Частицы света (фотоны)

[aze1959]

За основу взял общеизвестные факты, аксиомы и прочее и посредством логического анализа получилось то что получилось...

Несколько веков назад наука столкнулась с феноменом - постоянством скорости света в вакууме. Все теоретические объяснения заводили в такие дебри, что сложно было понять даже авторов. Предлагаю определиться с ошибками и заблуждениями в этом.
Одни ли фотоны обладают постоянной скоростью? поискал инфу в поисковиках (может не там искал и попросил бы кто найдёт выложить ссылку или инфу)
кроме как невнятных утверждений что скорости некоторых элементарных равны или почти равны скорости света-нет ничего. Вопрос открыт, тем не менее рискну предположить что и другие элементарные частицы имеют постоянную скорость в вакууме и не обязательно равную световой...
определимся с понятием квант

Квант (от лат. quantum — «сколько») — неделимая порция какой-либо величины в физике. В основе понятия лежит представление квантовой механики о том, что некоторые физические величины могут принимать только определённые значения (говорят, что физическая величина квантуется).

самая пожалуй известный квант-это заряд электрона и протона
но и фотоны света, как утверждает наука, так же обладают квантом энергии, посредством которой движутся со световой скоростью. Так же разумно предположить что во всём спектре светового излучения фотоны обладают разной величиной энергии в зависимости от частоты. Есть ли масса у фотонов? разумно согласиться с доводами что и электрические заряды и гравитация и другие виды взаимодействия переносятся посредством определённых субэлементарных частиц, то есть эти субэлементарные частицы могут не иметь массы (кроме естественно гравитационных) и соответственно фотоны так же могут не иметь массы. В эту же пользу говорит тот факт что при наличие массы невозможно объяснить почему при прохождении через среду скорость фотонов уменьшается, но если они после прохождения среды попадают в вакуум-то скорость опять же максимальна (почему объясню ниже)

посмотрим на график как же действительно соотносятся скорость и направление движения света и источника (рисунок 1)
график двумерный так проще понять и объяснить в трёхмерном пространстве будет так же

рисунок 1
в 00:00:00 секунд фотон находиться в точке 0 и вылетает из источника и в 00:00:01 секунду достигает в зависимости от направления любой точки на окружности (теоретически доказано и практически подтверждено что скорость света константа и не зависит от скорости источника света и направления движения его задолго до энштейна. Не путать с относительной скоростью!) в частности пролетает расстояние 0D или 0E или 0F
(на графике не нарисовано показаны только точки D E F )
в 00:00:00 секунд источник света находится в точке 0 и в 00:00:01 секунду достигает в зависимости от направления и скорости точки A или B или C соответственно пролетает расстояние 0A или 0B или 0C
на графике видно что расстояние которое пролетает фотон за одну секунду не зависит ни от направления движения фотона и ни от направления движения источника и его скорости, что собственно и не противоречит классической физике.
а вот если взять относительную скорость фотон-источник то она вычисляется из квадратного корня суммы квадратов проекций по осям X и Y где каждая проекция есть сумма или разница проекций фотона и источника.
попробую объяснить немного по другому
скорость фотонов вдоль всей траектории полёта константа
но когда они вылетают (отрываются от источника) то они двигаются по своей траектории, а источник света по своей и не зависят друг от друга. поэтому для определения относительного положения (координат) и скорости  относительно друг друга применимы классические правила сложения оных.
сделаем выводы, соответствующие классике физики для определения и вычисления расстояний и относительных скоростей.
первое так как свет квантован то разумнее всего рассматривать единичные фотоны
второе точка в которой фотон отрывается от источника назовём точкой отрыва и помещать разумнее её в ноль координат
третье точка от которой оторвался фотон назовём материальная точка отрыва
и этого достаточно, что бы понять заблуждения и ошибки при определении скорости фотонов

[aze1959]

