Телескопы покупают здесь


A A A A Автор Тема: Время излучения/поглощения фотона.  (Прочитано 6251 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн j.kepler.ii

  • *****
  • Сообщений: 4 506
  • Благодарностей: 126
    • Сообщения от j.kepler.ii
    • http://friends-partners.org/
Re: Время излучения/поглощения фотона.
« Ответ #20 : 13 Авг 2017 [21:36:50] »
вс

Такой вопрос — за какое время излучается и за какое время поглощается фотон? Ведь отрезок времени, за которое фотон излучается или поглощается (наверное, время излучения и время поглощения — одно и то же) не может быть равен нулю.

Это смотря как считать:

- если через Кеннарда, то 6.45·10-18 секунды и больше
  ( зависит от длины волны )
\[t=\frac{\hbar}{2E}=\frac{1.054 \cdot 10^{-34}}{2\cdot 510 \cdot 1.602 \cdot 10^{-19}}\sim 6.45 \cdot 10^{-18}\]
- если через Лармора, то 6.26·10-24 секунды
Consider a particle with initial energy \(E_0,\) and acceleration \(a\). Thus the power radiated by it (using Larmor’s formula) is \(P = \frac{2 e^2} {3 c^3} a^2\). Now, what happens if the energy radiated in some time is of the order of the initial energy? In this case, the “kickback” or recoil offered to the particle by the radiation will need to be taken into account.
Doing a quick order of magnitude calculation,\[E_{rad} \sim E_0 \]\[E_{0} \sim mv^2 \sim ma^2 T^2\]\[\Rightarrow T = \frac{2 e^2} {3 m c^2}\]This is also written as \(\tau\), and is known as characteristic time. It denotes the average time taken by radiation to escape from the particle.In a way, this is the average time a Particle would take to radiate.It is extremely small, as you might expect. For an electron, if you plug in the numbers, it'd take \(6.26 \cdot 10^{-24}s \) to radiate a photon

Какой вариант Вам больше подходит, то и выберите ...

вс
Так дело не пойдет...  :)

Какой подход к проблеме Вы сами лично считаете самым надежным с наивысшей оценкой достоверности?

PS Учтите, пожалуйста, что я сам лично существование гипотетической частицы "фотон" не признаю.

Оффлайн archetip-z

  • *****
  • Сообщений: 3 073
  • Благодарностей: 80
  • coniunctio oppositorum
    • Skype - Archetip-Z
    • Сообщения от archetip-z
Re: Время излучения/поглощения фотона.
« Ответ #21 : 14 Авг 2017 [00:14:17] »
Господа, давайте вернёмся к первоосновам понятия спектр.
Не далее, чем в годы Наполеона, некий м-сье Фурье придумал преобразование, которое позволяло описать любую математическую или физическую функцию (секвенцию) системой синусоидальных (гармонических) функций.
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D1%80%D0%B5%D0%BE%D0%B1%D1%80%D0%B0%D0%B7%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%B5_%D0%A4%D1%83%D1%80%D1%8C%D0%B5
 Под гармонической функцией тогда понималось проекция вращения точки на плоскость, строго по окружности.
Мы привыкли называть это колебание термином - синусоида.
Так вот, коротко, если точка по окружности вращается бесконечно - в спектре Фурье это будет просто палка, дельта функция. С энергетикой -бесконечность. Нас приучили говорить - идеально гармоническое колебание. \
 Но, если синусоида имеет начало и имеет конец, то это уже не палка, а квазипериодическая функция с пиком в частоте, обратной периоду колебания. Чем короче гармоническая секвенция, тем шире спектр.
 Понятие "частота" мы получили именно из этих французских упражнений.
 Теперь о фотоне. 1. Длина волны светового фотона полмикрона, соответственно частоту можно посчитать, если говорить о времени его излучения, получается, что количество гармонических периодов у него конечно и фотон будет иметь циклически-затухающий спектр Фурье? Ясно, что это дурь, классическое преобразование Фурье на таких частотах просто не действует. Фотон монохромен! И идеально монохромен.
 Вопрос к аудитории - кто нибудь пробовал модифицировать преобразование Фурье для квантовых случаев?
2. Почему фотон монхромен? а потому что сетчатка нашего глаза жрёт его единовременно. Она не может сожрать полфотона. Как и любое физическое устройство типа ФЭУ или фотодиод. Да и оболочка атома, у которой размеры нанометры тоже жрёт фотон, размером микрометры полностью и без остатка.
 Получается, для нас, смертных время излучения фотона бесконечно мало и время поглощения тоже, у нас нет приборов, которыми мы можем замерить время излучения (поглощения) фотона, ибо пока мы его не получим, или не излучим мы не можем назвать его фотоном.
 

