توجیه کوانتومی کاهش سرعت نور در شرایط مختلف

مدیران انجمن: javad123javad, parse

ارسال پست
نمایه کاربر
MRT

عضویت : پنج‌شنبه ۱۳۸۶/۴/۲۱ - ۱۸:۱۷


پست: 1959

سپاس: 60


تماس:

توجیه کوانتومی کاهش سرعت نور در شرایط مختلف

پست توسط MRT »

توجیه کوانتومی برای کاهش سرعت نور در محیط های چگال و شفاف، افزایش یا تشدید چگالی انرژی تابش های کوانتومی



همانطور که در مباحث قبلی گفتیم سه حالت کوانتومی برای تابش های الکترومغناطیسی متصور است. و برای محاسبه چگالی جرم یا انرژی آنها، سه رابطه ارایه کردیم. اینک این سوال بسیار مهم مطرح میشود که اگر به هر دلیلی در این چگالی تغییری ایجاد شود، این تابش دچار چه تغییراتی در ویژگی های فیزیکی خود خواهد شد.

تصویر


مقدار پی یک عدد یا ثابت ریاضی است. مقدار فرکانس و ثابت پلانک نیز غیر قابل تغییر است، چون با انرژی کل تابش پرتو سرو کار دارد. و اگر تغییراتی در آنها بوجود نیاید، تنها چیزی که مجبور است یا بهتر است بگوییم میبایست تغییر کند، بردار سرعت نور است. اما کاهش سرعت نور در محیط های شفاف با چگالی بالا مشاهده شده و چیز تازه ای نیست، مثل محیط هایی همانند آب یا شیشه. که بیانگر این واقعیت فیزیکی است، که هیچ تغییری در فرکانس، ثابت پلانک و در نتیجه انرژی کل تابش مشاهده نشده است، بلکه تغییرات مربوط به طول موج و در نهایت سرعت نور است و شاید بدون هیچ تغییری در دامنه اولیه موج. و این ثابت می کند که قدرت درک و شناخت فیزیک دانی همانند پلانک، به مراتب بیشتر از فهم ریاضی دانی همچون انیشتین است. که مدعی بود سرعت نور در خلا، همواره مقدار ثابتی خواهد بود الی عبد و یوم القیامت. اما استنباط ما از تحلیل این داده ها برگرفته از آزمونهای عملی در آزمایشگاه، اینچنین است که اگر یک ناظر در محیط چگال و ناظر دیگر در محیط خلا و همگی در یک چهار چوب لخت قرار بگیرند، این دو ناظر در مورد سنجش گذر زمان با استفاده از شمارش فرکانس پالس های گسیلی از یک منبع نور تک فام که از هر دو محیط گذر می کند، با همدیگر هم زمان خواهند بود. یعنی هیچ اختلاف زمانی نخواهند داشت هر چند که هر دو با یک سرعت مساوی و برابر، نسبت به یک مرجع مشترک در حال حرکت باشند. ولی در مورد اندازه گیری سرعت نور، نتایج یکسانی نخواهند داشت و به یک تفاهم نخواهد رسید. و این درحالی خواهد بود که هیچ تغییری در ابزار اندازه گیری خود (خط کش، سانتی متر، ساعت و ...) نخواهند داشت. یعنی با مقایسه آن ابزارها به یک اندازه و مقدار مشترک خواهند رسید. و این ثابت می کند که قدرت درک و شناخت فیزیک دانانی همانند لورنتس و جرالد به مراتب بیشتر از فهم ریاضی دانی همچون انیشتین است. چرا که عامل لورنتس – جرالد برای هر دو ناظر در هر دو محیط یکسان است و تنها چیزی که میتواند این پدیده را توجیه کند، تغییر یا افزایش چگالی جرم و انرژی است که ثابت می کند فیزیک کوانتوم به نسبیت خاص برتری بسیار زیادی دارد. در حقیقت سرعت نور با چگالی جرم یا انرژی رابطه عکس دارد. پس چنین نتیجه می گیریم که نور در زمان ورود به محیط چگال و شفاف با افزایش چگالی جرم و انرژی مواجه میشود و مجبور است سرعت خود را کاهش دهد، چون مکانیزم و ذات درونی آن اینچنین است.



ضریب شکست چیست؟

ضریب شکست (n) یک محیط در نور شناسی، مقیاسی است بدون بعد و برای نشان دادن آنکه سرعت نور یا هر پرتو دیگر در آن محیط، چه مقدار نسبت به خلا کاهش می یابد. ضریب شکست چنین تعریف می شود.

