вопрос из детства

[spilberg]

прошу не судить строго если упущу что-то логичное и из школьной программы, но вопрос давно засел в моей голове и никак не могу однозначно ответить. скажу честно что поселился он после прочтения "занимательной физики" Перельман (очень классная книга) думаю люди по старше помнят её
так вот суть вопроса заданого самому себе в пятом классе:
имеем сферу внутрение стенки которой имеют практически идеальную зеркальную поверхность. отражение всех ифракрасных, ультрафиолетовых и видимых лучей стримится к 1. в центр (а можно и нет) помещаем миниатюрный источник света и включаем его.
и вот собствено вопрос. будет ли после отключения источника света, свет внутри сферы? он исчезнет вместе с отключением источника или же будет убывать со временем не близким к скорости света?

ещё раз прошу прощения если ответ на этот простой вопрос был в учебниках за 8 класс

[j2153]

Нужно вспомнить закон Кирхгофа в оптике о том, что в случае теплового излучения, всякое тело способно излучать постольку, поскольку может поглощать, будучи холодным. То есть, чем тело чернее, тем ярче светится.
Этим законом объясняется тот факт, что белые и прозрачные тела практически не светятся при нагреве.

Из этого же закона следует, что, поскольку нить лампочки является внутри сферы единственным поглощающим телом, то после выключения весь излученный свет, блуждая внутри сферы, рано или поздно попадет на эту нить и поглотится ею.
То есть получится экспоненциальное убывание светового потока, и весьма быстрое. (На практике нить остывает в миллиарды раз медленнее.)

Это в случае, если установка не термоизолирована.
Если считать, что нет никакой иной теплопередачи, кроме излучения (которое не выходит и не поглощается сферой), то нить останется горячей и светящейся в таком "идеальном термосе".

[spilberg]

согласен на счёт поглашения если нить находится точно в фокусе, но если она смещена а поверхность сферы не поглощает, то фотоны доложны многократно отражатся без потерь, пока не попадут на поглащающую поверхность (внашем случае нить лампочки). так же можно было бы использовать лазер, окуляр которого находится на ровне с плоскостью сферы. из-за кривизны лазер многократно отрозится в случае если угол кривизны больше диаметра луча

[E_C_C]

В маштабе вселенной так и получается - пример тому реликтовое излучение.
Не помню где . может там же в занимательной физике был пример со свечкой и зеркалами стоящими напротив друг друга, так вот количество отражений зависит от того сколько процентов светового потока зеркало отражает, если зеркало идеальное 100% отражения , то свечка отразится бесконечное число раз.
Наверно так же и со сферой только среда внутри сферы должна быть идеально прозрачной для фотонов.
з.ы.
Ещё интереснее если сфера прозрачна в направлении внутрь и отражает в направлении наружу, получится "световой аккумулятор"

[spilberg]

чёто всё равно не понятно можно ли в зеркальной сфере заключить свет без источника света?

[j2153]

Заключить можно. Вопрос - как его туда ввести?
Любой источник если оставить внутри - будучи выключенным, он начнет поглощать (закон!).

Так что единственный (гипотетический) вариант - быстродействующий затвор (также идеально зеркальный).
Теоретически, даже если захлопывание "дверцы" не мгновенно, то к моменту полного ее закрытия какое-то количество света внутри сферы всё же еще оставалось. Вот оно-то и останется заключенным внутри, непрерывно отражаясь.

На практике - конечно поглотится очень быстро.

Между прочим, еще древнегреческие философы проделывали этот опыт: непрозрачную бутылку запечатывали под солнечными лучами, несли в темноту и там откупоривали, чтобы посмотреть: не сохранилось ли в бутылке какое-нибудь количество световой материи? )))))))

[spilberg]

Между прочим, еще древнегреческие философы проделывали этот опыт: непрозрачную бутылку запечатывали под солнечными лучами, несли в темноту и там откупоривали, чтобы посмотреть: не сохранилось ли в бутылке какое-нибудь количество световой материи? )))))))

а почему бы и нет ведь они просто не знали что скорость свет очень велика и даже если что-то такое там было то оно поглатилось очень быстро как только открывался сосуд.
ещё одно. для света не существует мера объёма (даже смешно звучит - дайте мне один куб света)) мы може мерять только интенсивность светового потока и вроде приходим к мысли что свет без источника не существует. однако наблюдаем свечение звёзд которые давно погасли. значит свет может может иметь некий объём в момент времени без источника, а следовательно теоретически его можно заключать в некий объём
интересно получается...

[rear]

Так свет - это же волна...
источник угас, а она себе распространяется по бесконечному пространству

[spilberg]

а как же корпускулярная теория света?
мы знаем что волна может отражтся и будет постепенно терять энергию в случае перехода через среды.
предположим есть волна (луч света) в вакууме. нет потерь и препятствий. следовательно энергия волны дожна не изменятся. следовательно в случае "идеального отражателя" в нутри сферы не будет потерь энерги и свет приобретёт объём

[j2153]

значит свет может может иметь некий объём в момент времени без источника

Видел, помню, такую фотку: фемтосекундный лазерный импульс, пролетающий через пузырек со слегка мутной водой. (Мутной - для того чтобы он немного рассеивался и был виден сбоку.)
Снято при помощи сверхбыстродействующего затвора.
Этакий "отрезок" луча в виде сильно вытянутого овала посередине бутылки)))))