نور داخل یک مخزن زندانی میشه؟

مدیران انجمن: parse, javad123javad

ارسال پست
نمایه کاربر
84saleh

نام: محمد صالح قنبرزاده

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۱۱/۷ - ۰۹:۴۴


پست: 3



جنسیت:

نور داخل یک مخزن زندانی میشه؟

پست توسط 84saleh »

سلام یک سوال برام پیش اومده اگه داخل یک مخزن غیر قابل نفوذ نور لامپ روشن بشه و بعد ازاینکه لامپ رو خاموش کریم درب مخزن رو باز کنیم نور بیرون میاد یا نه؟! (مثل انفجار)
یا اینطوری میشه که زمانی که نور لامپ خاموش بشه نور تموم میشه؟

نمایه کاربر
rohamjpl

نام: roham hesami

محل اقامت: Tehran -Qeytariyeh, Ketabi Street, 8 meters from Saba

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 318

سپاس: 161

جنسیت:

تماس:

Re: نور داخل یک مخزن زندانی میشه؟

پست توسط rohamjpl »

منظور شما این هست آیا می توان نور ورودی را درون یک جعبه به دام انداخت؟
این انعکاس داخلی کامل نامیده می شود که زمانی اتفاق می افتد که زاویه بروز از زاویه بحرانی داده شده توسط $ sin-¹(1/n)$ بیشتر باشد. n ضریب شکست محیط است. در اینجا sin-¹ 1/2 که 30 درجه است زاویه بحرانی است.
این پدیده در فیبرهای نوری برای انتقال امواج با نگه داشتن آنها یا به دام انداختن آنها توسط انعکاس داخلی کامل مورد استفاده قرار می گیرد.
اما میرایی یا اتلاف انرژی قطعی است. و از این رو می توان با تعدیل و سایر روش ها کاهش داد.
تابش بدن سیاه و بدن سیاه را بررسی کنید. از آنجا که بدن سیاه یک فرستنده کامل است. این نوری از خود جذب می کند که به صورت اسپرتروپی جذب می شود. بنابراین این امکان وجود دارد که نور در زاویه مناسب بتواند برای همیشه در جسم محبوس شود. و اگر این یک بدن سیاه کامل است ، پس حدس بزنید چه؟ فقط بدون اتلاف انرژی در داخل می ماند.
انعکاس کامل داخلی به جلوگیری از خروج پرتوهای نور از سیستم کمک می کند و به نظر می رسد ما می توانیم به راحتی نور را به دام بیاندازیم و در آینده از آن استفاده کنیم. اما ، ما باید ماده ای را در داخل منشور توخالی انتخاب کنیم که اجازه ندهد نور به شکل های دیگر انرژی تبدیل شود.
ما نمی توانیم برای مدت نامحدود نور را در این سیستم گیر بیاندازیم ، زیرا هیچ ماده ای نداریم که قدرت جذب آن "صفر" باشد (یعنی قدرت بازتابی = "یک"). بنابراین ، همیشه مقداری از انرژی نور به دام افتاده کاهش می یابد و دیر یا زود از بین می رود.روی این دو تصویر ، اشعه حادثه در زوایای کمی متفاوت هدایت شده است. کاملاً واضح است که موارد محدودی بین این دو زاویه وجود دارد که در آن نور نه به سمت پایین و نه به سمت بالا فرار نمی کند. بدیهی است که ما می توانیم از چنین سیستمی در بطری نیز استفاده کنیم.
با این حال ، باید توجه داشت که مسیر پرتو ناپایدار است. اگر ما اپتیک موج را نیز در نظر می گرفتیم ، موج خیلی سریع از تعادل ناپایدار او "نشت" می کرد. به نظر می رسد که با در نظر گرفتن مکانیک کوانتوم ، از چنین سیستمی می توان برای گرم کردن بدنه گرمتر (داخل بطری) با بدن سردتر (خارج) استفاده کرد ، که این یک تناقض است. بنابراین در زندگی واقعی ، این غیرممکن است.اما در عمل ، حتی بهترین بازتابنده ها نیز رسانایی محدود و بازتابشی کمتری دارند ، بنابراین با گرم شدن دیواره های ظرف ، میدان تابشی از بین می رود.
شما همچنین می توانید در مورد ساخت کانتینر خود از یک بلوک دی الکتریک جامد فکر کنید ، به طوری که نور به طور داخلی در هر رابط (یک فیبر نوری) منعکس شود. اما دوباره ، هیچ دی الکتریک کامل و هیچ سطح کاملا صافی برای انعکاس اسپکولار ایده آل وجود ندارد. در نهایت از طریق جفت شدن موج evanescent ، جذب ، پراکندگی و حتی تلفات خارجی به وجود خواهد
تصویر