Эксперименты по прямой демонстрации независимости скорости света от скорости движения источника (демонстрация справедливости второго постулата специальной теории относительности Эйнштейна)
то что скорость фотонов не зависит от скорости движения источника-это понятно
но вот относительная скорость фотон-материальная точка отрыва-это несколько другое
рассмотрим на простом примере-на одном из экспериментов

Такой опыт недавно осуществлён группой российских учёных в Курчатовском центре синхротронного излучения НИЦ КИ. В экспериментах в качестве импульсного источника света использовался источник синхротронного излучения (СИ) — накопитель электронов «Сибирь-1». СИ электронов, разогнанных до релятивистских скоростей (близких к скорости света), имеет широкий спектр от инфракрасного и видимого до рентгеновского диапазона. Излучение распространяется в узком конусе по касательной к траектории электронов по каналу отведения и выводится через сапфировое окно в атмосферу. Там свет собирается линзой на фотокатод быстрого фотоприёмника. Пучок света на пути в вакууме мог перекрываться стеклянной пластиной, вводимой с помощью магнитного привода. При этом по логике баллистической гипотезы свет, до того предположительно имевший удвоенную скорость 2с, после окна должен был обрести обычную скорость с.

Электронный сгусток имел длину около 30 см. Проходя мимо окна отведения, он порождал в канале импульс СИ длительностью около 1 нс. Частота обращения сгустка по кольцу синхротрона составляла ~34,5 МГц, так что на выходе фотоприёмника наблюдалась периодическая последовательность коротких импульсов, которую регистрировали с помощью скоростного осциллографа. Импульсы синхронизировались сигналом высокочастотного электрического поля той же частоты 34,5 МГц, компенсирующим потери энергии электронов на СИ. Сравнивая две осциллограммы, полученные при наличии в пучке СИ стеклянного окна и при его отсутствии, можно было измерить отставание одной последовательности импульсов от другой, вызванное гипотетическим снижением скорости. При длине 540 см участка канала отведения СИ от вводимого в пучок окна до выхода в атмосферу снижение скорости света от 2с до с должно было привести к временнoму сдвигу 9 нс. На опыте никакого сдвига не наблюдалось с точностью порядка 0,05 нс.

В дополнение к опыту провели и прямое измерение скорости света в канале отведения путём деления длины канала на время распространения импульса, что привело к значению всего на 0,5% ниже табличной скорости света.

Итак, результаты эксперимента оказались, разумеется, ожидаемыми: скорость света не зависит от скорости источника в полном соответствии со вторым постулатом Эйнштейна. Новым стало то, что впервые его подтвердили прямым измерением скорости света от релятивистского источника. Едва ли этот эксперимент прекратит наскоки на СТО со стороны ревнивцев славы Эйнштейна, однако он существенно ограничит поле новых претензий.

совершенно непонятно как могло получиться теоретическая скорость 2С???
во первых фотоны как известно квантованы и летят со скоростью света как их не разгоняй-квант то фотона не меняется
во вторых как не разгоняй элементы источника-ничего не измениться-ибо измерение происходит на участке точки отрыва (точка излучения)-осциллограф, то есть замеряется только скорость фотонов
но не измеряется скорость фотон-материальная точка отрыва потому что неизвестно (неопределено) где она находиться в то время когда соответствующий фотон долетел до осциллографа
в третьих-если уж замерять скорость фотон-материальная точка отрыва то никак не может получиться 2С-ибо материальная точка отрыва движется не в противоположном направлении от фотона, а по круговой орбите
то есть эксперимент подтверждает лишь то что скорость света константа
но не подтверждает как утверждают авторы эксперимента что скорость фотон-материальная точка отрыва равна скорости света!
и такую и подобные ошибки и непонимание основ физики можно найти во всех экспериментах, "подтверждающих" правоту эйнштейна

[aze1959]

