Hmm, Det här med Fotoner...?

Angus · Post by **Angus** » 2003-12-30 1:54:37

Blev lite konfunderad om det här med Fotonen=0 i massa..?

Ställde denna fråga till en Professor hos KTH..

Visst enligt "Einstein" så har fotonen ingen massa!

Men då frågade jag honom så här --> Om jag hade en "Gigantiskt" strålkastare samt en "Extremt" känslig våg, placerad med ett mellanrum på ca: 50 cm.. när jag då tänder denna "Gigantiska" strålkastare så borde vågen registrera något..!?

Eftersom man tydligen kan "segla" fram i rymden med hjälp av ljuset från solen! = Knuff av fotonerna...?

Svaret jag fick av den så kunnige professorn var att en "så" känslig våg inte existerar!! ?!? Snacka om att slingra sig! ::)

Någon annan som "orkar" jobba med ämnet?

Frågan med Fotonen=0 i Massa... Tar, ju Hehe Massan ur en... ?!?

Ramza · Post by **Ramza** » 2003-12-30 2:04:32

Fotonen har ingen massa, nej.

Om du vill att någon på detta forumet skall ge en mer sanningenlig bild får du nog sluta vilja så mycket.

Angus · Post by **Angus** » 2003-12-30 2:15:18

Vill så mycke det vet jag inte, men det var just det här med fotonen.. och svaret jag fick! som var lite lustigt..

Gott Nytt År!

aiwass · Post by **aiwass** » 2003-12-30 2:23:23

Fotonen har ingen vilomassa (då den inte kan vara still, den färdas per definition med ljusets hastighet, vilken är konstant). Om man sedan vill se det som att den inte har någon massa alls, eller att den har en massa genom sin energi (w=mc^2) är väl lite valfritt, men standard är nog att säga att den är helt massalös (detta är väl det mest praktiska synsättet om man inte arbetar i allt för liten skala, där man ändå inte talar om massa utan i allmänhet bara talar om energi).

Den har däremot en rörelsemängd. Så när den träffar vågens yta så kommer den knuffa ner denna, precis som om en liten massiv kropp träffat vågen. Så har du bara en känslig nog våg så... Detta skule kunna användas i solsegel (även om jag personligen snarare skule bygga så att man även, eller snarare främst, använder sig av solvinden i stället).

Och vad gäller professorn så har vi många sorters professorer på KTH En del i fysik, men även en hel del i diverse varianter av matematik, mekanik, elektrnik m.m...

Angus · Post by **Angus** » 2003-12-30 2:35:20

Jo men då kanske jag ändå kan lägga ämnet på hyllan så att säga

Och tack för ett bra svar! "aiwass"

Skumt ändå det där med en grej utan "massa".... hmmm

IcePic · Post by **IcePic** » 2003-12-30 8:53:52

Angus wrote: Skumt ändå det där med en grej utan "massa".... hmmm

Det är ju för att det blir en konflikt mellan olika teorier.
Allt som har en massa, oavsett hur liten den är, som ökar i fart kommer även
öka i massa. Åker man i ljusets hastighet så "ska" man ha oändlig massa.
Fotoner rör sig i ljusets hastighet, men har inte oändlig massa, utan bara massan
"X", som är ruskigt liten. Om man tänker sig att man sölade ner en foton till
ingen hastighet så skulle den få massan X/<oändligt>, vilket blir 0. Därav säger
man att den inte har en vilomassa, dvs om den stod still så skulle den inte ha
någon mätbar massa alls. Sen är det ju som Aiwass skriver att den påverkar
saker som den kommer i kontakt med, och mängden inverkan som den har
på saker kan ju överföras till att den hade en liten massa "X", även om det
snarare är själva rörelsen/energin som skapar inverkan på annat och inte dess
(obefintliga) massa.