Оффлайн v.gesАвтор темы

  • ****
  • Сообщений: 370
  • Благодарностей: 5
    • Сообщения от v.ges
Re: Время излучения/поглощения фотона.
« Ответ #22 : 14 Авг 2017 [00:35:08] »
...время излучения фотона бесконечно мало...
Но все-таки не равно нулю, так?

...нет приборов, которыми мы можем замерить время излучения (поглощения) фотона...
А вычислить это время можно?

Оффлайн victorpetrov

  • *****
  • Сообщений: 1 286
  • Благодарностей: 28
  • Рожденных ползать летать научим!
    • Сообщения от victorpetrov
    • Темная материя и темная энергия
Re: Время излучения/поглощения фотона.
« Ответ #23 : 14 Авг 2017 [00:42:09] »
А вычислить это время можно?
Есть хорошая оценочная характеристика - частота фотона.
Вселенная возникла из ничего с соблюдением законов сохранения

Оффлайн archetip-z

  • *****
  • Сообщений: 3 073
  • Благодарностей: 80
  • coniunctio oppositorum
    • Skype - Archetip-Z
    • Сообщения от archetip-z
Re: Время излучения/поглощения фотона.
« Ответ #24 : 14 Авг 2017 [00:57:17] »
Ну пусть ядерщики ответят. Они, конечно скажут, что поглощение фотона поэтапно, найдено несколько квантовых фаз. Мне тоже интересно, кстати.

Оффлайн v.gesАвтор темы

  • ****
  • Сообщений: 370
  • Благодарностей: 5
    • Сообщения от v.ges
Re: Время излучения/поглощения фотона.
« Ответ #25 : 14 Авг 2017 [11:22:03] »
Есть хорошая оценочная характеристика - частота фотона.

То есть вы (как и sergey_g, и аспирант) считаете, что
время, необходимое для формирования фотона, равно 1/ω,
и время, за которое излучается/поглощается/формируется фотон видимого света, равно примерно 10^-14 сек?

Оффлайн Geen

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 11 695
  • Благодарностей: 190
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Geen
Re: Время излучения/поглощения фотона.
« Ответ #26 : 14 Авг 2017 [11:33:00] »
Есть спектральные линии... спектральные линии имеют ширину.... ширина зависит от "излучателя"...


А "монохромный фотон" нельзя ни излучить, ни поглотить так как эти времена бесконечны.
Если у тебя есть фонтан, заткни его, дай отдохнуть и фонтану.

А ещё мы любим обсуждать вкус устриц с теми кто их ел...

Оффлайн sergey_g

  • ****
  • Сообщений: 475
  • Благодарностей: 8
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от sergey_g
Re: Время излучения/поглощения фотона.
« Ответ #27 : 14 Авг 2017 [11:51:58] »
То есть вы (как и sergey_g, и аспирант) считаете, что
время, необходимое для формирования фотона, равно 1/ω,
и время, за которое излучается/поглощается/формируется фотон видимого света, равно примерно 10^-14 сек?
1/ω - это min время когда можно рассуждать что наблюдается некий волновой процесс.
Если ударить по камертону какое min время необходимо для формирования звуковой волны, сам же удар может быть весьма кратковременный.

Ly_S

  • Гость
Re: Время излучения/поглощения фотона.
« Ответ #28 : 16 Авг 2017 [08:24:12] »
...время излучения фотона бесконечно мало...
Но все-таки не равно нулю, так?

...нет приборов, которыми мы можем замерить время излучения (поглощения) фотона...
А вычислить это время можно?
Если поглощение/излучение происходит не мгновенно, то частота с переизлучениями может измениться.

Оффлайн v.gesАвтор темы

  • ****
  • Сообщений: 370
  • Благодарностей: 5
    • Сообщения от v.ges
Re: Время излучения/поглощения фотона.
« Ответ #29 : 16 Авг 2017 [12:18:19] »
...Если поглощение/излучение происходит не мгновенно, то частота с переизлучениями может измениться.
Вы это про зеркало пишите? Ведь зеркало, насколько знаю, именно так работает - сначала поглощает фотон, а потом излучает. Но разве есть зеркала, у которых отраженный свет - другого цвета?

