Хабр Курсы для всех
РЕКЛАМА
Практикум, Хекслет, SkyPro, авторские курсы — собрали всех и попросили скидки. Осталось выбрать!
Хабр доступен 24/7 благодаря поддержке друзей
Комментарии 149
Что будет видеть наблюдатель, помещенный в центр цилиндра со стенками из такого зеркала?
Свет своей ауры, я так думаю. (имеется ввиду не мифическая аура, а реальное световое излучение человека)
Темноту, но если ему дать фонарик…
ничего конкретного, там же полное отражение под уголом 35 град
В детстве была у меня книжка, занимательная физика, задачник. И помниться была там задачка про единственный фотон в кастрюле. С идеально отражающими стенками и крышкой. Требовалось рассчитать освещённость в люксах, кажется. Так вот, как ни странно, было в той кастрюле довольно светло, как от лампочки. Напоминаю, от одного фотона. Светло. Но ровно до того момента, как туда заглянет наблюдатель. Вспышка в глаз и полный мрак.
Тут уже сказали, что наблюдатель поглощает своим телом. Но даже если наблюдателя полностью завернуть в отражающую фольгу, скажем — дырочку для глаза-то всё равно придётся оставить. Иначе какой же он наблюдатель, если ничего не видит. А глаз по определению поглощает фотоны.
В общем, подозреваю, что в идеально отражающей среде наблюдатель увидит все фотоны, которые испустит источник света. Под какими углами они придут — зависит от конфигурации помещения. Запаздывание при разумных размерах и конфигурациях помещения можно не учитывать. Кстати, зависит ещё, насколько идеальный глаз и источник. Источник не должен поглощать, а глаз должен поглощать всё без отражения. Хотя может достаточно идеального источника, тогда глаз рано или поздно поглотит все фотоны, которые отразил энное количество раз.
Ну и ближе к теме — если наблюдатель не идеально-точечный, то зависит ещё от формы тела наблюдателя, и где у него дырочка. :))
Тут уже сказали, что наблюдатель поглощает своим телом. Но даже если наблюдателя полностью завернуть в отражающую фольгу, скажем — дырочку для глаза-то всё равно придётся оставить. Иначе какой же он наблюдатель, если ничего не видит. А глаз по определению поглощает фотоны.
В общем, подозреваю, что в идеально отражающей среде наблюдатель увидит все фотоны, которые испустит источник света. Под какими углами они придут — зависит от конфигурации помещения. Запаздывание при разумных размерах и конфигурациях помещения можно не учитывать. Кстати, зависит ещё, насколько идеальный глаз и источник. Источник не должен поглощать, а глаз должен поглощать всё без отражения. Хотя может достаточно идеального источника, тогда глаз рано или поздно поглотит все фотоны, которые отразил энное количество раз.
Ну и ближе к теме — если наблюдатель не идеально-точечный, то зависит ещё от формы тела наблюдателя, и где у него дырочка. :))
Имеет ли вообще смысл говорить об освещённости в этом случает? Так как люксметр помещённый в эту кастрюлю поймает только этот один фотон и покажет ноль люксов. Если только этот люксметр может детектировать фотоны не влияя на них, что в принципе невозможно.
Вы фотограф или физик? :) Физики сначала считают по формуле, потом измеряют, и то только лишь затем, чтобы проверить формулу. :)
Меня в детстве то и поразило, что как бы всё правильно в теории, по всем этим люксам, люменам и канделам выходило, что световой поток в любой точке довольно мощный. Фотон — он же, гад такой, очень шустрый, и в маленькой кастрюле он жуткую плотность траекторий даёт по всем стерадианам, как раз нужное количество ватт и набегает. А на практике — да, очевидно, что «света не будет, электричество кончится», практически мгновенно.
Это ведь ещё об ограниченности единиц измерения многое говорит. Вроде там и время, и пространство, и масса-энергия учитывается, а вот же чего-то не хватает, чтобы отразить суть, что фотон-то один. И роль наблюдателя тут решающая и очевидная, неплохая иллюстрация без сложных квантовых эффектов и полудохлых котов.
Меня в детстве то и поразило, что как бы всё правильно в теории, по всем этим люксам, люменам и канделам выходило, что световой поток в любой точке довольно мощный. Фотон — он же, гад такой, очень шустрый, и в маленькой кастрюле он жуткую плотность траекторий даёт по всем стерадианам, как раз нужное количество ватт и набегает. А на практике — да, очевидно, что «света не будет, электричество кончится», практически мгновенно.
Это ведь ещё об ограниченности единиц измерения многое говорит. Вроде там и время, и пространство, и масса-энергия учитывается, а вот же чего-то не хватает, чтобы отразить суть, что фотон-то один. И роль наблюдателя тут решающая и очевидная, неплохая иллюстрация без сложных квантовых эффектов и полудохлых котов.
Роль наблюдателя (будь то глаз, или люксметр, или фотоумножитель, или еще что) тут зависит от того, насколько он сам поглощает фотоны. Получается, что определение люкса не учитывает отражающие свойства освещенной поверхности? Тогда, конечно, и возможны подобные парадоксы. Для определенности можно было бы, например, указать в определении люкса, что освещаемая поверхность считается абсолютно черной. Либо же ввести новую, исправленную единицу измерения.
Подобные несуразности, впрочем, для физики — не редкость. В дозиметрии, например, тоже много разных единиц, и все они имеют множество недостатков в своей роли — характеризация влияния ионизирующих излучений на вещество.
