Можно ли приложить силу к легкой частице?

Я знаю, универсальный предел скорости - это скорость света с . Итак, можно ли приложить большую силу к легкой частице? Что бы с ним случилось, если бы мы могли?

Я пытался найти похожий вопрос, потерпел неудачу и сдался. Но спасибо за понимание, которое вы мне дали.

Ответы (1)

Сила определяется как изменение импульса во времени. В ньютоновском пределе это означает массу, умноженную на ускорение. Но когда речь идет о таких вещах, как фотоны, применяется формальное определение.

Фотоны не имеют массы, только импульс. Следовательно, если к ним приложить силу, их импульс можно изменить. Это может произойти двумя важными способами: сила может изменить направление или величину импульса. Изменение направления означает, что свет отражается, рассеивается, преломляется или искривляется. Изменение величины означает, что изменяется частота света. Гравитация может сделать это, как и отражение от движущегося объекта (ничто не может ударить фотон сзади, поэтому любое изменение импульса от столкновения с фотоном должно отразить его).

Гравитация может и действительно прикладывает силу к фотонам. При входе в гравитационный колодец фотон падает внутрь. Он набирает импульс, как и большинство падающих внутрь объектов, что приводит к смещению частоты в синий цвет. Покидая гравитационный колодец, фотон теряет импульс, что приводит к красному смещению частоты.

Привет. Я нашел, что это был очень хороший и интересный ответ. Не могли бы вы сказать, есть ли у вас в уме другие явления, которые могут вызвать изменение частоты света? Спасибо.
@ConstantineBlack Это зависит. Должен ли исходный фотон оставаться неповрежденным? Под этим я подразумеваю, что это просто изменение частоты? Или может ли в этом случае учитываться процесс, который потребляет один фотон и производит другой с другой частотой?
Я думаю, что второе может считаться так же хорошо, как и первое. Я имею в виду, может ли распространение света от одного среднего значения к другому каким-то образом изменить его частоту и, как было сказано ранее, можем ли мы вообще найти другие явления, которые могут изменить частоту фотона. Итак, если вы можете уточнить это, вы бы предложили мне большую помощь. Итак, рассмотрите, если можете, оба упомянутых вами случая. Спасибо.
@ConstantineBlack Частота может быть изменена за счет расширения пространства, спонтанного образования пар, рассеяния, событий смещения красного / синего. Это может быть лучше подходит как отдельный вопрос. Посмотрите, задавался ли этот вопрос раньше, и если нет, задайте его как новый вопрос. Это дало бы больше места для исчерпывающих ответов.
"сила может изменить направление" - как это передает энергию? Интересно, что в вашем ответе упоминается «гравитационное синее смещение», которое резко контрастирует с фотоном Эйнштейна от солнца, изменяющимся в направлении - только, а не в длине волны. Значит не в энергетике? При полностью «упругом рассеянии» есть ли сила, которая «работает». Является ли изменение направления изменением энергии фотона или преломляющей частицы? С радиальной силой и массой это так. Пища для размышлений - Направление безмассового фотона может быть силой, действующей без реакции (почему фотон должен притягивать землю, как игла).
«Сила определяется как изменение импульса во времени». - Как вы упомянули синее смещение, фотон, который «падает», мог быть отклонен Землей (или Луной, анекдот Эйнштейна, солнечное затмение), и в отсутствие массы это не должно быть изменением импульса, следовательно никакая сила не применялась, что звучит как некоторый парадокс. Затем есть «время»: не связано ли «время», когда фотон преломляется в зеркале без какого-либо изменения частоты (цвета), следовательно, нет силы и нет изменения импульса при полностью «упругом рассеянии»?
@PeterBernhard Энергия фотона равна его величине импульса, умноженной на скорость света в вакууме. Изменение энергии фотона, таким образом, меняет его импульс. Изменение его направления также изменит импульс, но не энергию. Гравитационное отклонение является примером изменения направления. Синий сдвиг является примером изменения энергии. Оба изменяют вектор импульса в течение наблюдаемого времени.
Очень понятные и полезные советы, спасибо большое. Только одно: понятно, что «всегда» задействовано время, и всегда есть дельта? Говорят, что импульс является вектором, но направление, которое я никогда не видел, упоминалось в формулах за наблюдаемое время. Гравитационное отклонение можно представить в виде изогнутой линии; отражение в зеркале кажется мгновенным. Сколько времени потребуется дельте для изменения направления фотона в зеркале...?
@PeterBernhard Я не знаю навскидку ограничение на требуемое время, но я знаю, что оно очень маленькое. О порядке планковского времени. Это для общего изменения направления. Еще проще в зеркалах то, что импульс фотона не просто меняется на противоположный. Фотоны поглощаются отражающей средой и переизлучаются как идентичные фотоны с зеркально отраженным импульсом. Это помогает удалить разрывы в производной
Я перестану комментировать, опасаясь быть удаленным из чата. Может быть, вы хотите рассказать в своем ответе или в комментарии, что такое формула «При входе в гравитационный колодец», это было бы полезно для новичка: пожалуйста, напишите формулу для синего смещения. Тогда почему бы не написать формулу для "Изменение направления означает, что свет отражается, рассеивается...". Спасибо за все советы, которые вы дали!
Можно ли приложить силу к легкой частице?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v