Теперь об ещё одном "феномене" движения фотонов. Скорость света в вакууме максимальна. В среде, например в воде меньше в 1,3 раза. Но если фотоны пролетев через среду снова попадают в вакуум, то скорость становиться равной максимальной.
можно это объяснить вторичным излучением? нет, ибо в таком случае нет непроницаемых материальных объектов для фотонов.
можно попытаться и как то по другому, но и тогда есть определённые нестыковки.
Фотон квант и он имеет квантованную энергию и скорость его соответствующая этой энергии. Массы у фотонов нет.
И если после прохождения через среду скорость фотона становиться максимальной, то можно сделать вывод что его квантованная энергия не изменилась и он не взаимодействовал с элементами среды! в том числе гравитационно!
почему же скорость света в той же воде меньше в 1,3 раза?
самое интересное что не меньше...
поясняю на простом примере. если между точками A и B расстояние по прямой 5 километров и пешеход идёт один час, то это означает что его скорость 5 километров в час? нет! только в том случае если он двигался по прямой! а если по какой то другой траектории? тогда скорость будет больше, потому что скорость есть результат деления пройденного пути на время!
То есть исходя из этого можно смело сделать предположение что фотоны в среде двигаются не по прямой, а по какой то сложной криволинейной траектории. что собственно наблюдается и измеряется при опытах по прохождению света в среде? только входные точки и выходные, то есть невозможно определить траекторию движения фотонов, а можно измерить только расстояние по прямой!
и поэтому скорость фотонов и в вакууме и среде-одинакова!
просто невозможно измерить точно в среде...
Жду критики и уточнений
материал "сыроват", пр необходимости подредактирую...

[aze1959]

постоянство скорости света-это частный случай независимости двух и более материальных объектов бывших ранее одним целым со всеми вытекающими

[Сергеевич]

постоянство скорости света-это частный случай независимости двух и более материальных объектов бывших ранее одним целым со всеми вытекающими

И где по Вашему граница отделяющая целое от не целого. Вы считаете наш мир не целым?
Почему,  если связи между отдельными объектами существуют и законы сохранения тоже?

[aze1959]

постоянство скорости света-это частный случай независимости двух и более материальных объектов бывших ранее одним целым со всеми вытекающими

И где по Вашему граница отделяющая целое от не целого. Вы считаете наш мир не целым?
Почему,  если связи между отдельными объектами существуют и законы сохранения тоже?

скажем так-мир дискретен, то есть состоит из отдельных материальных объектов разных размеров и формы. это не означает что нет связи и взаимоодействия между отдельными материальными объектами. вообще принцип независимости я рассматриваю в контексте независимости скоростей в отдельной теме
http://televid-sib.ru/index.php?topic=6137.0
допишу её позднее

насчёт же дискретности
то есть сочетания материальных объектов и пустоты между ними...
возьмём к примеру видимый мир... Космос
 между Землёй Солнцем и Луной вакуум- пространство наполненное сильно разреженной материей-условно пустота (для видимого мира оно и есть)
уровень молекул-между отдельными молекулами пустота
уровень атомов-между отдельными атомами пустота
уровень элементарных частиц-между отдельными частицами пустота
то есть логично предположить что на любом уровне бесконечноделимого мира сочетание отдельных (квантованных) материальных объектов и пустоты

[Сергеевич]

"насчёт же дискретности
то есть сочетания материальных объектов и пустоты между ними..."

Пустота между дискретными объектами? Центробежная сила при движении Земли уравновешена центростремительной силой гравитации Солнце - Земля, и сила связи  - пустота?
Если материя то вид её, структура её. Статическое поле без структурно, или не видим дискретности этой материи? Ваше мнение?

[aze1959]

Пустота между дискретными объектами?

естно

Центробежная сила при движении Земли уравновешена центростремительной силой гравитации Солнце - Земля, и сила связи  - пустота?

если будем рассматривать сразу же все существующие материальные объекты разных размеров, то естественно не сможем определиться материя непрерывна или нет
в таком случае корректно рассматривать на каждом уровне сочетание материальных объектов и пустоты между ними
второе поля вообще то это условность и одна из версий что они существуют в виде материальных объектов (субэлементарных частиц)

[Сергеевич]

Пустота между дискретными объектами?