Подобные несуразности, впрочем, для физики — не редкость. В дозиметрии, например, тоже много разных единиц, и все они имеют множество недостатков в своей роли — характеризация влияния ионизирующих излучений на вещество.
> Это ведь ещё об ограниченности единиц измерения многое говорит
Это говорит только о том, что некоторые не понимают суть макропараметров.
Температура, освещённость, плотность, давление — всё это параметры макросистем, они не применимы к единичным объектам by design.
Это говорит только о том, что некоторые не понимают суть макропараметров.
Температура, освещённость, плотность, давление — всё это параметры макросистем, они не применимы к единичным объектам by design.
книжка называлась «зри в корень», BTW.
«Смотри в корень!», actually.
42
>> Что будет видеть наблюдатель, помещенный в центр цилиндра со стенками из такого зеркала?
темноту ;) потому как без потерь отражаются только излучение под углом 35° а под другими углами в конце концов поглощается
темноту ;) потому как без потерь отражаются только излучение под углом 35° а под другими углами в конце концов поглощается
На шаг ближе к
абсолютному отражателю :)
Фотонная ракета «Хиус»… Как и любой инженер-ядерник, Быков был знаком с теорией фотонно-ракетного привода и с интересом следил за всем новым, что появлялось в печати по этому вопросу. Фотонно-ракетный привод превращает горючее в кванты электромагнитного излучения и таким образом осуществляет максимально возможную для ракетных двигателей скорость выталкивания, равную скорости света. Источником энергии фотонно-ракетного привода могут служить либо термоядерные процессы (частичное превращение горючего в излучение), либо процессы аннигиляции антивещества (полное превращение горючего в излучение). Преимущества фотонной ракеты над атомной ракетой с жидким горючим бесспорны и огромны. Во-первых, низкий относительный вес топлива; во-вторых, большая полезная нагрузка; в-третьих, фантастическая для жидкостной ракеты маневренность;
в-четвертых…
Так говорит теория. Но Быков знал также, что до последнего времени все попытки использовать идею фотонно-ракетного привода на практике оканчивались провалом. Одна из фундаментальных проблем этой идеи — отражение излучения — не поддавалась практической разработке. Для создания фотонной тяги требуются интенсивности излучения порядка миллионов килокалорий на квадратный сантиметр поверхности отражателя в секунду, и никакие материалы не выдерживали даже кратковременного воздействия температур в сотни тысяч градусов, возникающих при этом. Беспилотные модели сгорали дотла, не успев израсходовать и сотой доли горючего. И тем не менее фотонная ракета «Хиус» построена!
«Создано идеальное зеркало, — сказал Дауге, — ``абсолютный отражатель''. Субстанция, отражающая все виды лучистой энергии любой
интенсивности и все виды элементарных частиц с энергиями до ста — ста пятидесяти миллионов электроновольт. Кроме нейтрино, кажется. Волшебная субстанция. Ее теорию разработал институт в Новосибирске. Правда, они не думали о фотонной ракете. Они исследовали возможности идеальной защиты от проникающего излучения ядерного реактора. Но Краюхин сразу понял, в чем дело. — Дауге усмехнулся. — Краюхин — фанатик фотонной ракеты. Это ему принадлежит знаменитый афоризм: ``Фотонная ракета — покоренная Вселенная''. Краюхин моментально вцепился в ``абсолютный отражатель'', посадил за его разработку две трети лабораторий комитета, и вот — ``Хиус''!»
Создание «абсолютного отражателя» было первым реальным достижением новой, почти фантастической науки — мезоатомной химии, химии искусственных атомов, электронные оболочки в которых заменены мезонными. Это так заинтересовало Быкова, что он на время забыл обо всем — о несчастном Поле Данже, о Венере, даже об экспедиции. К сожалению, об «абсолютном отражателе» Дауге мог рассказать очень немногое. Зато он рассказал о «Хиусе».
в-четвертых…
Так говорит теория. Но Быков знал также, что до последнего времени все попытки использовать идею фотонно-ракетного привода на практике оканчивались провалом. Одна из фундаментальных проблем этой идеи — отражение излучения — не поддавалась практической разработке. Для создания фотонной тяги требуются интенсивности излучения порядка миллионов килокалорий на квадратный сантиметр поверхности отражателя в секунду, и никакие материалы не выдерживали даже кратковременного воздействия температур в сотни тысяч градусов, возникающих при этом. Беспилотные модели сгорали дотла, не успев израсходовать и сотой доли горючего. И тем не менее фотонная ракета «Хиус» построена!
«Создано идеальное зеркало, — сказал Дауге, — ``абсолютный отражатель''. Субстанция, отражающая все виды лучистой энергии любой
интенсивности и все виды элементарных частиц с энергиями до ста — ста пятидесяти миллионов электроновольт. Кроме нейтрино, кажется. Волшебная субстанция. Ее теорию разработал институт в Новосибирске. Правда, они не думали о фотонной ракете. Они исследовали возможности идеальной защиты от проникающего излучения ядерного реактора. Но Краюхин сразу понял, в чем дело. — Дауге усмехнулся. — Краюхин — фанатик фотонной ракеты. Это ему принадлежит знаменитый афоризм: ``Фотонная ракета — покоренная Вселенная''. Краюхин моментально вцепился в ``абсолютный отражатель'', посадил за его разработку две трети лабораторий комитета, и вот — ``Хиус''!»