نمایه کاربر
84saleh

نام: محمد صالح قنبرزاده

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۱۱/۷ - ۰۹:۴۴


پست: 3



جنسیت:

Re: نور داخل یک مخزن زندانی میشه؟

پست توسط 84saleh »

ممنون یک سوال دیگه هم داشتم و اون اینه
آیا جاذبه روی جهت حرکت نور (پرتو ها) تاثیر داره؟!

نمایه کاربر
rohamjpl

نام: roham hesami

محل اقامت: Tehran -Qeytariyeh, Ketabi Street, 8 meters from Saba

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 318

سپاس: 161

جنسیت:

تماس:

Re: نور داخل یک مخزن زندانی میشه؟

پست توسط rohamjpl »

1) جاذبه در واقع بر نور تأثیر می گذارد. تمام نور در حضور یک منبع گرانشی یا "خم می شود" یا فرکانس آن را جابجا می کند ، اما تا زمانی که میدان گرانش بسیار شدید نباشد ، تشخیص آن با چشم غیر مسلح دشوار یا غیرممکن است. با استفاده از ابزار دقیق می توانیم نور یک ستاره را اندازه گیری کرده و این اثر را تعیین کنیم که به ما اطلاعاتی درباره میدان گرانشی ستاره می دهد.
2) ستاره ها ، از جمله خورشید ما ، بسیار عظیم هستند اما آنقدر عظیم نیستند که بتوانند نور را در میدان گرانشی خود به دام بیندازند. این بدان معنا نیست که آنها نور را خم نمی کنند. برخی از ستارگان در واقع چنان نور را خم می کنند که اگر میلیون ها و میلیاردها سال نوری از ما دور نباشد ، قطعاً شاهد اتفاق بد خواهیم بود.بگذار مثال هم ارزی بزنم
تصور کنید که در آسانسور هستید و همه درها بسته است. شما می توانید موتورهای خارجی را بشنوید ، اما نمی توانید ببینید چه چیزی در خارج از شما اتفاق می افتد. آنچه شما می دانید این است که چه احساسی دارید و چه در داخل کابین آسانسور مشاهده می کنید. اکنون ، شما از نظر جسمی و معنادارترین س questionsالاتی را که می توانید بپرسید ، س askال کنید. با چه سرعتی حرکت می کنید و به چه جهتی حرکت می کنید؟ آیا حرکت شما تغییر می کند یا خیر؟ و اگر چنین است ، علت آن چیست؟

از داخل آسانسور ، بدون هیچ راهی برای مشاهده آنچه در خارج اتفاق می افتد ، تقریباً نمی توانید پاسخ هر یک از این س questionsالات را بدانید. طبق قوانین نسبیت - بازگشت به عقب قبل از انیشتین ، تا گالیله - شما نمی توانید تشخیص دهید که در حرکت هستید یا نه.

این تصور که چیزی به عنوان حرکت مطلق وجود ندارد ، در قلب نسبیت خاص قرار دارد: همه ناظران غیر شتاب دهنده می توانند ادعای برابر داشته باشند که دیدگاه آنها درست است.