естно

Центробежная сила при движении Земли уравновешена центростремительной силой гравитации Солнце - Земля, и сила связи  - пустота?

если будем рассматривать сразу же все существующие материальные объекты разных размеров, то естественно не сможем определиться материя непрерывна или нет
в таком случае корректно рассматривать на каждом уровне сочетание материальных объектов и пустоты между ними
второе поля вообще то это условность и одна из версий что они существуют в виде материальных объектов (субэлементарных частиц)

Учитывая что полный период колебания напряжённости эл. поля уже материальный объект - вариант Черногорова о непрерывности спектра колебаний, с учётом того, что при некоторых частотах распространения волны не происходит (в связи с существованием  предельной скорости распространения) и резонансные колебания существуют в ограниченном объёме пространства, в виде элементарных частиц вещества. И это не исключает в то же время в окружении частицы существование волн - тоже материальных объектов во всём возможном частотном спектре. Может прав Николай?

[aze1959]

Учитывая что полный период колебания напряжённости эл. поля уже материальный объект - вариант Черногорова о непрерывности спектра колебаний, с учётом того, что при некоторых частотах распространения волны не происходит (в связи с существованием  предельной скорости распространения) и резонансные колебания существуют в ограниченном объёме пространства, в виде элементарных частиц вещества. И это не исключает в то же время в окружении частицы существование волн - тоже материальных объектов во всём возможном частотном спектре. Может прав Николай?

я не знаю кто первый высказал идею о природе волн как субэлементарных частиц
собсна я сам до этого додумался и высказывался на эту тему на других форумах
но всё же если частицы-то квантованы-нет непрерывности
и пожалуй это всё по волнам-ибо я пока ими серьёзно не занимался-не хватает времени и желания дописать по ТО-анализ базовых работ...

[Сергеевич]

Свет почему то "фотон". Чем он отличается от всего спектра эл. магнитных излучений? Только тем, что орган зрения глаза способны принимать волны с этой длиной и преобразовывать сигнал в электрический. Длина этой волны "свет" близка с расстояниями между элементами структуры вещества и эффективно взаимодействует с этой структурой. Обычная волна, полный период назвали фотон.  Частицей она не является потому, что распространяется, а не существует в ограниченном объёме пространства без распространения. 

[aze1959]

Свет почему то "фотон". Чем он отличается от всего спектра эл. магнитных излучений? Только тем, что орган зрения глаза способны принимать волны с этой длиной и преобразовывать сигнал в электрический.

частицы света называют фотонами
и я как то согласен категорически с этим
 

Частицей она не является потому, что распространяется, а не существует в ограниченном объёме пространства без распространения. 

а почему не могут существовать частицы имеющие какую то скорость???

[Сергеевич]

Свет почему то "фотон". Чем он отличается от всего спектра эл. магнитных излучений? Только тем, что орган зрения глаза способны принимать волны с этой длиной и преобразовывать сигнал в электрический.

частицы света называют фотонами
и я как то согласен категорически с этим
 

Частицей она не является потому, что распространяется, а не существует в ограниченном объёме пространства без распространения. 

а почему не могут существовать частицы имеющие какую то скорость???

Вероятно потому, что существование материальных тел определяется только наличием элементарных частиц и совсем не обязательными являются колебания элементарных частиц порождающие волну света. Элементарные частицы могут иметь относительное движение в системе тел с различными скоростями относительно тел системы, в среднем количество движения в системе будет неизменным.  Т.Е. есть движение элементарных части, нет его на стабильность элементарной частицы это не влияет. Свет - волна не может существовать без распространения, именно без распространения т.к. распространение волны это не относительное движение материального объекта.

[aze1959]

Вероятно потому, что существование материальных тел определяется только наличием элементарных частиц и совсем не обязательными являются колебания элементарных частиц порождающие волну света.

