Телескопы покупают здесь


A A A A Автор Тема: Вопрос об энергии света  (Прочитано 6951 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн GeorgАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 622
  • Благодарностей: 1
    • Сообщения от Georg
Вопрос об энергии света
« : 25 Апр 2008 [16:57:46] »
    Для начала напомню один из  опытов по измерению светового давления. Легкую вертушку подвешенную на нити, лопасти которой с одной стороны были покрашены в чёрный цвет, а с другой в белый (или зеркальный), освещались мощным источником света. В результате того, что зеркальная поверхность от фотонов получала в два раза больший импульс, чем чёрная, вертушка поворачивалась на соответствующий угол.
Вопрос: почему чёрные поверхности получая в два раза меньше энергии, чем зеркальные (или белые) нагреваются сильнее? ???

Оффлайн Grinia

  • *****
  • Сообщений: 6 359
  • Благодарностей: 94
  • Нет закона выше истины
    • Сообщения от Grinia
Re: Вопрос об энергии света
« Ответ #1 : 25 Апр 2008 [17:56:19] »
Черные поглащают, зеркальные отражают.
...Знание обитает
В головах, наполненных мыслями других людей,
Мудрость в умах, внимательных к своим собственным...

Оффлайн Rephaim

  • ***
  • Сообщений: 180
  • Благодарностей: 0
    • Сообщения от Rephaim
Re: Вопрос об энергии света
« Ответ #2 : 25 Апр 2008 [18:02:39] »
Вычислите значение энергии и импульса - и у Вас все получится. Ну, если Вы еще сможете вычислить момент инерции вертушки.

Оффлайн GeorgАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 622
  • Благодарностей: 1
    • Сообщения от Georg
Re: Вопрос об энергии света
« Ответ #3 : 26 Апр 2008 [13:26:00] »
Черные поглощают, зеркальные отражают.


Отражая фотоны, зеркальная поверхность получает в два раза большую энергию.

Оффлайн Дмитрий Вибе

  • Обозреватель
  • *****
  • Сообщений: 18 082
  • Благодарностей: 461
  • Дети любят бутерброд с маргарином!
    • Сообщения от Дмитрий Вибе
    • Персональная страница
Re: Вопрос об энергии света
« Ответ #4 : 26 Апр 2008 [13:31:29] »
Отражая фотоны, зеркальная поверхность получает в два раза большую энергию.

Вы путаете кинетическую и тепловую энергии.
Было бы ошибкой думать.

Оффлайн GeorgАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 622
  • Благодарностей: 1
    • Сообщения от Georg
Re: Вопрос об энергии света
« Ответ #5 : 26 Апр 2008 [13:34:39] »
Вычислите значение энергии и импульса - и у Вас все получится. Ну, если Вы еще сможете вычислить момент инерции вертушки.
Как не верти, зеркальная поверхность получает больше энергии или я что-то не понимаю!?

Оффлайн GeorgАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 622
  • Благодарностей: 1
    • Сообщения от Georg
Re: Вопрос об энергии света
« Ответ #6 : 26 Апр 2008 [13:43:59] »

Вы путаете кинетическую и тепловую энергии.
    И в первом и во втором случае передается энергия фотона hv. Вы хотите сказать, что в случае с чёрным телом она превращается в тепловую, а в случае с зеркалом в кинетическую?

Оффлайн Дмитрий Вибе

  • Обозреватель
  • *****
  • Сообщений: 18 082
  • Благодарностей: 461
  • Дети любят бутерброд с маргарином!
    • Сообщения от Дмитрий Вибе
    • Персональная страница
Re: Вопрос об энергии света
« Ответ #7 : 26 Апр 2008 [13:52:22] »
Вы хотите сказать, что в случае с чёрным телом она превращается в тепловую, а в случае с зеркалом в кинетическую?

Именно так.
Было бы ошибкой думать.

Оффлайн GeorgАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 622
  • Благодарностей: 1
    • Сообщения от Georg
Re: Вопрос об энергии света
« Ответ #8 : 26 Апр 2008 [18:17:02] »
Импульс фотона передаётся атому вещества. Сумма кинетических энергий атомов есть тепловая энергия. Т.е. все равно зеркальная поверхность должна нагреваться сильнее.

Оффлайн Klapaucius

  • *****
  • Сообщений: 9 054
  • Благодарностей: 140
  • Илья
    • Сообщения от Klapaucius
Re: Вопрос об энергии света
« Ответ #9 : 26 Апр 2008 [21:37:28] »
Зеркальная поверхность же не нагревается. А в отличие от чёрной тратит эту энергию на излучение назад точно таких же фотонов, но с противоположным по модулю импульсом. На то она и зеркальная.
Всем пока, до лучших времён.

