Waarom reist licht altijd in een rechte lijn?
Geplaatst op december 31, 2020 door adminHet maakt niet uit of het framelicht brandt, het beweegt altijd in een rechte lijn in dat frame. Waarom is dat? Het lijkt me niet iets dat noodzakelijkerwijs waar zou moeten zijn. Als iemand naar voren rent en iets loodrecht op zijn beweging stuurt, waarom zou het dan met hen verder blijven gaan – het draagt niet de snelheid van de bron. / p>
Reacties
- Maar het draagt wel de snelheid van de bron, heb je ooit naar voren gelopen terwijl je een bal in de lucht gooide?
- Een ander ding is dat licht een speciale relativiteitstheorie vereist, en het heeft ook eigenschappen zoals momentum, zelfs als het massaloos is.
- Beste Tony, ik geloof dat het meeste van wat je nodig hebt te lezen is in Feynmann " QED: The Strange Theory of Light and Matter ". Zoals Dan zegt, beschrijft de speciale relativiteitstheorie de toevoeging van snelheden en " hoe licht er " uitziet vanuit verschillende relatief bewegende frames. Voor een echt alledaagse uitleg: zelfs met de Galileaanse relativiteitstheorie (" elke dag " vec bij toevoeging van snelheden) iets dat rechtdoor gaat met een constante snelheid in het ene frame, gaat nog steeds rechtdoor in een ander frame en beweegt met een constante snelheid ten opzichte van jou. En voor het frame dat stationair is ten opzichte van jou, kun je een symmetrie-argument bedenken …
- d.w.z. … als je een licht in één richting schijnt, waarom zou het dan buigen? Het kan dat alleen (en doet dat ook) als er enige asymmetrie in de ruimte is. Dus richt een laserstraal op droge lucht op een heldere dag – hij gaat rechtdoor omdat de ' eigenschappen van het vacuüm (droge lucht met een uniforme temperatuur is bijna hetzelfde) don ' vertoont geen scheefheid of oneffenheden – maar richt hem op een hete weg en hij buigt naar boven: de weg ' s verwarming van de lucht erboven maakt de lichtsnelheid afhankelijk van de positie en de symmetrie wordt verbroken.
- @Tony Hint: waarom staat een horizontale straal in een horizontaal frame scheef in een hoek in een geroteerd referentieframe, alleen om de kantelen van je hoofd?
Antwoord
Alles beweegt in de geodeten als er niet op wordt ingewerkt door een andere kracht dan de zwaartekracht – dit is een axioma van de algemene relativiteitstheorie (de geodetische vergelijking). Geodeten zijn rechte lijnen in afwezigheid van zwaartekracht – dit maakt deel uit van het andere axioma van de algemene relativiteitstheorie (de Einstein-Hilbert-actie, of de EFE of wat dan ook).
Licht heeft niet veel interactie met alles , behalve vrij zwak met de zwaartekracht, en met een aantal diverse verstrooiingspatronen, zoals die waarmee je dingen echt kunt zien, maar die zijn nogal puntig (reflectie, breking, enz. – de paden zijn puntig zolang de verstrooiingsgrens scherp is) ), dus je ziet nog steeds een aantal rechte lijnen.
Reacties
- @ Dimension1n0: That ' s niet schrijven, zou de zwaartekracht niet ' moeten worden opgenomen. Dingen (ook licht) die alleen door de zwaartekracht worden beïnvloed, hebben geodetische wereldlijnen.
Answer
Het is een axioma van de algemene relativiteitstheorie. Een basisveronderstelling. Een nauwkeuriger verklaring zou zijn dat licht altijd langs een ruimtetijdgeodetische weg reist. klassieke advertentie De indeling van snelheden in Newtoniaanse meachanics werkt niet in relatie tot (licht is het meest extreme geval). Dat is de bron van alle rare dingen in de relativiteitstheorie.
Answer
De rechtheid van lichtstralen volgt uit constructieve interferentie van golven die ongeveer volg het kortste pad (of meer in het algemeen een extremaal pad).
Rond het extremale pad is de afgeleide van de padlengte tov variaties op het pad 0. Daarom hebben ongeveer extremale paden allemaal dezelfde lengte en dus de dezelfde fase waardoor golven die hen volgen constructief interfereren. Paden rond niet-extremale paden interfereren destructief en golven die hen volgen, heffen het op. Deze uitleg is klassiek van toepassing op het EM-veld en de Maxwell-vergelijking, of kwantummechanisch op het veld van amplitudes. Dit is ook de uitleg van het principe van Huygen.
Feynman geeft hier een gedetailleerde uitleg van in QED, de vreemde theorie van licht en materie , evenals in zijn dictaten en op andere plaatsen.
De precieze verklaring zou moeten zijn dat licht in de vrije ruimte in rechte lijnen en constante snelheid ten opzichte van traagheidsreferentieframes beweegt. Het beweegt niet in rechte lijnen of constante snelheid in versnellende referentieframes of in niet-homogene media.
Het feit dat de lichtsnelheid onafhankelijk is van de snelheid van de waarnemer, is een relativistisch effect. Formeel is het een postulaat van de speciale relativiteitstheorie.
In het algemeen volgt relativiteitstheorie licht de geodeten ten opzichte van de ruimtetijdmetriek.
Geef een reactie