давайте не наводить тень на плетень
собсна версия о волновой природе света возникла из-за того что у частиц света (фотонов) нет массы. то что нет частиц без массы-это заблуждение, ибо в таком случае мир не делим до бесконечности, что противоречит общепринятой гипотезе о бесконечной делимости мира
 

Элементарные частицы могут иметь относительное движение в системе тел с различными скоростями относительно тел системы,

принцип независимости справедлив и для элементарных частиц
но только частицы света имеют постоянную скорость относительно точек отрыва и так же других материальных объектов находящихся в покое относительно опять же точек отрыва а относительно других объектов-  относительная скорость другая и складывается и вычитается по классическим формулам трёхмерных СО
 

Свет - волна не может существовать без распространения, именно без распространения т.к. распространение волны это не относительное движение материального объекта.

нуу... а как же скорость света? она обязательно относительна чего либо
и даже если считать волной сущность не меняется-ибо относительность распространяется на все материальные объекты

[Сергеевич]

Вероятно потому, что существование материальных тел определяется только наличием элементарных частиц и совсем не обязательными являются колебания элементарных частиц порождающие волну света.

давайте не наводить тень на плетень
собсна версия о волновой природе света возникла из-за того что у частиц света (фотонов) нет массы. то что нет частиц без массы-это заблуждение, ибо в таком случае мир не делим до бесконечности, что противоречит общепринятой гипотезе о бесконечной делимости мира
 

Элементарные частицы могут иметь относительное движение в системе тел с различными скоростями относительно тел системы,

принцип независимости справедлив и для элементарных частиц
но только частицы света имеют постоянную скорость относительно точек отрыва и так же других материальных объектов находящихся в покое относительно опять же точек отрыва а относительно других объектов-  относительная скорость другая и складывается и вычитается по классическим формулам трёхмерных СО
 

Свет - волна не может существовать без распространения, именно без распространения т.к. распространение волны это не относительное движение материального объекта.

нуу... а как же скорость света? она обязательно относительна чего либо
и даже если считать волной сущность не меняется-ибо относительность распространяется на все материальные объекты

Давайте. Масса есть. Эксперимент Лебедева о давлении светового луча. Нет оснований отвергать наличие массы у волны с любой длиной, необходим только полный период колебания и всё необходимое есть. Вот только сказать о месте сосредоточения массы в волне затруднительно, места такого нет, пока волна распространяется. Частица может находится в состоянии относительного покоя, волна нет. Говорить о массе света называя период волны частицею (Фотоном) тоже нельзя, не где и ни когда не обнаружено увеличение массы тела которое освещалось, частица попадая на тело и оставаясь в его составе должна увеличивать массу тела. В случае с волной увеличивается только количество внутреннего движения частиц из которых состоит тело, но ни какого появления в составе тела новых элементарных частиц нет.  Можно предположить, что их и не было.
"Элементарные частицы могут иметь относительное движение в системе тел с различными скоростями относительно тел системы,"
Так и должно быть, единственным требованием будет постоянство количества движения в системе. И ещё, я не знаю есть ли данные по снижению массы излучающей изолированной системы? Фотон по вашему частица и с массой, давление света есть. И есть законы сохранения.

[aze1959]

Масса есть. Эксперимент Лебедева о давлении светового луча. Нет оснований отвергать наличие массы у волны с любой длиной, необходим только полный период колебания и всё необходимое есть. Вот только сказать о месте сосредоточения массы в волне затруднительно, места такого нет, пока волна распространяется. Частица может находится в состоянии относительного покоя, волна нет. Говорить о массе света называя период волны частицею (Фотоном) тоже нельзя, не где и ни когда не обнаружено увеличение массы тела которое освещалось, частица попадая на тело и оставаясь в его составе должна увеличивать массу тела.

пока нельзя однозначно утверждать что масса есть у фотонов
в пользу этого эксперимент Лебедева
против постоянство скорости света и его прямолинейное движение в поле любой самой огромной гравитации, то есть не наблюдалось проявление инерции и гравитации свойственной массе

не где и ни когда не обнаружено увеличение массы тела которое освещалось, частица попадая на тело и оставаясь в его составе должна увеличивать массу тела.