Оффлайн GeorgАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 622
  • Благодарностей: 1
    • Сообщения от Georg
Re: Вопрос об энергии света
« Ответ #10 : 27 Апр 2008 [14:31:57] »
Вы хотите сказать, что в случае с чёрным телом она превращается в тепловую, а в случае с зеркалом в кинетическую?

Именно так.
Данное утверждение ложно. Выше сказанное утверждение означает, что в случае с чёрной поверхностью давление оказываться не будет, а вся энергия будет уходить на нагрев.
Энергия света как в первом, так и во втором случае уходит на создание  светового давления, только в случае с зеркальной поверхностью оно больше из-за большего импульса фотона. Первые опыты по определению светового давления проводились на вертушке с чёрной поверхностью. Однако на черную поверхность свет оказывает и давление и разагревает её.

Оффлайн Дмитрий Вибе

  • Обозреватель
  • *****
  • Сообщений: 18 082
  • Благодарностей: 461
  • Дети любят бутерброд с маргарином!
    • Сообщения от Дмитрий Вибе
    • Персональная страница
Re: Вопрос об энергии света
« Ответ #11 : 27 Апр 2008 [14:44:50] »
Данное утверждение ложно.

Я прошу быть поосторожнее с подобными заявлениями. Иначе Ваше пребывание на форуме прекратится.
Было бы ошибкой думать.

Оффлайн GeorgАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 622
  • Благодарностей: 1
    • Сообщения от Georg
Re: Вопрос об энергии света
« Ответ #12 : 27 Апр 2008 [14:59:59] »
Данное утверждение ложно.

Я прошу быть поосторожнее с подобными заявлениями. Иначе Ваше пребывание на форуме прекратится.
Не понял. 

Оффлайн dims

  • *****
  • Сообщений: 11 787
  • Благодарностей: 124
  • Пожалуй, стоит ограничиться обменом мнениями
    • Skype - virafon
    • Сообщения от dims
    • Мой блог
Re: Вопрос об энергии света
« Ответ #13 : 27 Апр 2008 [15:02:58] »
Есть энергия, а есть импульс. Это -- разные вещи.

Идеальная зеркальная или белая неподвижная поверхность не получает энергии совсем! Чёрная поверхность забирает от света всю энергию. А вот с импульсом -- другая ситуация. Зеркальная поверхность отбрасывает свет назад. Засчёт этого она получает от света две порции импульса. А чёрная поверхность останавливает свет. Поэтому она получает только одну порцию импульса.

Ситуация со световым давлением полностью аналогична ситуации с бильярдными шарами. Один шар очень большой и тяжёлый -- это лопасть. Другой шар очень лёгкий -- это фотон.

Когда большой шар липкий так, что маленький прилепает к нему при ударе -- это чёрная лопасть. Когда большой шар твёрдый -- это зеркальная лопасть. От зеркальной лопасти маленький шар просто отскакивает.

Точный численный результат получается при одновременном учёте двух законов сохранения -- и энергии, и импульса. Ни одно из них в отдельности недостаточно. Но качественно ситуация такова, как я написал в начале.
Димс.
Я прекратил участие в форуме.

Оффлайн Тать

  • *****
  • Сообщений: 9 949
  • Благодарностей: 56
    • Сообщения от Тать
Re: Вопрос об энергии света
« Ответ #14 : 27 Апр 2008 [15:35:19] »
Цитата
Данное утверждение ложно.
Ложно / истинно - официально принятые в логике термины. Они же в Булевой алгебре.
Georg
Цитата
Не понял.
Чего ж понимать,  надо каждый раз комментировать свои выражения и применяемые термины для с ними незнакомых :) И будете жить спокойно...
В.Высоцкий: " Ловко пользуется Тать тем, что может он летать"

Оффлайн GeorgАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 622
  • Благодарностей: 1
    • Сообщения от Georg
Re: Вопрос об энергии света
« Ответ #15 : 27 Апр 2008 [17:32:12] »
Есть энергия, а есть импульс. Это -- разные вещи. ..........
 ......Ни одно из них в отдельности недостаточно. Но качественно ситуация такова, как я написал в начале.
Импульс электромагнитного поля определяется энергией делёной на скорость света. Поэтому данную задачку можно решать и через понятие энергии и через понятие импульса.
 Кстати, очень хорошая аналогия с шариками. Если бы мы рассматривали задачку с шариками, то проблем таких не было бы. Предположим, что мы вертушку, лопасти которой с одной стороны отражают шарики, а к другой прилипают, обстреливаем не фотонами, а шариками, тогда кинетическая энергия передаваемая шариками равна массе умноженной на квадрат скорости при отражении и в два раза меньшей при прилипании.(кстати , и импульс тоже) То есть, кинетическая энергия отражённых шариков в два раза большая, но шарики имеют ещё и массу. Лопатка с прилипшими шариками увеличила бы массу. Если бы фотон имел массу покоя, то по аналогии с шариками можно предположить, что масса фотонов пошла на разогрев чёрной поверхности, но у фотонов нет массы покоя (или есть ?), а есть энергия hv, которая в данном случае уходит  на световое давление, что чёрной поверхности, что зеркальной ... 