Создание «абсолютного отражателя» было первым реальным достижением новой, почти фантастической науки — мезоатомной химии, химии искусственных атомов, электронные оболочки в которых заменены мезонными. Это так заинтересовало Быкова, что он на время забыл обо всем — о несчастном Поле Данже, о Венере, даже об экспедиции. К сожалению, об «абсолютном отражателе» Дауге мог рассказать очень немногое. Зато он рассказал о «Хиусе».
Помнится, в «Реликте» Головачёв пошёл дальше, и описал абсолютное зеркало — отражало любую материю. Им пытались Конструктора остановить. А в следующих книга его использовали как оболочку спейсеров — последний мог спокойно веками «висеть» в гелиосфере Солнца.
оффтоп: от вашей цитаты ощущение почти как от этой выставки www.mamm-mdf.ru/exhibitions/vsevolod-tarasevich/,
где написано про туже частоту?
За счёт бо́льшего, чем в обычном зеркале, поглощения фотонов других частот и/или направлений?
При этом имеем в виду, что пучки идеально откалиброванной частоты бывают (лазеры), а вот идеально сколлимированные пучки — никогда (дифракция/интерференция вечно всё портит).
Второй вариант — зеркало (в смысле, квантовая структура колебателей, что там именно колеблется не очень понятно из заметки) при этом охлаждается…
При этом имеем в виду, что пучки идеально откалиброванной частоты бывают (лазеры), а вот идеально сколлимированные пучки — никогда (дифракция/интерференция вечно всё портит).
Второй вариант — зеркало (в смысле, квантовая структура колебателей, что там именно колеблется не очень понятно из заметки) при этом охлаждается…
Ну, так фотонный кристалл же — фотон попадает в запрещенную зону, в которой существовать не может и благополучно выходит из нее. Чтобы передался импульс — нужно, чтобы произошло поглащение, а потом переизлучение, чего здесь нет.
(Растерянно)
А если импульс не передается, то как же тогда это зеркало использовать в фотонной ракете?
А если импульс не передается, то как же тогда это зеркало использовать в фотонной ракете?
Ой, что я пишу. Как же импульс может не передаваться. Как же тогда будет меняться знак проекции импульса фотона на нормаль к поверхности зеркала. Будет импульс передаваться, будет.
(Ушел строить ракету).
(Ушел строить ракету).
Если бы все именно так и было (без изменения импульса), то можно было бы построить следующий безинерционный двигатель:
— испускаем фотоны в одну сторону — получаем импульс в обратную
— фотоны отражаем обратно чудо-зеркалом без изменения его импульса
— отраженные фотоны теперь движутся в нашем направлении — поглощаем их и получаем ещё одну прибавку импульса
— испускаем фотоны в одну сторону — получаем импульс в обратную
— фотоны отражаем обратно чудо-зеркалом без изменения его импульса
— отраженные фотоны теперь движутся в нашем направлении — поглощаем их и получаем ещё одну прибавку импульса
![[Accelerator]](https://habrastorage.org/storage2/c8a/5cb/293/c8a5cb293ad3a85320224577c7caac28.jpg)
Поставивший минус, похоже, просто не понял отсылки.
Помнится, был знатный дискач по поводу того, какие хитровывернутые лайфхаки мог бы проворачивать этот персонаж.
Помнится, был знатный дискач по поводу того, какие хитровывернутые лайфхаки мог бы проворачивать этот персонаж.
Поясните, пожалуйста, что это за персонаж?
Акселератор. Отсюда (To Aru Majutsu no Index) или отсюда (To Aru Kagaku no Railgun S). В последнем подробнее.
Кстати, Google отлично ищет его по картинке, выдавая «Скорее всего, на картинке аниме акселератор».
Кстати, Google отлично ищет его по картинке, выдавая «Скорее всего, на картинке аниме акселератор».
Если имелось в виду не «откуда/как зовут», а «чем знаменит», то
"… способен в небольшом радиусе от себя менять по своему усмотрению любой вектор (наверное, можно сказать «любой частицы»), вне зависимости от природы вектора (неплохо управлялся со звуковыми волнами (например, глушил звуки, когда хотел дать отдых ушам), веществом (преимущественно боевое применение), электрическим и магнитным полями".
В общем, если хочет, полностью контролирует направление и скорость движения любых материальных объектов, попавших в периметр влияния.
«Способность — векторная алгебра», как пошутил один мой знакомый.
"… способен в небольшом радиусе от себя менять по своему усмотрению любой вектор (наверное, можно сказать «любой частицы»), вне зависимости от природы вектора (неплохо управлялся со звуковыми волнами (например, глушил звуки, когда хотел дать отдых ушам), веществом (преимущественно боевое применение), электрическим и магнитным полями".
В общем, если хочет, полностью контролирует направление и скорость движения любых материальных объектов, попавших в периметр влияния.
«Способность — векторная алгебра», как пошутил один мой знакомый.
Но фотон же отразился — значит его импульс поменялся
Из закона сохранения импульса следует что зеркало получило компенсирующий импульс
Из закона сохранения импульса следует что зеркало получило компенсирующий импульс
сферическая ракета в вакууме
std3.ru/9c/5d/1369474176-9c5d9b5f2bea36728eeae07f23985a83.gif
std3.ru/9c/5d/1369474176-9c5d9b5f2bea36728eeae07f23985a83.gif
Не взлетит.
