دوتا سوال از نسبیت

[Hollywood Undead]

چه لزومی هست که این اختلاف جزئی مابین سرعت نور در خلا و هوا در نظر گرفته شود؟

به علّتِ

و اصلاً در این بحث اون‌ها جایی نخواهند داشت و جرمِ سکونِ فوتون در حدِ این بحث صفره و صفر خواهد بود.

"در حد این بحث" یعنی میفرمایی جرم سکون فتون صفر نیست ؟

البته و هیچ شکی هم در اون نیست. اگه در حالِ حرکت باشه همون فرمول E^{2} رو می‌نویسیم و ساده می‌کنیم و نهایتاً همین فرمول دومِ شما به‌دست میاد. امّا وقتی هر چیزی در حالِ حرکت باشه با سرعتی قابل ملاحظه نسبت به c یه‌جرمی رو از خودش نشون می‌ده که بهش می‌گیم جرمِ نسبی! که منم قبلاً این‌جا توضیحش دادم:

این جمله هم با فرض اینه که فتون ها با سرعت C حرکتت نمیکنن که من بعدآ برات اثبات میکنم اشتباه میکنی و فوتون ها دقیقا با c حرکت میکند .

ببین عزیزم این‌چیزیه که دیگه شما داری می‌بینی. آقاجان «جرم» گنگه! «جرمِ سکون» داریم و «جرم نسبی» که حتی خودت هم از واژه‌ی جرمِ سکون استفاده کردی. دقیقاً جرمِ نسبیِ فوتون از اون رابطه به‌دست میاد. همون رابطه‌ی یک رو تو همون لینک در نظر بگیر. انرژی مگه در نمیومد pc؟ خب حالا این رو بزار مساوی mrelc2 این‌جا در میاد mrel=p/c که از اون‌جایی که p برابر اچ در نو به‌روی سی هست پس جرم نسبی در میاد اچ در نو به‌روی سی به‌توانِ دو یعنی دقیقاً‌ همون چیزی که در اون لینک اومده. اما تیکه‌ی بعدی رو زدی خراب کردی:

, if there was any non-zero rest mass, the particle's relativistic mass would be ∞ not ℏωc2, so the rest mass of a photon has to be zero.



این‌جا گفته «جرمِ سکون»ِ فوتون باید صفر باشه! نه «جرمِ فوتون»! عزیزِ من به‌اون چیزی که شما می‌گی «رفتارِ جرمی» تو فیزیک بهش گفته می‌شه «جرمِ نسبی». البته مطابقِ همون توضیحی هم که قبلاً دادم «رفتارِ جرمی» هم اسمِ جالبیه چون در حقیقت تو این رفتارِ فوتون رو جرم‌دار می‌بینی و فوتون خودش رو بدون جرم می‌بینه، ولی خب توی فیزیک می‌گن بهش «جرم نسبی» البته این لینک یه‌جایِ جالب‌تری هم داشت که من از دستم پرید:

because the speed of a photon in vacua is c for all observers and

دوست عزیز جرم نسبی از این رابطه حساب میشه


ما در فرمول های نسبیت باید جرم سکون فتون رو دقیقا برابر صفر بگیریم واگرنه به تناقض میرسیم اما همین طور که شما گفتی در لینک ویکی پدیا لینک جرم سکون فتون رو طبق اندازه گیری های آزمایشگاهی هیچگاه دقیقا صفر در نیاوردن و تو قسمت جرم نوشته شده 10^-18 . اینجا سوال پس میاد آیا جرم سکون فتون وآقعا صفره یا خیر ؟ اگر واقعا صفر باشه در نتیجه جرم نسبی فتون در خلا با همون رابطه نا مفهوم در میاد که در همون رابطه مقدار دار فرض شده بود
در اینجا مشخص میشه فتون حتی جرم نسبی ندارد و جرم معادل با انرژی دارد .
در نتیجه من به شما به این شکل جواب دادم که جرم سکون فتون دقیقا برابر صفره ولی در آزمایش ها رفتار ذره ای از خودش نشون میده که باعث میشه جرم سکونش آن مقدار اندازه گیری بشه .