xX · Post by xX » 2003-12-30 9:32:11

IcePic wrote:
Angus wrote: Skumt ändå det där med en grej utan "massa".... hmmm
Det är ju för att det blir en konflikt mellan olika teorier.
Allt som har en massa, oavsett hur liten den är, som ökar i fart kommer även
öka i massa. Åker man i ljusets hastighet så "ska" man ha oändlig massa.
Fotoner rör sig i ljusets hastighet, men har inte oändlig massa, utan bara massan
"X", som är ruskigt liten. Om man tänker sig att man sölade ner en foton till
ingen hastighet så skulle den få massan X/<oändligt>, vilket blir 0. Därav säger
man att den inte har en vilomassa, dvs om den stod still så skulle den inte ha
någon mätbar massa alls. Sen är det ju som Aiwass skriver att den påverkar
saker som den kommer i kontakt med, och mängden inverkan som den har
på saker kan ju överföras till att den hade en liten massa "X", även om det
snarare är själva rörelsen/energin som skapar inverkan på annat och inte dess
(obefintliga) massa.

nja, om jag inte är ute och cyklar så är det ett något felaktigt bektraktningssätt. Istället är det så att utifrån den matematik som den speciella relavitetsteorin helt baseras på så kan du ta fram en geometri (kallas "rumtidsgeometri"/minkowski-geometri, finns flera namn), och via denna geometri blir det fullkomligt uppenbart varför något som rör sig med ljusets hastighet verkligen inte kan ha någon massa, på grund av det sätt som geometrin är uppbyggd på (och den baseras på relativitetsteorins fundamentala delar..). Enligt din uppfattning så skulle en foton ha en oändligt liten vilomassa, men så är inte fallet, utan den är helt sonika 0 (den är inte något gränsvärde).

Man kan tycka att det strider mot relativitetsteorin att något kan röra sig med ljusets hastighet, men studerar man teorin lite djupare så är det snarare en självklarhet (att det kan finnas saker som fotoner, som är (vilo)masslösa och rör sig med hastigheten c i vakuum)

Sedan, det här med en massa som ökar med hastigheten som du använder (relativistisk massa), det är nog ett begrepp som bör användas med försiktighet med tanke på att självaste Einstein var tveksam till det.

"It is not good to introduce the concept of the mass M = m/(1-v2/c2)1/2 of a body for which no clear definition can be given. It is better to introduce no other mass than 'the rest mass' m. Instead of introducing M, it is better to mention the expression for the momentum and energy of a body in motion."

Lite mer info i ämnet:
http://www.weburbia.demon.co.uk/physics/mass.html

Jag känner inte till det allmänna ståndpunkten beträffande relativistik massa idag, om någon känner till den och kan förklara det hela så vore jag tacksam

(finns en del hyfsat färska arbeten om det på arxiv btw)

kajs · Post by **kajs** » 2003-12-30 12:20:33

själv tvivlar man på hela vetenskapen. man säger att inget kan skapas eller förstöras, bara omvandlas. men inget kan ha funnits alltid. man säger att all energi frigjordes i big bang, då måste det ha bildats i big bang eller bildats tidigare, men inte frigjorts för oss innan big bang.

xX · Post by xX » 2003-12-30 12:27:52

gröntandborste wrote:själv tvivlar man på hela vetenskapen. man säger att inget kan skapas eller förstöras, bara omvandlas. men inget kan ha funnits alltid. man säger att all energi frigjordes i big bang, då måste det ha bildats i big bang eller bildats tidigare, men inte frigjorts för oss innan big bang.

Å andra sidan påstår sig ingen vetenskapsman veta hur big bang verkligen gick till, än mindre är vetenskapen i stånd att besvara dina påståenden ovan, så vad finns det att tvivla på?

kajs · Post by **kajs** » 2003-12-30 12:34:06

men det man sitter och lär sig i skolan är helt byggt på det. Även om ingen är säker så är det vad man lär ut som att det är det enda rätta och att det ÄR så det gått till, inte att det KAN VARA så. *irriterad*

xX · Post by xX » 2003-12-30 12:50:17

gröntandborste wrote:men det man sitter och lär sig i skolan är helt byggt på det. Även om ingen är säker så är det vad man lär ut som att det är det enda rätta och att det ÄR så det gått till, inte att det KAN VARA så. *irriterad*

det är väl snarare lärarna i det lägre årskursernas fel, men jag klandrar dem inte. Vem skulle lyssna på en lärare som står och berättar om Newtons mekanik, och samtidigt säger att den i grund och botten anses vara felaktig?