Обратите внимание, что эта штука крутится в неправильную сторону. (Собственно, как и все школьные демонстрацпионные установки подобного рода.)
Давление света на зеркальную поверхность в два раза выше, чем на совсем-совсем чёрную. (В случае просто белой поверхности — не вдвое, но тоже больше.) Соответственно, в оригинальном опыте Лебедева кручение должно происходить «светлыми сторонами лопаток назад». (Блин, как же это описать-то по-человечески? Наоборот чем в гифке выше, короче.)
А этот эффект, который на гифке — он возникает тупо из-за того что чёрные стороны лопаток нагреваются сильнее и этот рост температуры повышает давление газа локально с тёмной стороны (потому что сделать необходимого качества для опыта Лебедева вакуум реально очень–очень сложно, и в банке остаётся газ). Это легко доказать, потому что интенсивность такого кручения будет меняться в зависимости от температуры прибора, а кручение со временем (масштаба недель, скажем) будет останавливаться, когда будет достигнуто равномерное прогревание разреженного газа в банке.
Давление света на зеркальную поверхность в два раза выше, чем на совсем-совсем чёрную. (В случае просто белой поверхности — не вдвое, но тоже больше.) Соответственно, в оригинальном опыте Лебедева кручение должно происходить «светлыми сторонами лопаток назад». (Блин, как же это описать-то по-человечески? Наоборот чем в гифке выше, короче.)
А этот эффект, который на гифке — он возникает тупо из-за того что чёрные стороны лопаток нагреваются сильнее и этот рост температуры повышает давление газа локально с тёмной стороны (потому что сделать необходимого качества для опыта Лебедева вакуум реально очень–очень сложно, и в банке остаётся газ). Это легко доказать, потому что интенсивность такого кручения будет меняться в зависимости от температуры прибора, а кручение со временем (масштаба недель, скажем) будет останавливаться, когда будет достигнуто равномерное прогревание разреженного газа в банке.
Пардон, это я глупость сморозил, конечно.
Миша, а есть разница, какое описание используется для механизма отражения? В смысле, разве не работает школьный З.С.И. для просто абстрактного идеального безпоглотительного отражения? Если так, то все эти диэлектрические (брэгговские) LIGO`вские зеркала не должны чувствовать почти никакой пондермоторной силы (не будет оптической жесткости да и самого шума обратного влияния :)). Ведь у них потери на поглощение вообще <1 ppm по мощности. Так что, механический импульс, имхо, все-таки передается. Вернее, мог бы передаться, если бы фотонный кристалл был незакрепленным и массой не на много порядков больше эффективной массы фотона. А так, сила давления света есть, но нет доплеровского сдвига частоты по причине неподвижности зеркала.
Меня вот что интересует: как так, 100% отражения без всякого поглощения? Я правильно понимаю, что за-за зонной энергетической структуры получается, что для того самого угла в 35 градусов собственная мода заданной частоты попадает в разряд запрещенных и не возбуждается? То есть фотону некуда деваться внутри тела и он туда не заходит. Но почему же простое когерентное состояние, приходящие от лазера, вообще (100%) не возбуждает других мод? Да и приди даже однофотонное состояние — почему не возбудятся какие-то когерентные состояние других мод опять же со 100% вероятностью?
P.S.: каюсь, не читал работы :) Но предполагаю, что сей тред может оказаться из разряда
Меня вот что интересует: как так, 100% отражения без всякого поглощения? Я правильно понимаю, что за-за зонной энергетической структуры получается, что для того самого угла в 35 градусов собственная мода заданной частоты попадает в разряд запрещенных и не возбуждается? То есть фотону некуда деваться внутри тела и он туда не заходит. Но почему же простое когерентное состояние, приходящие от лазера, вообще (100%) не возбуждает других мод? Да и приди даже однофотонное состояние — почему не возбудятся какие-то когерентные состояние других мод опять же со 100% вероятностью?
P.S.: каюсь, не читал работы :) Но предполагаю, что сей тред может оказаться из разряда
Про импульс я уже написал, что я глупость сказал. Однако, это не отменяет того, что тут может быть какой-то скрытый механизм, который позвояет выполняться закону сохранения.
А статью я прочитал, суть такая — потери деструктивно интерферируют друг с другом. Тут речь идет о том, что мы заводим свет в резонатор, но выйти оттуда он не может — по той причине, что написана. Так что не то чтобы там вечно будет существовать состояние, просто на выходе не будет ничего. То есть, мы все еще должны накачивать, чтобы поддерживать мощность.
А статью я прочитал, суть такая — потери деструктивно интерферируют друг с другом. Тут речь идет о том, что мы заводим свет в резонатор, но выйти оттуда он не может — по той причине, что написана. Так что не то чтобы там вечно будет существовать состояние, просто на выходе не будет ничего. То есть, мы все еще должны накачивать, чтобы поддерживать мощность.
Что характерно, в самой статье нет ни слова про «идеальное отражение». Есть цитата какого-то профессора в пресс-релизе, что «в принципе это зеркало может иметь идеальное отражение».