اما تیکه‌ی بعدی رو زدی خراب کردی:

چیزی رو خراب نکردم در اول جمله وقتی از جرم سکون حرف زدم معلومه آخر جمله هم منظورم همون جرم سکونه که شما فکر کردی میگم جرم . جرم نسبی از رابطه ای که گذاشتم بدست میاد

خوشم اومد کم نمیاری واقعاً! ولی این‌تیکه هم اشتباهه:
شما این لینک رو مورد استفاده قرار دادی دیگه؟
http://en.wikipedia.org/wiki/Vacuum
خب کاملاً‌ بدیهیه که ما به‌کاربرد روزمره‌ی خلأ کار نداریم و کاربردش رو در دقیق‌ترین علمِ بشر یعنی فیزیکِ نظری می‌خواییم. در ادامه‌ی همون لینک گفته شده:

A perfect vacuum would be one with no particles in it at all, which is impossible to achieve in practice. Physicists often discuss ideal test results that would occur in a perfect vacuum, which they simply call "vacuum" or "free space", and use the term partial vacuum to refer to real vacuum.

منظورِ من رو که نمی‌دونستی چیه از همون لینکِ خودت می‌شد استخراج کرد!
البته شما مرتکب مغالطه‌ی «ترکیب» شدی و قسمتِ «معمولاً» رو در تعریف بی‌خیال شدی و به‌تمامِ مواد ربطش دادی. خلأِ مطلق هم همون‌طور که در تعریف هست، هیچ ذره‌ای (خواه با جرم و خواه بدونِ جرم) در اون‌جا نباید باشه. نتیجه، یه‌خلأ که توش فقط یه فوتون هست هم خلأِ مطلق نیست و عملاً غیر ممکنه که خلأ مطلق داشته باشیم.

منم خوشم میاد که خیلی مطمئن حرف میزنی که میگی واقعآ کم نمیاری !
آخه این چه حرفیه میزنی مگه قراره خودمون رو گول بزنیم .

اتفاقا اون قسمت هم دیدم
شما به این نکته توجه نکردی اینجا میگه بدون هیچ particles ولی نمیگه particles and virtual particles ! .
در نتیجه منم گفتم خلا نسبیه نه اینکه میتونه نسبی باشه زیرا در صورتی هم که هیچ particle در ان پیدا نکنی ذرات مجازی به اجبار در آن وجود دارن و این خلایی که شما داری ازش حرف میزنی اصلا یه چیز موهوم و باور نکردنیه و هیچ فیزیکدانی از آن صحبت نمیکنه جز در ایران !
وقتی فیزکدانی از خلا صحبت میکنه از یه چیز موهوم که در یک جهان دیگه یا هرچی صحبت نمیکنه و

در ضمن همون طور که جناب صمد 123 گفتند C با آزمایش ها بدست اومده ! این آزمایش ها هم در این جهان انجام شده نه جهان دیگه یا در خلا موهوم شما یا خلا مطلق و این حرف ها .
بازم قانع نمیشی اینم یه لینک دیگه

فوتونها مثل ذرات بنیادی دیگر یعنی پروتون ، الکترون و پوزیترون نبوده و دارای بار الکتریکی نیستند و نمی‌توانند با سرعتی به غیر از سرعت نور حرکت کنند. بنابرین به ذرات مادی (یا اجسام متحوی ذرات ) که برخلاف فوتونها ، دارای جرم در حال سکون هستند، نام ماده نسبت داده می‌شود. فوتون دارای جرم سکون معادل با صفر است. اما جنبه مادی آن کمتر از ذرات ماده نمی‌باشد.

یه کتاب دیگه هم دم دستمه
فیزیک و کاربردهای آن در علوم تندرستی
پل پیترون اورون ترجمه جلالدین پاشایی صفحه 281 قسمت پایین سمت چپ عین نوشته

