Каков физический смысл длины волны света? Этот вопрос задавался раньше, но я не могу найти удовлетворительный ответ. Некоторые респонденты сказали, что вопрос расплывчатый, я так не думаю, но позвольте мне уточнить. Предположим, кто-то дергает гитарную струну и делает снимок вибрирующей струны с очень высокой скоростью затвора, так что изображение струны «застыло» во времени. Далее предположим, что струна колеблется с одной частотой. Затем можно использовать изображение для определения и измерения длины волны вибрирующей струны. Теперь давайте предположим, что продвинутый инопланетянин приземляется на Землю и показывает нам, как «выстрелить» одиночным фотоном из лазерной пушки, и с помощью продвинутой технологии, которая полностью находится за пределами нашего понимания, может «заморозить». путь одиночного фотона на расстояние в несколько метров, а затем можно создать трехмерную голограмму волны (или волн - электрических и магнитных). Учитывая, что эту трехмерную голограмму можно вращать, расширять или сжимать в соответствии с нашими целями, как можно измерить длину волны фотона? Существует ли на самом деле реальное физическое воплощение длины волны света или это просто полезная абстрактная концепция (например, мнимые числа), используемая в уравнениях Де Бройля и других уравнениях без какого-либо реального физического смысла? как измерить длину волны фотона? Существует ли на самом деле реальное физическое воплощение длины волны света или это просто полезная абстрактная концепция (например, мнимые числа), используемая в уравнениях Де Бройля и других уравнениях без какого-либо реального физического смысла? как измерить длину волны фотона? Существует ли на самом деле реальное физическое воплощение длины волны света или это просто полезная абстрактная концепция (например, мнимые числа), используемая в уравнениях Де Бройля и других уравнениях без какого-либо реального физического смысла?
Что ж, воображаемый эксперимент, который вы представили, является довольно удовлетворительным методом, я бы сказал. Длина волны гитарной струны — это просто расстояние между двумя последовательными пиками или впадинами колеблющейся струны (для простоты пусть частота будет постоянной). Длина волны электромагнитного поля или света — это просто соответствующая величина для колеблющегося электрического поля. Я могу придумать два возможных возражения против этого определения:
В. Гитарные струны реальны, а поля — это настоящие объекты или просто математические конструкции?
Это был бы оправданный вопрос, усугубляемый тем, как в школе преподаются области. Но будьте уверены, что поля — это такая же математическая конструкция, как и объекты. Квантовая теория поля, которая является очень удачным описанием мира, рассматривает объекты как поля, и, таким образом, каждая гитарная струна является возбуждением поля. Так что да, поля настолько реальны, насколько это возможно, а не удобная конструкция.
В. Второе возражение: можем ли мы сделать снимок фотона, как вы упомянули?
Подумайте о том, как вы делаете снимок гитарной струны. Миллиарды фотонов, испускаемых каким-либо источником света, ударяют по струне в каждое мгновение, и с помощью камеры вы можете зафиксировать эти фотоны. Если ваша камера достаточно быстра, вы сможете увидеть разницу между фотонами, попадающими в струну, скажем, каждую наносекунду ее колебаний, и это даст вам серию снимков, определяющих местонахождение струны каждую наносекунду. Итак, снимок электромагнитных волн сводится к 1. поиску аналога света, используемого для наблюдения за гитарной струной. Если бы у вас была частица, которая была бы достаточно мала, чтобы, даже если бы она отклонялась электромагнитным полем, на самом деле она не изменяла бы траекторию поля. Более того, они должны быть намного меньше, чем расстояния электромагнитных волн (микрометры - нанометры), чтобы разрешить эти расстояния в этой футуристической камере. 2. Правильная камера. Он должен быть достаточно чувствительным, чтобы обнаружить эту крошечную частицу, чья энергия/масса настолько малы, что она даже не отклоняет свет. Во-вторых, он должен быть достаточно быстрым, чтобы разрешить временной период света, который составляет (10 ^ -15 секунд).
Ни одно из этих требований по своей сути не нарушает никаких законов физики. Такие инопланетяне вполне могут существовать, или мы можем стать ими в далеком будущем.
Итак, длина волны света такая же, как длина волны любого другого поля, включая гитарные струны. Если электромагнитные волны — удобная математическая конструкция, то и все остальное — тоже.
Себхофер
Хавьер
Джон Даффилд
гокс