Но опять же — не ясно, в что понимать под идеальным отражением…
Но опять же — не ясно, в что понимать под идеальным отражением…
Ну, если взять единственный Фабри-Перо, накачиваемый гармонической волной, то всегда что-то сквозь будет проходить даже при антирезонансной отстройке. А, вот, когда накачку выключают, то меняются граничные условия, и запасенная в резонаторе энергия «выстреливает» с обеих концов за время порядка времени релаксации. Да и нельзя же сделать так, чтобы свет 100% не поглощался веществом. А идеально отражение — это точное соответствие упавшего и отраженного света по мощности. Когда ничего не проходит насквозь — это не идеальное отражение, а «идеальное непропускание» :)
Надо тоже почитать и обдумать исходный текст, а то пока сильно смахивает на желтизну от того самого журналиста, что брал интервью у профессора, и продублированную alizar`ом (не первый раз?).
Надо тоже почитать и обдумать исходный текст, а то пока сильно смахивает на желтизну от того самого журналиста, что брал интервью у профессора, и продублированную alizar`ом (не первый раз?).
Я так понимаю, что речь идет именно об идеальном непропускании. По крайней мере, все, что там написано — написано про «утечки» через зеркала, которых они избегают и получают идеально «пойманный» (confined) свет.
В статье я не встретил слов про накачку, это мое предположение. Тут вопрос в механизмах поглощения. В общем, суть-то, видимо, именно в наличии запрещенной зоны, но вот как это сказывается здесь — я не могу понять, а эти господа не объясняют.
Про желтизну же — абсолютно согласен, там совсем не об этом речь, даже по пресс-релизу MIT понятно.
В статье я не встретил слов про накачку, это мое предположение. Тут вопрос в механизмах поглощения. В общем, суть-то, видимо, именно в наличии запрещенной зоны, но вот как это сказывается здесь — я не могу понять, а эти господа не объясняют.
Про желтизну же — абсолютно согласен, там совсем не об этом речь, даже по пресс-релизу MIT понятно.
В двух словах объяснить о чем идет речь можно так. Обычно для того, чтобы область, в которой заключена волна, была ограниченной, вокруг этой области создают другую область, в которой волна распространяться не может. Это может быть либо металл (так устроены обычные зеркала), либо фотонный кристалл, либо еще что-то. Поскольку волна в этих областях не распространяется, то и уйти на бесконечность она не может. Появляется связанная мода.
Однако, у волновых уравнений в некоторых средах с локализованными возмущениями существуют такие решения, которые также не распространяются. При этом, сама среда не препятствует распространению волны. Собственно, сконструировать систему, в которой возникает такая мода и получилось у авторов. При этом, никакой речи про отсутствие потерь там нет. Естественно, свет, перемещаясь внутри нитрида кремния, поглощается средой.
Однако, у волновых уравнений в некоторых средах с локализованными возмущениями существуют такие решения, которые также не распространяются. При этом, сама среда не препятствует распространению волны. Собственно, сконструировать систему, в которой возникает такая мода и получилось у авторов. При этом, никакой речи про отсутствие потерь там нет. Естественно, свет, перемещаясь внутри нитрида кремния, поглощается средой.
Ну да, об этом говорится в самом начале статьи. Правильно, я перечитал статью — там как раз говорится о том, что мода возникает из-за наличия запрещенной зоны, но просто так она была бы нестабильна, а тут деструктивная интерференция «утечек» возникает при отклонении системы от резонанса, возвращая ее «на место».
С другой стороны, если перейти в систему отсчета, в которой зеркало двигалось им навстречу, а после отражения фотонов — остановилось, получается — кинетическая энергия зеркала перешла к фотонам.
Вечные двигатели все ещё не патентуют? Жаль… )
Вечные двигатели все ещё не патентуют? Жаль… )
p скорее всего крайне мал, а M очень большое, поэтому изменением частоты можно пренебречь
Я думаю, дополнительная энергия берётся от поглаённых фотонов другой частоты
UPD: Уже ответили, понял
UPD: Уже ответили, понял
Я ответа не знаю, но, например, может частично разрушаться материал зеркала, то есть энергия может браться из химических связей этого суперзеркала.
Скорей всего материал «активный», т.е. для его работы требуется подача энергии.
А если падающий фотон вызывает спонтанную эмиссию (другой частоты) во все стороны, переданный импульс будет уноситься этими спонатнно эмитированными фотонами, а в среднем зеркало не будет двигаться — эффект типа оптической патоки.
Но все равно тогда появляются дополнительные затраты энергии, если не на движение зеркала, то на эмиссию доп фотонов.
Нет, не появляются, потому что сам падающий фотон является катализатором этой эмиссии. Кроме того, если подумать — фотон прилетел, принес импульс, произошла эмиссия, которая тоже передала импульс зеркалу, но в обратную сторону, этот импульс передался фотону — и он улетел от зеркала.
Итого: 1 импульс на входе, 1 импульс плюс эмиссия на выходе. Откуда энергия?
Энергия на что? Эмиссия не требует энергетических затрат.
Закон сохранения импульса (условно, не расписывая по компонентам): p_фотона_вход = -p_фотона_выход + p_эмиссии + p_зеркала
За счет того, что p_эмиссии может иметь «нужную» велиичину — он позволяет быть p_зеркала = 0.
Энергия при этом не меняется ни у фотона, ни у системы зеркало+эмиссия.
Закон сохранения импульса (условно, не расписывая по компонентам): p_фотона_вход = -p_фотона_выход + p_эмиссии + p_зеркала
За счет того, что p_эмиссии может иметь «нужную» велиичину — он позволяет быть p_зеркала = 0.
Энергия при этом не меняется ни у фотона, ни у системы зеркало+эмиссия.