Post by **Jonas Axman** » 2003-12-30 12:50:32

Ett tips är att ta en kraftig fotoblixt och blixtra med den på en gonggong.

kajs · Post by **kajs** » 2003-12-30 13:01:34

det förstås. men på gymnasiet tycker jag att de borde ha lite annan syn på det. vill de att vi ska ble vetenskapsmän eller proffesorer (vilket min fysiklärare absolut tycker vi ska bli) så ska de inte få oss att tänka att så och så är det, man måste ju tvivla lite för att själv vilja exprimentera och komma på nya saker.

xX · Post by xX » 2003-12-30 13:25:37

kajsmutt wrote:det förstås. men på gymnasiet tycker jag att de borde ha lite annan syn på det. vill de att vi ska ble vetenskapsmän eller proffesorer (vilket min fysiklärare absolut tycker vi ska bli) så ska de inte få oss att tänka att så och så är det, man måste ju tvivla lite för att själv vilja exprimentera och komma på nya saker.

återigen beror det på vilken lärare du har, är de någorlunda ödmjuka och vågar säga "jag vet inte" eller "det här är inte helt säkert" istället för att dra till med ett "påhittat" svar som framstår som tvärsäkert så är ju problemet ur världen. Då påtvingas man inte den (felaktiga) bilden av en exempelvis helt fullkomlig och oförbäterlig fysik som man faktiskt enligt min erfarenhet blir av en hel del lärare.

IcePic · Post by **IcePic** » 2003-12-30 14:27:13

xX wrote:återigen beror det på vilken lärare du har, är de någorlunda ödmjuka och vågar säga "jag vet inte" eller "det här är inte helt säkert" istället för att dra till med ett "påhittat" svar som framstår som tvärsäkert så är ju problemet ur världen. Då påtvingas man inte den (felaktiga) bilden av en exempelvis helt fullkomlig och oförbäterlig fysik som man faktiskt enligt min erfarenhet blir av en hel del lärare.

Å andra sidan är det ju ibland så att även mottagaren tolkar allt som om det
var en given sanning trots att det inte nödvändigtvis är så.
När man läser faktaböcker och läramedel så gäller det ju att se faktat för vad
det är. Antagligen står det på sina platser att saker och ting är teorier och vad
som är uppmätt (dvs approximeringar som verkar stämma) och vad som är
bevisat, men om man inte har ett kritiskt sinne så kan man få för sig att allt
som står i böckerna har samma bevisvärde vilket det givetvis inte har.

xX · Post by xX » 2003-12-30 14:36:52

IcePic wrote:Å andra sidan är det ju ibland så att även mottagaren tolkar allt som om det
var en given sanning trots att det inte nödvändigtvis är så.
När man läser faktaböcker och läramedel så gäller det ju att se faktat för vad
det är. Antagligen står det på sina platser att saker och ting är teorier och vad
som är uppmätt (dvs approximeringar som verkar stämma) och vad som är
bevisat, men om man inte har ett kritiskt sinne så kan man få för sig att allt
som står i böckerna har samma bevisvärde vilket det givetvis inte har.

I och för sig, man kan ju inte beskylla lärarna för allt

Dissident · Post by **Dissident** » 2003-12-30 14:40:09

Axman wrote:Ett tips är att ta en kraftig fotoblixt och blixtra med den på en gonggong.

Nja, en foton kan ju ha rörelsemängd utan att ha massa. Eller?

xX · Post by xX » 2003-12-30 14:52:24

Dissident wrote:Nja, en foton kan ju ha rörelsemängd utan att ha massa. Eller?

Mycket riktigt, det välkända sambandet E = pc = hf från gymnasiefysiken gäller ju

edit: för fotoner...

Denka · Post by **Denka** » 2003-12-30 15:55:17

om ljuset inte har ngn massa hur kommer det sig att lyset "fastnar" i svarta hål?

xX · Post by xX » 2003-12-30 16:19:24

Denka wrote:om ljuset inte har ngn massa hur kommer det sig att lyset "fastnar" i svarta hål?