اگر آسانسور شتاب بگیرد ، این داستان به طرز چشمگیری تغییر می کند. آسانسور که به سمت بالا با شتاب 9.8 M / S 2 : همه چیز را در درون آن می شود به سمت پایین به سمت زمین که در آن نرخ همان شتاب ببینید 9.8 M / S 2 . وقتی سوار وسیله نقلیه ای هستید که به سرعت شتاب می گیرد (و احساس می کنید خودتان را به عقب به صندلی خود رانده اید) یا سرعت را کاهش می دهد (که شما را به جلو سوق می دهد) ، اثرات مشابه آنچه را که شخصی در آسانسور شتاب دهنده احساس می کند ، تجربه می کنید. این تغییرات در حرکت - شتاب - هستند که باعث می شوند شما به عنوان نیرو تجربه کنید ، دقیقاً مانند آنچه از معروف ترین معادله نیوتن انتظار دارید: F = m a .
حال ، بیایید به یک مشکل دیگر برسیم. اگر در همان آسانسور بودید ، اما به جای اینکه شتاب بگیرد ، روی سطح زمین ثابت نشسته بود ، از داخل چه تجربه ای داشتید؟
نیروی گرانش از زمین می کشد همه چیز را با همان شتاب - 9.8 M / S 2 - در سطح سیاره ما. اگر آسانسور ثابت بر روی زمین است، گرانش زمین هنوز هم باعث میشود که هر شی در داخل برای سرعت بخشیدن به رو به پایین در 9.8 M / S 2 : نتیجه همان است که اگر از آسانسور به سمت بالا شتاب داده شدند که در آن نرخ. برای کسی که در داخل آسانسور قرار دارد و راهی برای مشاهده دنیای خارج ندارد و راهی برای دانستن اینکه آیا ثابت نیستند اما در حضور یک میدان گرانشی است یا به دلیل رانش خارجی شتاب می گیرد ، این سناریوها یکسان هستند.
حال ، به این فکر کنید که اگر به یک پرتوی نور از بیرون اجازه دهید از سوراخ سوراخ وارد یک طرف آسانسور شود و ببینید جایی که به دیوار طرف دیگر برخورد می کند ، چه اتفاقی می افتد. این به سرعت و شتاب شما نسبت به منبع نور خارج بستگی دارد. به خصوص:
اگر هیچ حرکت نسبی یا شتاب نسبی بین آسانسور و منبع نور وجود نداشته باشد ، به نظر می رسد که پرتوی نور مستقیماً از عرض عبور می کند.
اگر حرکت نسبی (سرعت) وجود داشته باشد اما شتاب نسبی نداشته باشد ، پرتو نور در یک خط مستقیم حرکت می کند ، اما از رفتن مستقیم به آن طرف جابجا می شود.
اگر شتاب نسبی وجود داشته باشد ، پرتو نور یک مسیر منحنی را دنبال می کند ، اندازه انحنا با اندازه شتاب تعیین می شود.
با این حال ، آخرین مورد آسانسور شتاب دهنده و آسانسور ثابت در یک میدان گرانشی را به همان اندازه توصیف می کند.
این اساس اصل برابری انیشتین است: ایده ای که یک ناظر نمی تواند بین شتاب ناشی از اثرات گرانشی یا اینرسی (رانش) تشخیص دهد.تصویر
انیشتین گرانش را به عنوان انحنای پارچه فضا-زمان چهار بعدی در نظر گرفت. انحنا به انرژی و تکانه جرم آسمانی بستگی دارد که علت اصلی جاذبه زمین است. انحنای اطراف خورشید بیشتر از زمین است زیرا جرم (انرژی) بیشتری نسبت به زمین دارد. مفهوم چگونگی تأثیر پذیری نور از نیروی جاذبه ، همه با آن انحنای فضا-زمان توضیح داده می شود.
نور همیشه به تنهایی در خط مستقیم حرکت می کند. اما وجود هر جرم آسمانی مسیر نور را منحنی می کند. از آنجا که راه نور خود تحت تأثیر گرانش است ، منبع واقعی گرانش نمی تواند جرم باشد. انیشتین در معادله میدانی خود گفت که علت واقعی گرانش انرژی و حرکت است (نور هر دو را دارد). طبق معادله میدانی اینشتین: -
$Gμν=8πGTμν $
جایی که Gμν تانسور انیشتین است و انحنای زمان-زمان را توصیف می کند و Tμν تانسور حرکت انرژی است. G ثابت جاذبه است.
معادله اینشتین به جای هیچ نیرویی ، گرانش را به عنوان انحنای زمان-زمان نشان می داد. همچنین ، روشن شد که علت واقعی گرانش جرم نیست (همانطور که نیوتن گفت) بلکه انرژی و حرکت اشغال شده توسط آن جرم آسمانی است. از آنجا که نور دارای انرژی و همچنین حرکت است ، از نیروی گرانش تأثیر می پذیرد.