Ly_S

  • Гость
Re: Время излучения/поглощения фотона.
« Ответ #30 : 16 Авг 2017 [14:40:58] »
А по свету от Солнца днём и утром, когда между нами больший слой атмосферы, можно определить ?
Если требуется время на переизлучение, то это может быть одной из причин красного смещения.
« Последнее редактирование: 17 Авг 2017 [06:58:46] от Ly_S »

Оффлайн dvb

  • ****
  • Сообщений: 392
  • Благодарностей: 19
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от dvb
Re: Время излучения/поглощения фотона.
« Ответ #31 : 17 Авг 2017 [08:17:38] »
фотон, размером микрометры
Такое впечатление, что фотон у Вас - нечто вроде одного периода синуса. И этот период несется в пространстве со скоростью света.
Микрометрами измеряется длина волны фотона для видимого спектра, а не его размер. Фотон - квант электромагнитного поля. Радиоволны - тоже электромагнитное поле, но их длина волны метры и сантиметры. А длина волны фотонов, излучаемых линией электропередач - километры.
Но разве есть зеркала, у которых отраженный свет - другого цвета?
Если через подходящее "зеркало" пропустить подходящим образом высокочастотную звуковую волну, частота отраженного света изменится. Это называется акустооптический эффект.
« Последнее редактирование: 17 Авг 2017 [19:09:42] от Дмитрий Вибе »

Оффлайн Незван

  • *****
  • Сообщений: 3 005
  • Благодарностей: 63
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Незван
Re: Время излучения/поглощения фотона.
« Ответ #32 : 17 Авг 2017 [11:35:08] »
http://igorivanov.blogspot.ru/2006/04/blog-post_24.html
Цитата: И.Иванов
Насколько я понимаю, основная техническая проблема с наблюдением интерференции двух разных лучей света -- это потеря когерентности. Рассмотрим процесс переход атома из возбужденного состояния в основное, при котором излучается фотон. Этот происходит не мгновенно, а занимает какое-то время; типичные времена -- десятки наносекунд и больше.
Если бы излучение происходило с одним единственным атомом, который первоначально покоился, то весь излученный фотон был бы когерентен, т.е. фаза колебаний электромагнитных полей росла бы со временем абсолютно равномерно.

В обычной ситуации, однако, атом находится в окружении других атомов, с которыми он часто соударяется. Даже в воздухе при нормальных условиях каждая молекула за 1 нс успевает столкнуться несколько раз, а в твёрдых телах столкновения происходят чаще, чем 1 раз за пикосекунду. То есть, в течение процесса излучения одного фотона, атом успевает испытать много столкновений. После каждого столкновения происходит, во-первых, сбой фазы, а во-вторых, изменяется скорость, и из-за допплеровского смещения частоты изменяется скорость набегания фазы. Все это приводит к тому, что осцилляции полей даже в одном фотоне, разделенные небольшим помежутком времени, уже некогерентны. Когерентность будет только, если заставить фотон интерферировать с самим собой, причем лишь с очень небольшой сдвижкой.

Оффлайн v.gesАвтор темы

  • ****
  • Сообщений: 370
  • Благодарностей: 5
    • Сообщения от v.ges
Re: Время излучения/поглощения фотона.
« Ответ #33 : 17 Авг 2017 [12:08:57] »
...время на переизлучение... может быть одной из причин красного смещения.
То же самое хотел написать, но пока обдумывал, вы уже написали.

Оффлайн NukeOsom

  • ***
  • Сообщений: 205
  • Благодарностей: 44
  • we need u have to we need
    • Сообщения от NukeOsom
Re: Время излучения/поглощения фотона.
« Ответ #34 : 17 Авг 2017 [13:04:06] »
Вы имеете в виду эмоциональную или содержательную часть?
Мы имели ввиду разницу между пустоцветным многознайством и творческим профессионализмом.
Касательно квантовых описаний, творческого профессионализма и квантмеха:
https://arxiv.org/abs/1708.03706v1   https://arxiv.org/pdf/1708.03706v1.pdf
"The universal meaning of the quantum of action", by Jun Ishiwara
Karla Pelogia, Carlos Alexandre Brasil
(Submitted on 2 Aug 2017)
Comments: 11 pages, 1 figure
https://arxiv.org/abs/1708.04676v1   https://arxiv.org/pdf/1708.04676v1.pdf
Analysis of the Jun Ishiwara's "The universal meaning of the quantum of action"
Karla Pelogia, Carlos Alexandre Brasil
(Submitted on 10 Aug 2017)
Comments: 12 pages
Про цитаты: N. David Mermin (ndm4@cornell.edu) is a semi-retired professor of physics at Cornell University, подойдёт ?
Цитата
It certainly isn't a stupid question, and really cuts to the heart of the question of interpreting quantum mechanics.