А как вы думаете, почему обычное зеркало не меняет частоту отраженных фотонов? Ваши рассуждения применимы и к нему тоже.
Потому что меняет: насколько я понимаю, если зеркало получает импульс от светового потока, отражённый свет выходит в системе отсчёта зеркала (которое теперь движется относительно внешнего наблюдателя из-за переданного импульса), и, как следствие, имеет немного большую длину волны в для исходного внешнего наблюдателя. Другой вопрос, что этот эффект меньше порога чувствительности приборов.
Ну смотрите, возьмем зеркало массой в 1 нанограмм и пустим в него фотон с частотой 10^15 Гц (начало ультрафиолетового диапазона). Даже в этом случае сдвиг частоты составит 10^-7 Гц. Придумайте какой-нибудь эксперимент, в котором этот сдвиг можно зафиксировать.
Очевидно, взять 2 зеркала и пустить поток между ними. В этом случае изменение длины волны может быть заметно даже человеческим глазом. Конечно, поглощение света при отражении и прочие эффекты на много порядков сильнее, и именно этим интересны зеркала из статьи в Nature.
Боюсь, вы не прочитали статью, о которой сейчас говорите. Ни о каких идеально отражающих зеркалах там не говорится.
Вы так говорите, как будто у вас есть подписка на Nature и вы прочитали целиком.
По внешним признакам, само собой речи об идеальном отражении нет. Просто, есть вероятность, что такие зеркала в теории могут сделать вышеуказанный эксперимент возможным.
По внешним признакам, само собой речи об идеальном отражении нет. Просто, есть вероятность, что такие зеркала в теории могут сделать вышеуказанный эксперимент возможным.
Вы так говорите, как будто у вас есть подписка на Nature и вы прочитали целиком.
Именно так. Это немного пересекается с одной из интересующих меня тематик, поэтому я потратил 10 минут на то, чтобы прочитать статью. Что вы в этом видите удивительного?
Ну а вообще — вы хотя бы абстракт прочитали, для этого подписка не нужна.
А это что?
Световое давление тоже есть. Меряется тем же радиометром.
Ну, позвольте, а как же тогда производится лазерное охлаждение? А оптические ловушки? За это, между прочим, Нобелевская премия прошлого года дана.
Прошу прощения, а позвольте узнать, каков механизм изменения массы иона?
Я не буду приводить тут примеры экспериментов, их огромное количество. Достаточно зайти в архив и набрать «optical lattice», «optical cooling», «ground state cooling», «radiation pressure noise».
Думаю, эта статья сложно объяснима с помощью Ваших гипотез. Также недурно посмотреть в эту сторону.
Вообще, было бы чрезвычайно интересно посмотреть, есть ли экспериментальное подтверждение Вашей гипотезы (и заодно его теоретическое описание, вместе с квантовыми эффектами).
Я не буду приводить тут примеры экспериментов, их огромное количество. Достаточно зайти в архив и набрать «optical lattice», «optical cooling», «ground state cooling», «radiation pressure noise».
Думаю, эта статья сложно объяснима с помощью Ваших гипотез. Также недурно посмотреть в эту сторону.
Вообще, было бы чрезвычайно интересно посмотреть, есть ли экспериментальное подтверждение Вашей гипотезы (и заодно его теоретическое описание, вместе с квантовыми эффектами).
m0Ray, я не пойму никак, как вы можете говорить про лучшее соответствие экспериментальным данным, если называете тонким троллингом ссылки на ведущие (определяется въедливостью и строгостью рецензентов и редакторов => проверенные и точные результаты, что и стоит денег) журналы. Откуда же вы тогда данные экспериментальные и расчеты теоретические берете? И что мешает знакомых физиков, работающих в профильных учреждениях с подпиской на эти издания, попросить скачать публикацию?
А Shkaff дал вам отличные ссылки. Могу еще одну подкинуть 2006-ого года. И не отвлекайте людей на бессмысленную личную переписку :)
А Shkaff дал вам отличные ссылки. Могу еще одну подкинуть 2006-ого года. И не отвлекайте людей на бессмысленную личную переписку :)
Непременно ознакомьтесь тогда ещё с "гукуумом" Чурляева. Всеобъясняющая теория, доступная бесплатно.
О, спасибо!
Любопытно, что я помню как школьный учитель физики объяснял это через давление света.
Любопытно, что имея высшее физико-математическое образование, я никогда не думал почитать об этой вертушке подробнее, усомнившись в школьном объяснение.
Любопытно, что я помню как школьный учитель физики объяснял это через давление света.
Любопытно, что имея высшее физико-математическое образование, я никогда не думал почитать об этой вертушке подробнее, усомнившись в школьном объяснение.
Может, оно в процессе остывает?
Идеальное зеркало придется делать из идеального полубесконечного кристалла, который будет бесконечно массивен и соответственно переданный импульс будет равен нулю. Реальное зеркало с «идеальным» отражением всего лишь дает отсутствие поглощения, а частота будет меняться.
Возможно в следствии физики процесса отражения, импульс тут не передается, потому как это скорее не отражение а формирование копии волны с 100% КПД.
Та зебра, о которой Вы на самом деле говорите — это эффект Доплера. Давайте прикинем, какой он. Много где можно найти такую формулу пондермоторной силы (силы светового давления) при полном отражении света от тела: 
, где 
площадь светового пятна (метры квадратные), 
интенсивность излучения (джоулей протекает за секунду через метр квадратный сечения луча), а 
просто скорость света.