" سرعت امواج EM برابر C است" حرف از موهوماتی چون خلا مطلق و این حرف ها هم نمیزنه

آقا هر وقت می‌رسیم به‌این قسمتِ بحث شما دوباره مثلِ تیکه‌ی قبلی بحث حرفِ خودت رو تکرار می‌کنی.... نه صبر کن، این‌جا جالب تر شده. «هر ماده‌ای با سرعتِ نور حرکت می‌کنه»! الان دیگه حتماً منبع رو باید لطف کنی.
ببین عزیزم، مطابق منابع که منم یکی‌شون رو آوردم ذره‌ای که جرمِ سکونش صفر نباشه نمی‌تونه با c حرکت کنه و نتیجتاً الکترون و پروتون و این‌ها نمی‌تونند و منم اصلاً اون رابطه‌ی c=سرعت+زمان رو ندیدم، زمان هم برای فوتون‌ها نمی‌تونی درنظر بگیری که نمی‌گذره چون نسبیت اصلاً اون‌جا نظری نداره و... هی داریم تکرار می‌کنیم. منبع بیار لطفاً!
+ و خواهشاً منظورت رو از دوباره توضیح نده. فکر می‌کنم متوجه‌ش شده باشم. شما فتون رو می‌گیری با سرعتِ ثابت و بدونِ زمان حرکت می‌کنه و همه‌چیز رو نسبت به این فوتون می‌سنجی و سرعت و زمانش رو نسبت به فوتون به‌دست میاری... ولی منبع رو لطف کن.

خوب من یه تعریف خوب از نسبیت دادم که میتونم توآم با سرعت نسبی زمان نسبی هم اندازه بگیرم و بگم کدوم ذره زمان براش تندتر میگذره کدوم ذره کمتر !
حالا شما تعریف بهتری میتونی بدی ؟
در ضمن یه نکته دیگه هم باید توجه کنی گفتم همه ذرات رو میتونی معادل c بگیری و c رو مساوی سرعت + زمان این یه درکه نسبیتیه و منم جایی خوندم و الان به خاطر ندارم ولی چشم سعی میکنم منبعش هم معرفی کنم .

خب آره دیگه. منم دارم همین رو می‌گم دیگه!
+ فکر کنم شما داری به‌قسمت‌های قبلی فکر می‌کنی و اونا منظورته که من گفتم انرژی که بیاد پایین فرکانس میاد پایین و نهایتاً رسیدم به سرعتِ کمتر و این رو متناقض با این فرمول می‌دونی. درسته؟ اگه این‌طور باشه جالبه و من از این‌زاویه بهش دقّت نکرده بودم. با توجه به‌این‌که تمامِ این‌ها روابطی هستند که قبلاً تو منابع دیدمشون، تنها چیزی که می‌تونم بگم اینه که v در این‌جا سرعتِ فاز هست نه سرعتِ‌ یه‌تک فوتون و این دوتا لزوماً یکی نیستند و با کاهشِ انرژی، سرعت یه تک فوتون هم میاد پایین‌تر ولی سرعتِ فاز ثابت می‌مونه. حالا یا این‌که این دوتا لزوماً‌ یکی نیستند یا هم این‌جا یا یه‌جا بینِ روابط اشتباه کردم، اگه شما می‌تونی اشتباه رو توی روابط نشومن بدی که هیچ وگرنه اینم باید برم بپرسم که بلاخره کدومشه.

خوب شما همینو میگی ولی من نمیفهمم چرا با تغییر فرکانس امواج سرعتشون کمتر میشه .
یه تک فتون هم که جایی من میدونم از این رابطه تبعیت میکنه که مثلا در جایی خوندم با یک الکترون برخورد کنه طول موجش بیشتر میشه و فرکانسش کمتر ولی نگفته بود سرعتش کمتر میشه اصلآ بذاری تو فرمول هم جواب میده .
آره ممنون میشم شما هم منبعت رو بذاری

[mohsen2545]

***

[صمد123]

COSMOLOGIST نوشته است:
خیر دوست من
باز هم اشتباه می کنید
کلاً حرف شما درست نیست
مگر ما در الکترومغناطیس الکترون ( یا خیلی ذرات دیگر) را در برخی جاها ذره فرض نمی کنیم ؟!

عزیز من چرا قضیه رو اینقدر می پیچونی؟ شما یه سوتی دادید من هم روش انگشت گذاشتم هر چند که فکر نمی کنم اشتباها این طور تایپ کرده اید بلکه به نظر من شما اصلا نمی دونید که موضوع از چه قراره. شما گفتید:

همان طور که گفتم، سرعت فوتون ها که در الکترومغناطیس ( و در حد کتاب نایفه ) استفاده می شود را...