первое масса фотонов если таковая есть очень мала-поэтому очень сложно проверить
второе масса имеет энергию покоя согласно формулы Шрамма-Умного, соответственно оно может преобразовываться в энергию и не обязательно это должно происходить при аннигиляции и ядерного и термоядерного взаимодействия
далее, масса у волны? элементарные частицы находятся в относительном покое?
и это отличие от волны? как то не складывается с классикой...
в общем пока вопрос открыт, но всё же в пользу того что фотоны не имеют массы больше аргументов

ЗЫ при любом отражении как и в случае с экспериментом Лебедева скорость света остаётся такой же
до и после
при наличие массы такого быть не может-потому что в таком случае должна быть потеряна часть энергии для движения лепестков
ИМХО единственно что приходит в голову что всё же часть фотонов поглощается в этом эксперименте...

[Сергеевич]

"против постоянство скорости света и его прямолинейное движение в поле любой самой огромной гравитации, то есть не наблюдалось проявление инерции и гравитации свойственной массе".

Здесь как понять "прямолинейность".. . Учитывая плотность среды, а если принять за среду весь спектр колебаний напряжённости поля вблизи излучающих (как правило) объектов, которая уже материя с массой и тоже распространяющаяся от источника излучения. (порисовать надо, размышляя, эта среда не в обычном состоянии, а именно распространяющаяся.) Хотя вблизи этих объектов есть и обычные элементарные частицы в-ва в виде атмосферы.

[aze1959]

"против постоянство скорости света и его прямолинейное движение в поле любой самой огромной гравитации, то есть не наблюдалось проявление инерции и гравитации свойственной массе".

Здесь как понять "прямолинейность".. . Учитывая плотность среды, а если принять за среду весь спектр колебаний напряжённости поля вблизи излучающих (как правило) объектов, которая уже материя с массой и тоже распространяющаяся от источника излучения. (порисовать надо, размышляя, эта среда не в обычном состоянии, а именно распространяющаяся.) Хотя вблизи этих объектов есть и обычные элементарные частицы в-ва в виде атмосферы.

порисовать можно...
только вот я тоже не обратил внимание ещё на один фактор-все проведённые эксперименты по определению скорости не подтвердили зависимость от массы излучающего источника света
а это ещё один серьёзный аргумент в пользу отсутствия массы у фотонов

[aze1959]

при определении скорости света и объяснении постоянства все наступали на одни и те же грабли
дело в том что все эксперименты проводились на Земле и источник был неподвижен
то есть измерялась скорость между точками отрыва и расстоянием которое пролетали фотоны
и в таком случае координаты точек отрыва и источника совпадали и все остальные материальные объекты на Земле имели скорость относительно источника равное нулю
то есть относительная скорость фотонов была равна скорости фотоны-источник и фотоны остальные объекты на Земле
что привело к фундаментальной ошибке-в неправильной трактовке релятивистов скорость света фотон-точка отрыва приравняли к скорости света-источник
и получился мнимый парадокс
согласно классике относительности скорости складывались
согласно неправильной трактовке-нет-скорость света константа
эйни описывая этот парадокс без доказательств принял за основу неправильную трактовку и получилась "гениальная" теория относительности

[Сергеевич]

".. не подтвердили зависимость от массы излучающего источника света
а это ещё один серьёзный аргумент в пользу отсутствия массы у фотонов."

Здесь насчёт массы объекта в виде распространяющейся  волны ещё одна непонятка. А именно для частицы определена точка цента масс, а для волны и особенно длинной, (что коротко, что длинно - тоже относительно) где этот центр масс в каждый момент времени? и какое направление взаимодействия с другими материальными объектами. Размазано всё как то, том более, что процесс повторяющийся и что считать полным периодом колебания, пол волны вперёд - назад, все равно полный период. Масса волны получается размазанная во времени, если период 1000 световых лет. Но вроде Лебедеву верят с давлением света, и фантастика с фотонными звездолётами есть и в то же время масса излучателя сохраняется.