Если у нас милливатный лазер (а куда больше), то
Ватт. Тогда сила давления света 
ньютонов. Ну, а теперь предположим, что сам фотонный кристалл весит 10 грамм. Увеличим массу до 100 грамм, полагая, что он не в невесомости, а в подвесе. Тогда изменение его скорости: 
. Нда, за секунду облучения он приобретет скорость 10 нанометров/секунда… Что ещё можно сказать… Ах, да, сдвиг частоты через 1 секунду облучения: )
.
Если представить все остальные силы, которые действуют на зеркало, то, я думаю, вопрос про световое давление и сдвиг частот в данном эксперименте отпадает. Да и вся эта дискуссия не имеет смысла, т.к. нет никаких 100% отражения — наглые враки «публицистов». Ну, и ещё, вообще говоря, число фотонов не изменится при полном отражении и Доплер-эффекте: сдвинется их частота. Но поди измерь такой малый.
площадь светового пятна (метры квадратные), интенсивность излучения (джоулей протекает за секунду через метр квадратный сечения луча), а просто скорость света.Если у нас милливатный лазер (а куда больше), то
Если представить все остальные силы, которые действуют на зеркало, то, я думаю, вопрос про световое давление и сдвиг частот в данном эксперименте отпадает. Да и вся эта дискуссия не имеет смысла, т.к. нет никаких 100% отражения — наглые враки «публицистов». Ну, и ещё, вообще говоря, число фотонов не изменится при полном отражении и Доплер-эффекте: сдвинется их частота. Но поди измерь такой малый.
Аха, вопрос давления света в данной ситуации не раскрыт массачусетцами.
«Здесь проявляются малопонятные квантовые эффекты, но в конкретной осязаемой форме» — иными словами «хрен его знает как так получилось, но мы из него сделаем оптоволокно!» :-D
Здесь проявляются малопонятные квантовые
Малопонятных для кого?
Обычно о «малопонятных квантовых эффектах» говорят в рекламе всякой дряни, типа пирамиды-панацеи (Ю Шин Се), двигателях/нагревателях с КПД больше 100%, налепке «от вредного торсионного излучения», фильтрах-структуризаторах воды и т.д.
Видимо речь о малопонятных эффектах, с точки зрения опыта восприятия мира человеком. Очевидно же что такую банальщину как корпускулярно-волновой дуализм, представить с точки зрения имеющегося материального опыта, человек не сможет. Можно лишь математически описать, но не представить в голове.
Некоторые физики, математики, астрономы и даже химики представляют себе в голове такооое, что им потом наш имеющийся материальный опыт становится трудно понять, а лишь математически описать.
Дело привычки.
Дело привычки.
Я думаю что это художественное преувеличение. Сильно сомневаюсь что мозг чловека, способен представить вещи не доступные его разумению. Это как дождевому червю, не имеющему никогда глаз, представить радугу.
Нейронную сеть, а тем более хорошую, сложную нейронную сеть, можно настроить на очень-очень много разных вещей, неожиданных и непонятных для другой нейронной сети.
Ну, мы же не можем представить в голове 4,5,n-мерное пространство, но описать математически и сделать проекцию на два измерения — запросто. Если математик мыслит абстракциями, то он вполне может с ними работать, без визуализации. И для него эта абстракция будет вполне понятным и представимым образом в голове.
Это подмена понятий. Таким же образом можно сказать, что мы и 1- 2-хмерное пространство представить не можем. (да и трехмерное не всегда).
Хм, любопытно. Давайте проведём опыт.
Вот прямо сейчас закройте глаза представьте себе двухмерное пространство. Абстрактное двухмерное пространство.
…
Представили?
А что именно вы представили? Лист бумаги, экран монитора, стену дома...? Вот он — образ (понятие), которым вы оперируете, который вы представляете себе.
Человек может представить что угодно, создавая разные уровни абстракции. Например, представить себе атом в виде солнечной системы. Или магнитное поле в виде чёрточек вокруг магнита. Или двенадцатимерное пространство в виде бабочки.
Кстати, слово «представлять» обозначает «воображать, видеть что-либо мысленно». Так что, возвращаясь к дождевому червяку и радуге, я думаю что было бы у него желание — и всё получится :)
Вот прямо сейчас закройте глаза представьте себе двухмерное пространство. Абстрактное двухмерное пространство.
…
Представили?
А что именно вы представили? Лист бумаги, экран монитора, стену дома...? Вот он — образ (понятие), которым вы оперируете, который вы представляете себе.
Человек может представить что угодно, создавая разные уровни абстракции. Например, представить себе атом в виде солнечной системы. Или магнитное поле в виде чёрточек вокруг магнита. Или двенадцатимерное пространство в виде бабочки.
Кстати, слово «представлять» обозначает «воображать, видеть что-либо мысленно». Так что, возвращаясь к дождевому червяку и радуге, я думаю что было бы у него желание — и всё получится :)
Вы меня не поняли. Я имел ввиду, что судя по вашим словам понятие «представить» означает «представить вложенным в трехмерное пространство»; это подтверждается также тем, что вы дали ссылку на такое определение. И лист бумаги вы себе представляете всегда как вложение. Естественно вы не можете вложить четырехмерное пространство в трехмерное, поэтому в этой системе понятий фраза «невозможно вообразить четырехмерное пространство» — это просто тавтология.