حرف من اینه که موضوع فوتون ها اصلا در الکترومغناطیس مطرح نمی شود و تمام شد رفت. اصلا نظریه های اصلی الکترومغناطیس همگی قبل از کشف فوتون ها به دست آمده اند و دیگر چیزی به نام فوتون در الکترومغناطیس مطرح نیست. حالا به من گیر میدند که تولد فوتون ها بعد از الکترومغناطیس است چه چیز طنزیه که نوشتی؟ من از شما انتظار ندارم که صراحتا بگویید که اشتباه کرده اید ولی حداقل دیگه بی خودی ژست حق به جانب نگیرید و جنگ روانی راه نندازید. بهترین کار اینه که دیگه مساله رو دنبال نکنید و صداشم در نیارید همانطوری که در مورد اون سوتی تون در مورد جدول ضرایب شکست انجام دادید که به نظرم آنجا هم اشتباه تایپی و... نبوده بلکه مساله تا آن لحظه براتون مبهم بود.
ضمنا من گفتم در علم الکترومغناطیس جنبه های ذره ای تابش های الکترومغناطیسی وارد نمی شود و این ربطی به این ندارد که چرا الکترونها مطرح می شوند و اتفاقا جنبه های موجی الکترون ها هم آنجا مطرح نیست خوب علم الکترومغناطیس همینه و ما نمی تونیم بگیم که چرا اینو بحث کرده و این یکی رو بحث نکرده

به هر روی چیزی از گفته شما کم نمی کند که گفتید فوتون و الکترومغناطیس هیچ ربطی به هم ندارند !!

بله جنبه های موجی تابش در الکترومغناطیس مطرح اند و جنبه های ذره ای هم در کوانتوم.

و این که من حرفی از حرکت شتاب دار نزدم !

بله درسته فقط اینو گفتم که در آینده خدای نکرده همچین چیزی به ذهنتان خطور نکند.
بقیه در پست بعدی...

[صمد123]

و اما قسمت اصلی داستان:شما اینجا خواسته اید که مثلا ثابت کنید سرعت فوتون ها به c نمی رسد و یک جمله انگلیسی را هم به عنوان منبع ذکر کرده اید که کلاس کارتان بره بالا اما غافل از اینکه خود این منبع گفته شما را نقض می کند و دلیل و منبع دیگری هم لازم نیست:

COSMOLOGIST نوشته است:
جواب این هم که در همان جمله ای که قبلاً آوردم هست :
photons may be viewed as always traveling at c, even in matter, but they have their phase shifted (delayed or advanced) upon interaction with atomic scatters: this modifies their wavelength and momentum, but not speed. A light wave made up of these photons does travel slower than the speed of light

شما فکر کرده اید عبارت does travel slower than the speed of light مربوط به photons است در حالی که منظور جمله چیز دیگری است و عبارت does travel slower than the speed of light برمی گردد به A light wave.اصلا اگر این جمله آخر را به صورت کلمه به کلمه ترجمه کنیم می شود این:
"یک موج نوری که تشکیل شده است از این فوتون ها با سرعتی کمتر از سرعت نور (که منظورش همان c است) حرکت می کند"
بعد شما عبارت "یک موج نوری که تشکیل شده است از..." را بی خیال شده اید و نتیجه گرفته اید که: "...این فوتون ها با سرعتی کمتر از سرعت نور حرکت می کنند"
ضمنا جمله this modifies their wavelength and momentum, but not speed تاکید می کند که سرعت فوتون ها (هنگام عبور از داخل ماده) تغییری نمی کند.
خوب دوست عزیز این هم سومین سوتی بزرگ شما!!!

منظور از محیط مادی چیست؟!
مگر نه این که جایی را که ماده یا تاثیر آن باشد محیط مادی گوییم؟!
پس سرعت فوتون در هر جایی کمتر از C است چون در هر جایی یا ماده داریم یا تاثیر ماده .

فکر می کنم برای بار دهم است که من می گویم که آقاجان، عزیز من، والله، به پیر، به پیغمبر، سرعت فوتون در هیچ محیطی اعم از مادی و غیر مادی طبق نظریه نسبیت نمی تواند حتی اپسیلونی کمتر از c باشد و هیچ حد و تقریبی هم در کار نیست اما شما و aalireza جفت پاهایتان را کردید در یک کفش و هر دفعه به دلایل واهی این حرف رو رد می کنید.بفرما از منبع خودت هم برات دلیل آوردم حالا چی می گی؟!!!

