη " κόπωσης του φωτός" . Τι είναι αυτό που προκαλεί αυτή τη κόπωση? Μήπως οι αλληλεπιδράσεις των φωτονίων με νεφελώματα , με σμήνη αστέρων , με το κενό ή με άλλα φωτόνια? Αυτή η θεωρία δεν έχει αποδειχτεί ακόμα και έχει πολλούς επικριτές.

 

http://en.wikipedia.org/wiki/Tired_light

[Καρυοθραύστης]

Τότε φαντάζομαι ότι για την μετάθεση προς το κυανό έχουμε την "τόνωση του φωτός".

[Bi2L]

Γεια σας!

Πρόσφατα μου προέκυψε μια απορία η οποία μπορεί να είναι και λίγο κουτή... Σκέφτικα ότι λογικά οταν το φως ταξιδεύει στο διαστημα και περναει μεσα απο νεφελωματα και διαφορα αλλα θα πρεπει να χανει ενεργεια... Αρα γιατι η ταχυτητα του μενει σταθερη; Ξερω οτι το φως συμπεριφερεται και σαν να αποτελειται απο κυματα και σαν να αποτελειται απο μορια...

Μιχάλη η απορεία σου ΔΕΝ είναι κουτη κάθε άλλο, καυτή ίσως

 

Καλή συνέχεια!!

[georgexiro]

Ίσως όμως το φωτόνιο να έχει μάζα?? Αλλά αρκετά λίγη ώστε να αλληλεπιδρά ελάχιστα με το πεδίο Higgs. Αν ένα σωματίδιο δεν είχε καθόλου μάζα ίσως να έτρεχε με πολύ υψηλότερη ταχύτητα ή ακόμα και με άπειρη.

[dp297]

Ίσως όμως το φωτόνιο να έχει μάζα?? Αλλά αρκετά λίγη ώστε να αλληλεπιδρά ελάχιστα με το πεδίο Higgs. Αν ένα σωματίδιο δεν είχε καθόλου μάζα ίσως να έτρεχε με πολύ υψηλότερη ταχύτητα ή ακόμα και με άπειρη.

 

Δεν ξέρω βασικά τι σημαίνει άπειρη ταχύτητα....σημαινει ότι το φωτόνιο βρίσκεται παντού στο σύμπαν την ίδια στιγμή....

οπότε αν η ταχυτητα δεν ειναι δυνατόν να ειναι άπειρη κ ειναι πεπερασμένη..γιατί όχι η ταχύτητα του φωτός?