Det kan verka konstigt om vi utgår från den klassiska mekaniken, där man påverkas av en stark gravitationskraft i närhet av det svarta hålet (som beror på massan). Med det betraktningssättet förstår jag om det verkar konstigt att fotoner kan påverkas av gravitationen då de inte har någon massa. Men nu är det så att man inom relativitetsteorin anser att det itne finns någon gravitationskraft i ordets vanliga bemärkelse. Istället är det som vi observerar som gravitationskraft istället en följd av att rummet (egentligen rumtiden) är krökt, alltså inte helt plant. Det naturliga för en foton är att röra sig "rakt fram" (egentligen geodetiskt med ett mer korrekt språkbruk), och anledningen till att en foton "drar sig" till ett svart hål är att rumtiden är krökt på ett sådant sätt att den rör sig "rakt fram" om den följer banan som leder in i det svarta hålet. Och, det krävs ingen vilomassa för att påverkas av rumtidens krökning, allt påverkas av den.

På samma sätt resonerar man med exempelvis planeterna...anledningen till att månen rör sig i en bana runt jorden är att jorden kröker rumtiden på ett sådant sätt att månen i själva verket rör sig "så rakt fram som den kan" om den följer banan runt jorden. Även tidvattenkrafter går att förklara på detta sätt (helt utan gravitationskraft), fast där rör det sig istället om skillnader i rumtidens krökning.

Ramza · Post by **Ramza** » 2003-12-30 16:58:42

aiwass wrote:Fotonen har ingen vilomassa (då den inte kan vara still, den färdas per definition med ljusets hastighet, vilken är konstant). Om man sedan vill se det som att den inte har någon massa alls, eller att den har en massa genom sin energi (w=mc^2) är väl lite valfritt, men standard är nog att säga att den är helt massalös (detta är väl det mest praktiska synsättet om man inte arbetar i allt för liten skala, där man ändå inte talar om massa utan i allmänhet bara talar om energi).

Den har däremot en rörelsemängd. Så när den träffar vågens yta så kommer den knuffa ner denna, precis som om en liten massiv kropp träffat vågen. Så har du bara en känslig nog våg så... Detta skule kunna användas i solsegel (även om jag personligen snarare skule bygga så att man även, eller snarare främst, använder sig av solvinden i stället).

Och vad gäller professorn så har vi många sorters professorer på KTH En del i fysik, men även en hel del i diverse varianter av matematik, mekanik, elektrnik m.m...

Den färdas per definition i ljusets hastighet, i vakuum. I alla andra material är hastigheten något mindre.

Fotoner har snarlika egenskaper till elementärpartiklar, till exempel påverkningen av magnetism.

xX · Post by xX » 2003-12-30 17:06:05

Ramza wrote:Fotoner har snarlika egenskaper till elementärpartiklar, till exempel påverkningen av magnetism.

Trots att fotoner är förmedlarpartiklar så räknas de faktiskt som elementarpartiklar (tillsammans med de andra förmedlarpartiklarna)

Är du säker på att fotoner påverkas av magnetiska fält?

Edit: är det inte så att det är fotonen som förmedlar "kraften" i magnetiska och elektromagnetiska fält? Är osäker själv iaf

SAuna · Post by **SAuna** » 2003-12-30 18:15:08

Fotoner har ingen vilomassa, däremot kan de ha en massa när de är i rörelse. Om de inte skulle haft någon massa skulle de ju inte påverkats av gravitationen, från ex. svarta hål.

xX · Post by xX » 2003-12-30 18:28:57

SAuna wrote:Fotoner har ingen vilomassa, däremot kan de ha en massa när de är i rörelse. Om de inte skulle haft någon massa skulle de ju inte påverkats av gravitationen, från ex. svarta hål.

Jo, läs mitt tidigare inlägg

Ramza · Post by **Ramza** » 2003-12-30 18:30:27

xX wrote:
Ramza wrote:Fotoner har snarlika egenskaper till elementärpartiklar, till exempel påverkningen av magnetism.
Trots att fotoner är förmedlarpartiklar så räknas de faktiskt som elementarpartiklar (tillsammans med de andra förmedlarpartiklarna)
Är du säker på att fotoner påverkas av magnetiska fält?

Edit: är det inte så att det är fotonen som förmedlar "kraften" i magnetiska och elektromagnetiska fält? Är osäker själv iaf

Är det någon skillnad på att "förmedla "kraften"" och påverkas? I would guess no.