[صمد123]

همانطور که برای aalireza و برای خود شما هم گفتم فوتون در هیچ محیط مادی و غیر مادی نمی تواند اپسیلونی کمتر از c شود و هیچ تقریبی هم در کار نیست. ولی تاثیر محیط مادی بر روی فوتون این است که در هنگام برخورد فوتون ها با اتم های ماده، فوتون ها کلا نابود می شوند و انرژی شان را به طور کامل به اتم ها می دهند بنابراین اتم ها برانگیخته می شوند و هنگام بازگشت به حالت پایه شان فوتون جدیدی را با همان فرکانس و البته با سرعت c ساطع می کنند ولی بعضا اتم بعد از دریافت فوتون فرودی، فوتونی را گسیل نمیکند و اینگونه انرژی داخلی ماده افزایش می یابد و بنابراین شدت تابش خروجی کمتر از تابش فرودی میشود...(این البته درک من از این فرایند است و شاید اشکالات جزئی هم داشته باشد. اگر شما تایید نمی کنید دلیل و منبع ارائه کنید)

پس چرا این اتفاق عملا رخ میده مثلا سرعت نور در شیشه خیلی کمتر از هواست چرا چون شما میگید به ضریب شکست بستگی داره اما به هر حال سرعتش کم میشه؟

علتش رو دو پاراگراف پایین تر توضیح دادم ولی توجه نکردی. دوباره برات کپی، پیست می کنم. اول همین جمله را که از من نقل قول کردی بخون و بعد اینو بخون:

صمد123 نوشته است:
فرایند نابود شدن و دوباره آفریده شدن فوتون ها به وسیله اتم ها به طور آنی اتفاق نمی افتد بلکه یک مقدار زمان (بسیار ناچیز) برای این کار لازم است و این باعث می شود که "سرعت متوسط" (تاکید می کنم سرعت "متوسط") فوتون ها در داخل ماده کمتر از c شود و چون نور چیزی به غیر از فوتون های تشکیل دهنده اش نیست نور با سرعتی کمتر از خلا در محیط های مادی سیر می کند

اگر متوجه نشدی دو سه بار بخون و اگه باز هم مشکلی بود بگو.

[mohsen2545]

***

[COSMOLOGIST]

و اما قسمت اصلی داستان:شما اینجا خواسته اید که مثلا ثابت کنید سرعت فوتون ها به c نمی رسد و یک جمله انگلیسی را هم به عنوان منبع ذکر کرده اید که کلاس کارتان بره بالا اما غافل از اینکه خود این منبع گفته شما را نقض می کند و دلیل و منبع دیگری هم لازم نیست:

COSMOLOGIST نوشته است:
جواب این هم که در همان جمله ای که قبلاً آوردم هست :
photons may be viewed as always traveling at c, even in matter, but they have their phase shifted (delayed or advanced) upon interaction with atomic scatters: this modifies their wavelength and momentum, but not speed. A light wave made up of these photons does travel slower than the speed of light

شما فکر کرده اید عبارت does travel slower than the speed of light مربوط به photons است در حالی که منظور جمله چیز دیگری است و عبارت does travel slower than the speed of light برمی گردد به A light wave.اصلا اگر این جمله آخر را به صورت کلمه به کلمه ترجمه کنیم می شود این:
"یک موج نوری که تشکیل شده است از این فوتون ها با سرعتی کمتر از سرعت نور (که منظورش همان c است) حرکت می کند"
بعد شما عبارت "یک موج نوری که تشکیل شده است از..." را بی خیال شده اید و نتیجه گرفته اید که: "...این فوتون ها با سرعتی کمتر از سرعت نور حرکت می کنند"

ضمنا جمله this modifies their wavelength and momentum, but not speed تاکید می کند که سرعت فوتون ها (هنگام عبور از داخل ماده) تغییری نمی کند.
خوب دوست عزیز این هم سومین سوتی بزرگ شما!!!

نشان دادید که علاوه بر فیزیک، در زبان هم مشکل دارید!!

متاسفانه به جای آنکه متن را کامل بخوانید و ببینید چه گفته، جمله جمله خوانده و ناقص و دست و پا شکسته هر چه را فهمیده اید نوشته اید و ادعا هم دارید در حد . . . !!