تصویر


که در آن c سرعت نور در خلا و v سرعت نور در ماده مورد نظر است. به طور مثال ضریب شکست شیشه در حدود 1.5 است و این بدان معنا است که سرعت نور در شیشه 0.66=(1.5)/1 برابر سرعت نور در خلا است. ولی این مقدار ضریب شکست به صورت تجربی بدست آمده و هیچ توجیه علمی تا به امروز نداشته است. که ما سعی کردیم آن را توجیه فیزیکی کنیم و آن چیزی نیست جز تغییر چگالی انرژی یا جرم . پس معادلات درست این چنین خواهد بود.

تصویر

همانطور که می دانیم، مدت زمان زیادی است که لیزر های جامد و.... به صورت تجربی ساخته شده و بعدا برای مکانیزم و توجیه فیزیکی رفتار نور در آنها و تراز های انرژی و..... این پدید، مطالبی در جهت توجیه ارایه شده است. با توجه به مطالب فوق، توجیه بهتری برای تشدید امواج نور تک فام و .... نیز مقدور است. اما به دلیل داشتن جنبه فناوری جهت ساخت و توسعه لیزر با توان بالا که میتواند به عنوان یک جنگ افزار نظامی استفاده شود، هیچ توضیحی در این مورد ارایه نمی شود. ولی با توجه به اینکه ما دانستیم که با افزایش چگالی انرژی، سرعت نور کاهش می یابد میتوان با کم کردن سرعت نور بر چگالی آن افزود؟؟

مسلما بعضی ها خواهند گفت که مقدار سرعت نور در خلا یک مقدار ثابت جهانی و غیر قابل تغییر است. ولی شواهد نشان می دهد با ساز و کاری که با استفاده از فیزیک کوانتوم و فناوری کریستالوژی و الکترومغناطیس و ..... کار می کند، میتوان به اهداف مورد نظر رسید. در این فناوری فوق پیشرفته، سرعت تابش پرتو های کوانتومی کاهش پیدا کرده و به چگالی انرژی آن افزوده میشود. یعنی ناظری که در یک دستگاه لخت یا شتاب دار و .... خارج از ژنراتور تشدید و افزاینده چگالی انرژی امواج الکترومغناطیس مشغول پیپ کشیدن است، در یک هوای تاریک یا نیمه تاریک مه آلود، شاهد تابش پرتوی تمام فام و هفت رنگ با سرعتی کمتر از سرعت نور است، ولی انرژی معادل تابش پرتو های ایکس یا گاما را دریافت می کند، که در مدت زمان کوتاهی نابینا و ...... میشود.

و اینک این سوال مهمتر مطرح میشود که اگر چگالی انرژی تابش کم شود چه اتفاقی می افتد. که جواب آن را در مباحث قبلی ارایه دادیم. اگر چگالی کم شود، سرعت آن افزایش می یابد و اگر به صورت دایره منبسط شوند یا کره منبسط شونده با خاصیت طولی در آید، سرعت آن شتاب گرفته و به سرعت نور به توان 2 نزدیک میشود. که اگر بتوان از تابش نوع اول گریخت، ولی نسبیت خاص هیچ راه کار عملی برای فرار از تابش نوع دوم ارایه نکرده است. هر چند که با درک، کشف و مشاهده این تابش ها، نسبیت خاص به پایان راه خود میرسد و دیگر رمقی برای آن نخواهد بود، ولی مکانیک کوانتوم با قدرت و توانایی بیشتری در میدان دانش جولان خواهد داد. چرا که کاملا مشخص خواهد شد که محدودیت سرعت نور به دلیل کنش های مکرری است که مابین دو میدان به هم وابسته و در هم تنیده با یک ذره واسطه است و خواهد توانست با شناخت کامل، با نور بازی کند و آن را تبدیل به ابزاری کارآمد و بسیار قدرتمند کند. و در نهایت با لحاظ ضریب شکست محیط، معادله جدیدمان در محیط چگال و شفاف را بدینگونه میتوانیم مطرح کنیم.

تصویر

محمدرضا طباطبايي 17/9/1400
با توجه به ماده 8 قوانین تالار گفتمان شبكه فیزیك هوپا :

ارايه انديشه‌هاي نو در فيزيك و متافيزيك ، رياضيات مختص فيزيك ، حساب و هندسه دوجيني در وب سايت شخصي :

http://www.ki2100.com



تصویر

ارسال پست