The simplest answer is that when a photon is absorbed by an electron, it is completely destroyed. All its energy is imparted to the electron, which instantly jumps to a new energy level. The photon itself ceases to be. In the equations which govern this interaction, one side of the equation (for the initial state) has terms for both the electron and the photon, while the other side (representing the final state) has only one term: for the electron.

The opposite happens when an electron emits a photon. The photon is not selected from a "well" of photons living in the atom; it is created instantaneously out of the vacuum. The electron in the high energy level is instantly converted into a lower energy-level electron and a photon. There is no in-between state where the photon is being constructed. It instantly pops into existance.

So the question is: where does the photon come from?

Strangely, it doesn't seem to come from anywhere. The universe must put the extra energy somewhere, and because electrons in atoms are electromagnetic phenomena, a photon is born with the required energy. In a weak-force interaction, say the decay of a neutron, that energy goes into a neutrino particle which is also instantaneously created. Each force has its own carrier particles, and knows how to make them.

That's really all we can say about it. There are many interpretations of what this and other phenomena in quantum mechanics mean on a deeper level, and whole libraries worth of books which argue points of view on the matter. But my personal philosophy is that of the famous physicist Richard Feynman, who said: "Shut up and calculate."

Edit by Michael Lam on February 10, 2016: The quote has been misattributed to Richard Feynman, and sometimes Paul Dirac, but evidentally comes from Cornell physicist David Mermin

Теперь по теме:
Уже приводил пример с UHECR-протоном с картинками. Повторюсь для наглядности: протон с энергией 1020 эВ поглощает 100 эВ и в момент окончания поглощения эмитирует те же 100 эВ ( или как в предыдущем вс сообщении только эмитирует ). Разница во времени смены состояний - от 20-ти до 3-ти порядков ( Гезенберг или Лармор ). Трудности с правильным ответом, как обычно, состоят не в правильном-неправильном обсчёте мат.модели а именно в понимании физики процесса ( даже при наличии результатов эксперимента ). Точнее, как сказано в цитате, в понимании квантовой механики на более глубоком уровне чем прописано в учебниках и чем поставляет Munin et al


...время на переизлучение... может быть одной из причин красного смещения.
То же самое хотел написать, но пока обдумывал, вы уже написали.
Даже не обдумывал, немог/нехотел то же самое написать и не написал ... слава Богу
« Последнее редактирование: 17 Авг 2017 [13:12:27] от NukeOsom »
Когда ты умер, ты об этом не знаешь, только другим тяжело. То же самое, когда ты тупой.

Оффлайн kup

  • *****
  • Сообщений: 5 176
  • Благодарностей: 285
    • Сообщения от kup
Re: Время излучения/поглощения фотона.
« Ответ #35 : 17 Авг 2017 [13:15:43] »
Тоже суну своё рыло. Есть такое понятие Цуг., Длина когерентности и т.п. математика и Фурье четко все описывает. В идеале спектр палка бесконечно длинный Цуг. Если спектр имеет ширину по Фурье можно определить длительность в течении которой формировался фотон.а Geen ещё раньше сказал
« Последнее редактирование: 17 Авг 2017 [13:55:10] от kup »
Coronado PST, Sky Master 15Х70, Canon 10X30 IS, SW Dob 10", TV Paracorr T2, Ethos 21,13 :) И еще , я видел Альфу Центавра!

Оффлайн Дмитрий Вибе

  • Обозреватель
  • *****
  • Сообщений: 17 972
  • Благодарностей: 461
  • Дети любят бутерброд с маргарином!
    • Сообщения от Дмитрий Вибе
    • Персональная страница
Re: Время излучения/поглощения фотона.
« Ответ #36 : 17 Авг 2017 [19:10:43] »
Удалены сообщения, не относящиеся к обсуждаемой теме.
Было бы ошибкой думать.