شما هنوز نمی دانید these که در جمله A light wave made up of these photons does travel slower than the speed of light آمده ، به جمله قبلش بر می گردد و نمی دانید که modifies که در جمله this modifies their wavelength and momentum, but not speed آمده، به این اشاره دارد که طول موج و مومنتوم را تصحیح می کند اما سرعت را نه، و تغییر در سرعت داریم
همچنین جمله اول را نخواندید که گفته :
photons may be viewed as always traveling at c, even in matter, but they have their phase shifted (delayed or advanced) upon interaction with atomic scatters

و . . .

بهتر است یا کمی زبانتان را تقویت کنید یا از google translate بهتر استفاده کنید !!

COSMOLOGIST نوشته است:
خیر دوست من
باز هم اشتباه می کنید
کلاً حرف شما درست نیست
مگر ما در الکترومغناطیس الکترون ( یا خیلی ذرات دیگر) را در برخی جاها ذره فرض نمی کنیم ؟!

عزیز من چرا قضیه رو اینقدر می پیچونی؟ شما یه سوتی دادید من هم روش انگشت گذاشتم هر چند که فکر نمی کنم اشتباها این طور تایپ کرده اید بلکه به نظر من شما اصلا نمی دونید که موضوع از چه قراره. شما گفتید:

همان طور که گفتم، سرعت فوتون ها که در الکترومغناطیس ( و در حد کتاب نایفه ) استفاده می شود را...

حرف من اینه که موضوع فوتون ها اصلا در الکترومغناطیس مطرح نمی شود و تمام شد رفت. اصلا نظریه های اصلی الکترومغناطیس همگی قبل از کشف فوتون ها به دست آمده اند و دیگر چیزی به نام فوتون در الکترومغناطیس مطرح نیست. حالا به من گیر میدند که تولد فوتون ها بعد از الکترومغناطیس است چه چیز طنزیه که نوشتی؟ من از شما انتظار ندارم که صراحتا بگویید که اشتباه کرده اید ولی حداقل دیگه بی خودی ژست حق به جانب نگیرید و جنگ روانی راه نندازید. بهترین کار اینه که دیگه مساله رو دنبال نکنید و صداشم در نیارید همانطوری که در مورد اون سوتی تون در مورد جدول ضرایب شکست انجام دادید که به نظرم آنجا هم اشتباه تایپی و... نبوده بلکه مساله تا آن لحظه براتون مبهم بود.
ضمنا من گفتم در علم الکترومغناطیس جنبه های ذره ای تابش های الکترومغناطیسی وارد نمی شود و این ربطی به این ندارد که چرا الکترونها مطرح می شوند و اتفاقا جنبه های موجی الکترون ها هم آنجا مطرح نیست خوب علم الکترومغناطیس همینه و ما نمی تونیم بگیم که چرا اینو بحث کرده و این یکی رو بحث نکرده

به هر روی چیزی از گفته شما کم نمی کند که گفتید فوتون و الکترومغناطیس هیچ ربطی به هم ندارند !!

بله جنبه های موجی تابش در الکترومغناطیس مطرح اند و جنبه های ذره ای هم در کوانتوم.

و این که من حرفی از حرکت شتاب دار نزدم !

بله درسته فقط اینو گفتم که در آینده خدای نکرده همچین چیزی به ذهنتان خطور نکند.
بقیه در پست بعدی...

این ها هم که کل کل و پافشاری بچه گانه است که جوابی ندارم

اگر صحبت علمی تر دارید مطرح کنید تا ادامه دهیم.

[COSMOLOGIST]

دوستان عزیز
این بحث کلاً بحث جالبی است ، نه تنها در این تاپیک، بلکه در میان فیزیکدانان هم این بحث که بیشتر جنبه ی دیدگاهی آن مهم است تا جنبه ی علمی آن
به یاد دارم که چند سال پیش هم با یکی از استادانم که عمرش را در فیزیک گذرانده بود بر سر همین موضوع بحث کردیم ، اما نتیجه ی مشخصی نگرفتیم ، حتی پای EPR paradox هم وسط کشیده شد و . . . اما در نهایت نتیجه قابل اتکایی بدست نیامد

لازم دانستم برای مشخص شدن برخی موضوعات، مطالبی را مطرح کنم و خوشحال می شوم دوستان به دور از اظهار نظر های شخصی و تنها با استدلال های علمی و منطقی راجع به آن ها بحث نمایند :


سوال :
سرعت نور همیشه C است یا نه!؟

پاسخ:

