Генератор света с регулируемой длиной волны

[Владимир08]

Владимир08, таки форум совсем не место для школьных уроков и лекций по предмету.

Не выдумывайте. В школе таких тонкостей и сложностей не преподают.

[Kabron]

Не выдумывайте.

А мысли куда девать?

[mike-y-k]

Владимир08, если в ключе ЕГЭ - таки точно не преподают, там нет такого вопроса
Для остальных вполне доступно в учебнике все написано. Можете найти предыдущие издания из прошлого века. И про Занимательную физику уже было сказано.
Тут очень старое про способ и причину как раз применимо…
Таки попробуйте почитать от учебника и дальше.

И я вовсе не выдумываю - для начала таки сам учился по тем учебникам, потом уже усугублял из разных источников. Может что-то в Вашей консерватории поправить ;???:

[NewWriter]

Йййи-биться сердце перестало...

[val_ka]

Если фотон попадает в прозрачное вещество(например из вакуума) и ему удаётся избежать столкновения с атомами и электронами и поглощения с переизлучением - его длина волны останется неизменной?

Не выдумывайте. В школе таких тонкостей и сложностей не преподают.

Ну вообще-то правильно, в школе не преподают, а в институтах если и преподают, то только в специализированных, и то только в теории (наверное), т.к. этот вопрос не решен.
Собственно почему я отвечаю вообще на этот вопрос. т.к. я точно знаю, что глупых вопросов не бывает - это кто-то из древних сказал.

У Вас несколько неправильно поставлен вопрос, т.к. фотону невозможно избежать столкновения с атомами в обычных условиях. А вот в специальных можно!
Если вкратце про свет в нормальных условиях, то я попробую пояснить так, это должно быть правильным:
Норм.условия - в обыном в-ве электроны находятся на орбитах ближе к ядру (на внутренних энергетических уровнях) где требуется минимальная энергия. Фотон попадая, грубо говоря, в атом, отдаёт часть энергии электрону, и он переходит на внешнюю орбиту (какую-то из... ), поэтому и говорят, что в этом случае электрон поглощает.
И вот тут самое интересное (в данный момент). Дело в том, что в свете летит группа фотонов - каждый со своей длиной волны. А в-во (стекло например) примет только те фотоны, которые по длине волны совпадут с электроном этого вещества - т.е. электрон определённого вещества перейдёт на повышенный уровень только от фотона с совпадающими длинами волн с электроном вещества (стеклом в примере, не забываем).
По прошествии некоторого мизерного времени (пусть минус 10 степень секунды) электрон переходит снова к внутренней орбите, и излучает то, что поглотил (возможно с меньшей энергией), в результате, выходит тот же свет (и цвет), что вошёл, но со слегка меньшей энергией (наверное), но с такой же длиной волны (т.к. их летит много, т.е. группа (или спектр), то можно сказать о средней длине волны группы).

Пусть летят три фотона с длинами волн RGB теперь в стену. Электрон в-ва заберёт (от удара) энергию только одного фотона (пусть Blue). А фотоны R и G вылетят наружу, и мы увидим свет цвета RG - и мы "думаем", что эта стена именно этого цвета. Хотя на самом деле, стена имеет настоящий цвет B.

Вот спектрометры - там на них (на экране) появляются при измерении некоторые полоски (по длине волны) вот именно эти полоски и являются той длиной волны, которые поглощает/испускает данное какое-то вещество.

Специальные условия: чтобы фотоны не был поглощены и переизлУчены веществом, через которое проходят, их нужно их как бы подвозбудить, чтобы они начали (или перешли уже - не суть) переход на наружную орбиту. Тогда свет, проходящий не будет поглощаться атомами - т.е. для света такое вещество будет прозрачным.
Для этого нужна сверхнизкая температура - ну самая низкая считается 0*К (-273*С) - это недостижимо, вроде, поэтому пусть будет 10*К. (и когда-то я читал, что есть такой конденсат Бозе (помоему) ). Но этого условия скорее всего мало, т.к. электроны всё равно на своих орбитах, и их надо чем-то подвозбудить, и вещество нужно какое-то (пары металла например, или что-то такое).
Вот если через эти пары металла пропустить свет от когерентного (одной длины волны) источника (лазера например), с длиной волны, которую показал спектрограф (смотри выше - про полоску), то электроны вещества перейдут на внешнюю орбиту, и уже не смогут - им уже не надо - поглощать видимый свет. Вот такая среда будет для света по настоящему прозрачной.

Но я когда сделал расчёт (вчера ), то там получается интересное свойство, т.к. я хотел найти работу (ну или момент) света в веществе, то я просто проинтегрировал импульс по времени (настолько меня заинтересовал Ваш вопрос) .
P=mV; (масса на скорость - предпологаю, что есть некая масса). Заменим скорость как S/t, (S - квант же проходит какое-то расстояние), а границы определённого интеграла возьмём от 1 до 0, т.к. скорость в в-ве замедляется, тогда
интегр(m(S/t)dt)| (от 1 до 0) = mS(ln0-ln1) = - infinity.
Хоть натуральный логарифм не определён на бесконечности - (график не пересекается внизу с осью y), но нас интересуют некоторые экстремумы (хотя в данном случае разрывы).
Т.е. момент (а это он, т.к. размерность [kg*m] будет возрастать и будет отрицательным, а отрицательный момент - это если ускорение отрицательно и растёт против направления движения. И конечно длина волны будет уменьшаться.