Оффлайн Empirik

  • ***
  • Сообщений: 111
  • Благодарностей: 1
    • Сообщения от Empirik
Re: Вопрос об энергии света
« Ответ #16 : 27 Апр 2008 [18:50:18] »
[Импульс электромагнитного поля определяется энергией делёной на скорость света. . 
Вот тут у вас и есть ошибка. Поделив энергию на константу, получаете СКАЛЯР. А импульс величина ВЕКТОРНАЯ и из скаляра ее никак не получить с помощью арифметики.

Оффлайн dims

  • *****
  • Сообщений: 11 787
  • Благодарностей: 124
  • Пожалуй, стоит ограничиться обменом мнениями
    • Skype - virafon
    • Сообщения от dims
    • Мой блог
Re: Вопрос об энергии света
« Ответ #17 : 27 Апр 2008 [20:22:52] »
Импульс электромагнитного поля определяется энергией делёной на скорость света. Поэтому данную задачку можно решать и через понятие энергии и через понятие импульса.
Это разные понятия, решать нужно совместно.

Цитата
Предположим, что мы вертушку, лопасти которой с одной стороны отражают шарики, а к другой прилипают, обстреливаем не фотонами, а шариками, тогда кинетическая энергия передаваемая шариками равна массе умноженной на квадрат скорости при отражении
До столкновения энергия шарика равна эм вэ квадрат пополам и после столкновения тоже равна эм вэ квадрат пополам (если лопасть достаточно тяжёлая). То есть, энергия шарика не изменилась, следовательно, неоткуда было взять энергию для передачи лопасти.

Цитата
и в два раза меньшей при прилипании.(кстати , и импульс тоже)
Нет, совершенно по-разному. Импульс действительно отличается примерно в два раза, а энергия -- во много-много раз, потому что "чёрная" сторона забирает всю энергию, а "зеркальная" не забирает почти ничего. Если лопасть закреплена, то в точности ничего, то есть, разница в бесконечность раз (ноль против чего-то).

Цитата
То есть, кинетическая энергия отражённых шариков в два раза большая, но шарики имеют ещё и массу.
Это неважно. Можно взять не шарики, а пылинки, которые бомбардируют лопасть со скоростью пули. Тогда приростом массы из-за налипания пылинок можно пренебречь.

Повторяю, на мой взгляд, Ваша ошибка в том, что Вы смешиваете энергию и импульс. Это две разные величины, которые сохраняются независимо.

Цитата
Если бы фотон имел массу покоя, то по аналогии с шариками можно предположить, что масса фотонов пошла на разогрев чёрной поверхности, но у фотонов нет массы покоя (или есть ?), а есть энергия hv,
Вы совершенно необоснованно противопоставляете отсутствие массы и разогрев поверхности. При налипании шариков поверхность точно так же нагревалась бы.

Цитата
которая в данном случае уходит  на световое давление, что чёрной поверхности, что зеркальной ... 
На давление уходит импульс, а не энергия. Давление -- это двухмерная плотность силы (сколько Ньютонов на квадратный метр). А сила -- это скорость изменения импульса. Фотоны несут импульс, каждый -- маленький кусочек. Они отскакивают от лопасти и каждый изменяет свой импульс на 2p, где p -- импульс фотона. Это создаёт постоянный процесс изменения импульса. А изменение импульса -- и есть сила.
Димс.
Я прекратил участие в форуме.

Оффлайн golos

  • *****
  • Забанен!
  • Сообщений: 2 236
  • Благодарностей: 1
  • Упрямый альт
    • Сообщения от golos
Re: Вопрос об энергии света
« Ответ #18 : 27 Апр 2008 [21:22:44] »
Вычислите значение энергии и импульса - и у Вас все получится. Ну, если Вы еще сможете вычислить момент инерции вертушки.
Как не верти, зеркальная поверхность получает больше энергии или я что-то не понимаю!?
Скажите, какая поверхность, на Ваш взгляд, отражает больше энергии?
Вы уверены, что не ошиблись?

Оффлайн GeorgАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 622
  • Благодарностей: 1
    • Сообщения от Georg
Re: Вопрос об энергии света
« Ответ #19 : 28 Апр 2008 [11:45:16] »
ЗЕРКАЛЬНАЯ