باید ببینیم از نگاه تئوری می خوایم به قضیه نگاه کنیم یا عملی

1- از دیدگاه عملی :
در عمل سرعت نور در ماده کم می شود، ولو این که ماده مورد نظر هوا یا حتی ماده ای با چگالی کمتر باشد ، به هر حال با مطرح شدن کلمه ماده، سرعت فوتون هم طبیعتاً کم خواهد شد

این کم شدن سرعت نور هم با رابطه ی ساده ضریب شکست بدست می آید.

n = speed of light in a vacuum / speed of light in medium

یا

1.JPG

و می توان از رابطه

2.JPG

که در آن با استفاده از permittivity و permeability ضریب شکست را بدست می آوریم که در اینجا هم سرعت نور دخیل است اما به صورت غیر مستقیم ( که از طریق معادلات ماکسول و چند محاسبه ساده می توان آن را نشان داد ) و نکته جالب در این است که در این فرمول ضریب شکست n می تواند از 1 هم کمتر شود ( مثلا برای برخی پرتوهای خاص X-ray در شیشه ) و این یعنی سرعت نور از C هم بیشتر خواهد شد(!) و دلیل آن هم به سرعت فاز و سرعت گروه بر می گردد چرا که، سرعت فاز می تواند از C فراتر رود !
که حتماً شما بهتر از بنده می دانستید.

اما در این حالت بحث بر سر این است که خلاء چیست!
چون تمامی ضریب شکست ها را با سرعت نور در خلاء می سنجیم ( speed of light in a vacuum = C )
در اینجا خلاء را ما تعریف می کنیم.
خلائی که تعریف می شه شامل دو نوع خلاء هست

الف ) خلائی که روی زمین هم می توان آن را ایجاد کرد و به آن Ultra-high vacuum گفته می شود و فشار ایجاد شده توسط این خلاء برابر یک تریلیونیوم ( 12- ^10 ) فشار جو است. سرعت بدست آمده برای نور در این خلاء که مقیاس استاندارد برای متر نیز محسوب می شود ( یک متر برابر مسافتی است که نور در 1⁄299,792,458 ثانیه می پیماید ) همان km/s 299,792,458 است و این آن چیزی است که می گوییم سرعت نور در خلاء و آن را در فیزیک الکترومغناطیس C می نامیم.

دقت کنیم که تمامی مباحث بالا در الکترومغناطیس مطرح بود و تا کنون وارد کوانتوم و یا quantum field theory نشدیم

و اما در کوانتوم که قسمت ب را شامل می شود

ب ) خلائی که در آن فضا (ی مورد نظر ) تهی از ماده باشد.
در مورد این نوع خلاء در کوانتوم مکانیک این گونه تعریف می کنیم که :

vacuum is the state with the lowest possible energy

یعنی حالت کوانتومی دارای کمترین انرژی در این حالت ذره مادی وجود ندارد و تنها انرژی حالت پایه ( یا همان ground state در فضای هیلبرت ) را داریم.

اما با توجه به معادله دیراک ( که اگر نیاز هست می توان معادله را هم در اینجا آورد ) و نیز با توجه به اصل عدم قطعیت ( و پیش بینی ذرات مجازی virtual particles ) می دانیم که دستیابی عملی به این حالت به دلایل بالا و این که فوتون های جسم سیاه ( blackbody photons) را نمی توان به طور کامل از محیط پاکسازی کرد ، ناممکن است !

پس نتیجه این که :
در کوانتوم مکانیک به دلیل وجود نوسانات خلاء vacuum fluctuations ( مانند Casimir effect و یا Lamb shift) و نیز وجود انرژی خلاء vacuum energy ، خلاء کامل یا perfect vacuum وجود ندارد !!


2 - از دیدگاه تئوری یا نظری :
همان طور که در بالا گفته شد ، در کوانتوم مکانیک و در quantum field theory دستیابی عملی به خلاء ناممکن است و تنها از منظر تئوریک قابل طرح است
اما برای مقاصد علمی و نیز در الکترومغناطیس دستیابی به خلاء ( با دقتی که در بالا گفته شد ) ممکن است .


نتیجه گیری :


از دیدگاه عملی و کاربردی ، نور در خلاء ( نسبی) با سرعت C حرکت می کند
از دیدگاه تئوریک و نظری ، به دلیل عدم وجود خلاء مطلق ، دستیابی به سرعت C ناممکن است

.