Отвечая на Ваш вопрос

Если фотон попадает в прозрачное вещество(например из вакуума) и ему удаётся избежать столкновения с атомами и электронами и поглощения с переизлучением - его длина волны останется неизменной?

можно сказать, что его длина волны будет уменьшаться.
А кроме этого - при таких искусственных условиях будет уменьшаться и скорость, а значит, что можно остановить свет, по сути дела.

Я порылся в инете, и нашёл, что действительно так и есть:
https://www.nkj.ru/archive/articles/6674/


ps: поставил Вам плюсик за интересный вопрос.

pps: кстати, Вашу задачку по управлению через "земельный" провод (без нарушения правил ТБ) я тоже решил. Но теорию надо бы проверить

[laser532]

В обучении физике электричества есть большая ошибка под названием СИ, которая искажает физический смысл явлений. Например в СИ формулах нет фундаментальной скорости света, зато есть надуманные размерные диэлектрические и магнитные проницаемости вакуума, хотя очевидно, что они равны 1 для всех тех случаев, что могут быть интересны инженеру и даже большинству исследований, не интересующимся поляризацией вакуума в сильных полях.

Проблема СИ возникла исторически из-за измерения токов динамометрами. Т.е. СИ не для физики, а для приборов. Интересующийся физикой должен осознавать, что имеющаяся картина мира формируется комплектом фундаментальных констант, соотношением их величин. Все-остальное - "линейные комбинации базисных векторов".

А фотоны - это ведь любые кванты ЭМ излучения? Если да, то гамма-кванты могут не снижать скорость во многих материях. Да и для рентгена, что там кроме алмаза в качестве линзы можно применить? - я не знаю, не слежу.

Т.е. если коэффициент преломления среды для данного излучения равен единице, то скорость в среде не меняется.

Все это упрощенно, отбрасывая дуалистические уточнения для конкретных случаев.

[Maxymen]

эээээ.....
а интересно как в вашем сознании связаны понятия белый свет он же белый шум и частота волны????
и как генерировать белый шум одноволновым генератором?

Если делать не истинный спектр, а видимый, то можно было бы гонять пилообразненько частоту от красного до фиолетового, скажем, 25 (или 100-200) свипов в секунду.
А на протяжении свипа синхронно дать амплитудную модуляцию по полосам реально желаемого спектра. Хочешь - Солнца, хочешь - Веги.
Или лампы дневного света.
Тогда вопрос корректен. Нужен просто свип-генератор достаточной частоты. Всего-то.

[NewWriter]

большая ошибка под названием СИ,

Ййййпонский бог, вся жысть насмарку теперя. Пойду порву книшки и прафесуре скажу, чта ани ашибались!

Не, капец, чем больше читаешь эти ваши откровения, тем больше переворачивается мир. Скажите, а вы откуда такие все взялись, как на подбор прям все гении, нобелевские лауреаты, открыватели истинной науки? Вы фшколе так хорошо учились, или быть может у вас папа - академик РАН и он вывел альтернативную физику?
Кароч, пацаны, харэ умничать, ложитесь лучче спать, а то не приснится ночью еще одна порция откровений.

[val_ka]

В обучении физике электричества есть большая ошибка под названием СИ, которая искажает физический смысл явлений.
... Т.е. СИ не для физики, а для приборов.

А фотоны - это ведь любые кванты ЭМ излучения? Если да, то гамма-кванты могут не снижать скорость во многих материях. Да и для рентгена, что там кроме алмаза в качестве линзы можно применить?

Ну это да. Помню в институте профессор один как-то говорил, что СГС система для физика более понятна. (я уже потом с годами понял что он имел ввиду, и копнул ещё дальше, к Максвеллу - например сейчас мало кто понимает, что Фарады и Генри - это на самом деле сантиметры.... ).

На счёт фотонов, вот исходя из той статьи, возьмём телевизор с кинескопом. В кинескопе (который охлаждается до -272.9 *С) находятся пары атомов натрия (не вакуум). Возле катода установим лазер, чтобы он конденсат осветил "связующим пучком" линейно поляризованного лазерного света с частотой, соответствующей энергии его слабого возбуждения. Атомы "в парах натрия" перешли на более высокий энергетический уровень и перестали поглощать свет. Вокруг кинескопа поставим ещё пару магнитных катушек, чтобы удерживать эти "пары натрия". Остальное в таком телевизоре оставим как есть.
Пусть ширина экрана будет 1 метр. Развёртка рисует кадр в 625 строк. Скорость света (там у них в опыте) получилась 17 м/с, т.е. наш луч будет проходить 625 метров. Разделим 625/17, получаем 36 секунд - через такое время один кадр закончит "прорисовку" одного кадра.
(если, конечно, эта вся фигня не сгорит гораздо раньше. ).

Кароч, пацаны, харэ умничать, ложитесь лучче спать, а то не приснится ночью еще одна порция откровений.

И то правда.
Пойду шкаф доделывать..., чтоли...

[DanilinSA]

Да, всем отсыпаться. А то людям уже кажется, что фотоны, электроны и атомы - аналоги твердотельных шариков.