Оффлайн dvb

  • ****
  • Сообщений: 392
  • Благодарностей: 19
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от dvb
Re: Время излучения/поглощения фотона.
« Ответ #37 : 17 Авг 2017 [21:30:33] »
Точнее, как сказано в цитате, в понимании квантовой механики на более глубоком уровне чем прописано в учебниках и чем поставляет Munin et al
Ваши экивоки в сторону Мунина мне, лично, кажутся малоэтичными, поскольку его здесь нет, и он не может ответить. Мунин - теоретик, а я - нет. Мое "понимание" физики вообще, и КМ в частности несколько отличается от его "понимания", но к его подходу я отношусь с уважением, поскольку он продуктивен.
Что касается существа вопроса в теме, то вот мое мнение. Попутно замечу, что время в КМ не является оператором, и статус соотношения неопределенности энергия-время в рамках математического аппарата КМ мне, лично, кажется странным, хотя именно на него ссылаются, когда рассуждают о характерных временах тех или иных процессов.
Но это моя личная непонятка, и обсуждать ее тут неуместно.
По существу:
С моей позиции, "углубленно" обсуждать смысл, значение и величину того или иного физического параметра полезно только в том случае, когда предложена методика эксперимента, позволяющая прямо или косвенно измерить этот параметр. Во всех остальных случаях можно ограничиться теоретическими оценкам в рамках принятой физической модели. Оценки же эти полезны тем, что позволяют сделать разумные предположения о том, существенна ли величина данного параметра при анализе данного физического явления, следует ли ее учитывать и можно ли ею пренебречь при построении физической модели этого явления, когда и в какой степени. То есть, моя позиция состоит в том, что наше "понимание" любой глубины не более чем модель явления, а не само это явление, вне зависимости от того как оно сформулировано - математически, или с помощью упорядочения слов тем или иным способом.
Таким образом, я предлагаю в этой теме сместить ударение с вопроса "чему равно время излучения фотона атомом" на вопрос "как это время измерить и можно ли вообще?" Могу сформулировать и еще ряд вопросов. Например: "нельзя ли экпериментально застигнуть атом в состоянии, когда он "уже начал" излучать, но еще "не закончил"? Или: "а вот в металле электроны верхних уровней вроде бы как обобществлены, и кто там, собственно, возбуждается и за какое время релаксирует обратно?" Между прочим, зеркала, о которых упоминалось чуть выше по форуму, отражают фотоны именно металлизированным слоем.

Оффлайн Дмитрий Вибе

  • Обозреватель
  • *****
  • Сообщений: 17 972
  • Благодарностей: 461
  • Дети любят бутерброд с маргарином!
    • Сообщения от Дмитрий Вибе
    • Персональная страница
Re: Время излучения/поглощения фотона.
« Ответ #38 : 18 Авг 2017 [06:43:52] »
Удалены сообщения, не относящиеся к обсуждаемой теме. Далее граждане, желающие вместо науки обсуждать участников других форумов, будут получать проценты.
Было бы ошибкой думать.

Оффлайн wandarer

  • *****
  • Сообщений: 1 550
  • Благодарностей: 18
    • Сообщения от wandarer
Re: Время излучения/поглощения фотона.
« Ответ #39 : 18 Авг 2017 [20:09:44] »
На мой взгляд время излучения фотона связано со временем существования возбужденного состояния частицы, которая может его испустить. Например, недавно в Америке зафиксировали фотонное излучение атомов при рассеянии на них нейтрино. Само по себе возбужденное состояние инициировалось нейтрино, которые не вступали в ядерные реакции.  При отражении фотонов вряд-ли они поглощаются и переизлучаются. Скорее здесь мы имеем именно отражение.  Фотоны имеют как свойства частицы так и волны. Как волны они определены во всем пространстве, а как частицы локализованы в определенной области. В копенгагенской интерпретации это означает, что с некоторой вероятностью, пусть исчезающе малой, частица-волна фотон  присутствует в любой точке пространства. Отсюда и самоинтерференция фотона при прохождении через щель. Это в свою очередь влечет некий принцип дальнодействия, указывающий на то, что пространству нужно некоторое время для того, чтобы определить частицу внутри себя, если она впервые порождается. Хорошо, если вакуум имеет "электро-магнитнную структуру", то есть способен порождать виртуальные электро-магнитные кванты. Тогда этот процесс, наверное, занимает небольшое время. ::)
"Удивительное рядом, но оно запрещено!"В.Высоцкий©