منتظر نظرات شما دوستان عزیز هستم تا بلکه بتوانیم بحث را به سرانجام برسانیم ( هر چند دور از دسترس می نماید !! )


یا حق . . .

.

[صمد123]

من از گفته های شما که میگید فوتون سرعتش به c نمیرسه برای به دست آوردن جرم سکون یک فوتون نور سبز استفاده کردم و در آخر هم به نتیجه ی عجیبی رسیدم (نتیجه اصلا با حرف دانشمندان یکی نیست!)

خوب آیا هنوز هم کسی مدعی هست که سرعت فوتون دقیقا برابره c نیست؟!!!

من این را تازه دیدم. روش اثبات شما درست است و نشان می دهد که سرعت فوتون به دلیل داشتن جرم سکون صفر باید دقیقا c باشد و بر عکس اگر سرعت ذره ای دقیقا c باشد باید جرم سکونش صفر باشد.
اما کاش این را برای یک طول موج خاص اثبات نمی کردید تا عمومیت آن هم معلوم می شد (هر چند که الان هم معلوم است) و حتی لازم نبود که مقادیر h و c را هم جاگذاری بکنید و فکر کنم به جای حرف v برای سرعت از حرف یونانی nu استفاده کرده اید (که معمولا نماد فرکانس است) و ممکن است باعث سردرگمی بعضی ها بشود هر چند که اثبات شما در این صورت هم صحیح است.

[صمد123]

آقای cosmologist من معنی این متن انگلیسی را به طور کامل اینجا می نویسم، لطفا کاری نکنید که آنهاییکه می خواهند چیزی یاد بگیرند، مساله برایشان مبهم بشود.
photons may be viewed as always traveling at c, even in matter, but they have their phase shifted (delayed or advanced) upon interaction with atomic scatters: this modifies their wavelength and momentum, but not speed. A light wave made up of these photons does travel slower than the speed of light
می توان مثل همیشه فوتون ها را هنگام حرکت در c مشاهده کرد، حتی در داخل ماده. اما آنها هنگام اندرکنش با پراکننده های اتمی فازشان را تغییر میدهند(تقدم یا تاخر فاز): این امر باعث تغییر طول موج و اندازه حرکت آنها میشود، ولی نه سرعتشان. موج نوری که از این فوتونها ساخته شده با سرعت کمتری از سرعت نور حرکت میکند.

...ادعا هم دارید در حد . . . !!

من تا بحال چه ادعایی کرده ام برادر من؟

بهتر است یا کمی زبانتان را تقویت کنید یا از google translate بهتر استفاده کنید !!

من نه تنها در این مورد بلکه تا بحال در طول عمرم حتی یک بار هم از google translator استفاده نکرده ام.

[صمد123]

mohsen74 نوشته است:
حالا یه سوال دیگه دارم سرعت متوسط نور در میادین گرانشی کم میشه؟ اگه کم میشه دلیلش چیه؟

من سررشته ای در نسبیت عام ندارم و نمی خوام جوابی بهت بدم که باعث گمراه شدنت بشه ولی دو تا توصیه برات دارم:
اول اینکه به نظر من شما به جای اینکه اینطور وارد مباحث سنگین علمی بشید بهتر است مطالب کتابهای درسی خودتان را کاملا فول بشید. چون هنگامی که وارد دانشگاه میشید اگر کوانتوم یا نسبیت بلد نباشید مشکلی پیش نمیاد اما اگر در دروس دبیرستان مشکل داشته باشید تا آخر لنگ می زنید. ضمن اینکه پرداختن به مباحث علمی بیشتر از حد خودتان حتی ممکن است باعث کج فهمی و... شود.
و دوم اینکه برای گرفتن جواب سوال های خودتان به هوپا مراجعه نکنید چون اینجا از لحاظ علمی خیلی مشکل دارد و نظریه های عجیب غریبی توش مطرح می شود...

[Siavash-pzr]

دوستان عزیز
این بحث کلاً بحث جالبی است ، نه تنها در این تاپیک، بلکه در میان فیزیکدانان هم این بحث که بیشتر جنبه ی دیدگاهی آن مهم است تا جنبه ی علمی آن
...

جالب بود ممنون!

[mohsen2545]

***

[radioobserver676]

مرسی از مقالتون
زحمت کشیدین.

[mohsen2545]

***