Однако можно сформировать в сознании какую-то картинку многомерного пространства, не являющуюся вложением.
Однако можно сформировать в сознании какую-то картинку многомерного пространства, не являющуюся вложением.
У червяка не хватит памяти и сообразительности для всяких пространств из-за примитивности его мозга.
СОвершеннов верно, но описать и представить не одно и тоже
Если вы можете что-то математически описать, то и представить это проблем не составит. Хотя бы физический смысл на пальцах.
«If you think you understand quantum mechanics, you don't understand quantum mechanics.»
Прочел название статьи и показалось, что его придумал генерал очевидность… ан нет — все-таки ализар…
del
Кстати, интересно, каков коэффицент отражения при тех же условиях падения света и точности изготовления у тонкопленочных зеркал. В теории там тоже должно быть 100%, емнип толщина пленки должна быть лямбда/2.
Вот интересно. Если взять такие зеркала и одно над другим положить, будет ли оно как бы парить на световой подушке? (прошу физиков не ругаться на подобный бред :-))
У меня есть зеркало со с 100% поглощением. Жена называется. Сколько ни дашь — уже нету.
Если поставить два таких зеркала на расстоянии метр (неподвижно) и запустить между ними фотон, будет ли через год наблюдаться эффект Доплера?
Оптоволокно? Да по этой технологии, даже с её описанными ограничениями, можно сделать противолазерный щит, который будет без вреда отводить всё излучение. Надо только иметь щит, настроенный на частоту атакующего лазера.
Ализар такой ализар. Судя по описанному, получить «идеальное зеркало»/«идеальное оптоволокно» не получится, т.к. от фиксированного угла конструкция не позволяет избавиться, и есть поглощение энергии на передачу импульса зеркалу. Хотя можно значительно уменьшить потери.
И, да, «малопонятные квантовые эффекты» сразу превращают статью в жёлтую.
И, да, «малопонятные квантовые эффекты» сразу превращают статью в жёлтую.
Интересно, можно ли каким-нибудь схожим образом сделать преломитель без потерь? Того глядишь, если расширить область действия технологии на другие частоты и другие углы, можно будет… Да много чего можно будет сделать.
Сверхпроводимость в видимом диапазоне детектед.
Это же можно солнечные консервы делать и отсылать их зимой, например, в Тромсё.
Ну и ну. А что, полное внутренее отражение в оптоволокне уже как бы ни при чем?
Но суть то не в этом. Тут зеркало является зеркалом только для одной конкретной моды излучения, а все остальные свободно проходят. Просто люди хотят «держать», например, в резонаторе, только излучение опредленной частоты. Вот для этого описанный девайс и предназначен.
И ксати, потери в оптоволокне достаточно существенны.
И ксати, потери в оптоволокне достаточно существенны.
Потери в оптоволокне происходят при распространении вдоль него и наличии поглощения, а не при периодическом полном внутреннем отражении от внешнего слоя
Конечно, но что такое потери — это не 100% отражение и есть. И опять же, суть-то сделанного не в том.
Полное внутреннее отражение потому так и называется, что 100%-ное
Позвольте тогда узнать, откуда берутся потери?
Что значит 100% отражение — это вся мощность, падающая на границу раздела, отражается от нее. То есть, вообще ничего не теряется.
Процесс же отражения отнюдь не лежит в компетенции геометрической оптики. В каком-то приближении он справедлив, а дальше — уже приходится учитывать шумы, неидеальность структуры кабеля и так далее и тому подобное.
Что значит 100% отражение — это вся мощность, падающая на границу раздела, отражается от нее. То есть, вообще ничего не теряется.
Процесс же отражения отнюдь не лежит в компетенции геометрической оптики. В каком-то приближении он справедлив, а дальше — уже приходится учитывать шумы, неидеальность структуры кабеля и так далее и тому подобное.
Потери берутся при распространении вдоль границы, поскольку коэффициент поглощения ненулевой. Но при полном внутреннем отражении поток энергии перпендикулярно границе раздела сред равен нулю, в этом смысле получается 100%, причем вне зависимости от длины волны (при условии, что для этой длины волны полное внутреннее отражение вообще имеет место).
Нет-нет, я не спорю, что это очень клевый эффект, но «почти 100%» и «100%» — это две большие разницы. Рекомендую к озанкомлению хотя бы эту статью.
А накопитель энергии их него сделать не получится? Типа свет в коробочке.
Кажется, именно такое зеркало было описано и снято в фильме Восставший из ада 4: Кровное родство
Изобретение опередило время :)
Изобретение опередило время :)
Заходя в топик, и ещё не видя имени автора, я знал, что его запостил Ализар.
Эффект полного внутреннего отражения, в соответствии с которым и делают оптоволокно (и в соответствии с которым вы, посмотрев из-под воды наверх, увидите над собой зеркальную поверхность с вырезанным кругом), тоже ведь 100% отражает фотонов, не? Другое дело, что среда поглощает энергию, но это не имеет никакого отношения к отражению ведь.
Люди добрые, а у кого-то из присутствующих есть доступ к полному тексту статьи? Занимаюсь глобулярными фотонными кристаллами и очень заинтересовался статьей, также показал руководителю и его заинтересовал. Но, к сожалению, платить за статью не могу.
Воспользуйтесь вот этим сервисом: sci-hub.org/. Скопируйте туда ссылку на оригинальную статью.
Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий
Идеальное зеркало отражает 100% фотонов