از آنجایی که همه چیز در فضای زمان 4 بعدی دشوار می شود ، ما یک پارچه 2 بعدی بر روی آن قرار می دهیم. اگر نور به داخل انحنا وارد شود ، مسیری که دنبال می شود باید ژئودزیک باشد. ژئودزیک کوتاهترین فاصله (یا مسیر) بین دو نقطه روی یک سطح منحنی است.
فرض کنید مثلث معادل ABC در صفحه 2d ما باشد.
هر رئوس نقطه ای از فضا را نشان می دهد ، بنابراین فاصله بین هر نقطه ثابت می شود. اگر هر جسم آسمانی از هر ضلع مثلث بیاید ، کمترین فاصله آن ضلع اکنون بیشتر از قبل می شود زیرا راه های منحنی بیشتر از راه های مستقیم است.
همچنین ، اگر جرم آسمانی در مرکز مثلث قرار گیرد ، هر سه ضلع به همان نسبت منحنی می شوند.
فاصله نقطه A تا B اکنون بیش از قبل است. اتفاق مشابهی در مورد نور رخ می دهد. سرعت نور ثابت نیست ، اما از آنجا که فاصله بین نقطه A تا B بیشتر است ، نور برای رسیدن به آنجا باید بیشتر طی کند که زمان بیشتری طول می کشد. اگر هیچ جرم آسمانی در نزدیکی مثلث ABC وجود نداشته باشد ، فرض کنید که نور 1 ثانیه طول بکشد تا از A به B برسد. از آنجا که نور باید مسافت بیشتری را طی کند ، رسیدن به B از A بیش از 1 ثانیه طول می کشد. ما این تاخیر را تاخیر زمانی رهام می نامیم.
بیشتر احساس جاذبه توسط نور ، بیشتر تاخیر است.
گرانش می تواند نور را منحنی کند. ما این پدیده ها را به عنوان لنزهای گرانشی می نامیم. این پدیده ها نقش اصلی در اثبات GR انیشتین داشتند. دانشمندان می خواستند موقعیت ستاره را دقیقاً در پشت خورشید تشخیص دهند. نور آن ستاره به جای مسدود شدن باید با طی مسیری منحنی به دور خورشید به زمین برسد. همان واقعه اتفاق افتاد و دانشمندان دو تصویر از ستاره مخفی به دست آوردند.
به دلیل ماهیت نور ، ما می توانیم درک کنیم که چگونه دو تصویر را در پارچه 2 بعدی به دست آورده ایم. اما در فضای سه بعدی ، نور می تواند از بالا و پایین برسد.
بنابراین ، می توانیم تعدادی از تصاویر را تشکیل دهیم که منحنی یا گاهی دایره ای از چندین عکس از یک شی را تشکیل می دهند. شعاع آن انحنا را شعاع انیشتین و دایره را حلقه انیشتین می نامند. به این ترتیب است که یک مفهوم معمولی از فیزیک نظری دلیل صحنه های زیبا می شود. دانشمندان چند حلقه انیشتین را که توسط جاذبه کهکشانهای دور ساخته شده است ، کشف کرده اند.
بیایید جلو برویم فرض کنید یک شخص A در سطح ستاره نوترون و شخص B در فضای خارجی وجود دارد. شخص B یک توپ سفید به سمت سطح ستاره نوترونی پرتاب می کند. به محض نزدیک شدن توپ به سطح ، شخص B توپ را قرمزتر و قرمزتر می کند در حالی که A توپ را آبی و آبی می بیند. این اتفاق می افتد به دلیل تغییر مکان قرمز و جاذبه آبی. انیشتین در GR خود توضیح داد که گرانش سرعت جریان زمان را کند می کند. زمان روی سطح جرم آسمانی کندتر است (به دلیل گرانش بیشتر) نسبت به فضای خارجی. در تغییر سرخ گرانشی ، طول موج نور ورودی به سمت رنگ قرمز در طیف بصری کشیده می شود (یا فشرده می شود). طول موج نور نسبت سرعت آن c به فرکانس آن است. فرکانس تعداد نوسانات فوتون در واحد زمان (ثانیه) است. فرض کنید یک ساعت روی توپ و همچنین هر دو ناظر وجود دارد. برای شخص B ، یک ثانیه در ساعت توپ بیشتر خواهد بود زیرا توپ نسبت به او به سطح نزدیکتر است. ثانیه ای زودتر از ساعت B گذشته است. یک فوتون زمان بیشتری برای نوسان در قاب توپ از دیدگاه شخص B. دارد. نور از توپ به B. در حال خروج از توپ است ، فرض کنید فرکانس نور 50 واحد بود. در فریم B ، طول یک ثانیه کوتاه تر است. بنابراین فوتون زمان کافی برای نوسان بیشتر مانند فریم توپ را ندارد. از این رو ، نوری که توسط شخص B گرفته می شود ، کمتر خواهد بودتصویر
تصویر

ارسال پست