Plaats een reactie

Je mail wordt niet openbaar getoond. Het wordt enkel gebruik voor contact of notificatie vanuit het beheer.

🗨️ Wat vind jij? Stel direct je vraag of geef je mening – zonder registratie. Je reactie zet het topic weer bovenaan bij 'Laatste posts' en trekt snel nieuwe reacties aan🔥. Mocht je als vaste bezoeker willen reageren, dan kun je je ook registreren.

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vragen te beantwoorden.

Noor heeft 10 knikkers. Ze verliest er 4 in het gras. Hoeveel heeft ze er nog?

Antwoord: (vul een getal in)

Er zitten 5 vogels op een hek. Twee vliegen weg. Hoeveel blijven er zitten?

Antwoord: (vul een getal in)

Weergave uitklappen Voorafgaande berichten: absorptie en reflectie van licht

Re: absorptie en reflectie van licht

door wnvl1 » do 22 feb 2024, 23:40

Ik heb haar code nu bestudeerd. Leuk gedaan, maar nogal weinig punten. Het programma zelf loopt zelfs met zo weinig punten al stroef op mijn pc.
Op zich gaat het niet veel veranderen aan mijn gevoel dat je die transiënt niet helemaal wegkrijgt.

Re: absorptie en reflectie van licht

door wnvl1 » do 22 feb 2024, 02:08

Ik denk dat vanhees71 hiernaar verwijst.

https://people.clas.ufl.edu/olsontch/fi ... rsors3.pdf

Zoiets zou ook corresponderen met mijn aanvoelen.

Re: absorptie en reflectie van licht

door wnvl1 » do 22 feb 2024, 01:27

Ter aanvulling.
Wat ik wel zou kunnen aannemen is dat er in het begin van het golffront dusdanig veel negatieve interferentie is dat er amper iets overblijft. En dat het eerste deel van de golf dat voorloopt op de \(c_{water}\) amper iets voorstelt.
Ik ga niet ontkennen dat in de praktijk gemeten wordt dat de golf naar praktische metingen toe zich voortplant met \(c_{water}\).

Re: absorptie en reflectie van licht

door wnvl1 » do 22 feb 2024, 01:08

In 'stationair' regime heb ik geen enkel probleem met wat je hierboven schrijft.

Op een post op physicsforums schrijft vanhees 71.
As has been shown by Sommerfeld in 1907 by using an elegant analytical argument (theorem of residues) one can show that for arbitrary waves with compact spatial support the boundary of the support moves with the speed of light in vacuum inside the medium. That's understandable, because the medium can only be disturbed by and react to the incoming wave when this wave reaches it. Only then the medium emits its own electromagnetic waves which superimposes with the incoming wave. In 1914 these considerations have been worked out in 2 famous papers by Sommerfeld and Brillouin in great detail, where the onset of the propagation of the wave front in the medium has been described reaching the "stationary state" only after some time, and particularly without ever violating relativistic causality.
Ref: https://www.physicsforums.com/threads/s ... m.1058208/

Ik ben geneigd hier ook te denken als Sommerfeld.
Mijn stelling is dat in die transiënte fase, het 'golffront' (ik ben mij bewust van de beperkte fysiche betekenis) tegen de snelheid van het vacuum wiskundig door het materiaal moet gaan. Stel dat tegen\( c_{vac}\) de tijd om door het water te gaan 2s is en tegen \( c_{water}\) 3s. Dan ligt de vacuum golf duizenden kilometers voor op de water golf. Hoe je al die kilometers 'golf' wiskundig 'weggeinterfereerd' krijgt dat kan ik niet inzien. Dus komt er volgens mij al iets door tegen de vacuüm snelheid.

Ik ga er hierbij van uit dat je een EM golf door het water stuurt, dat die zich inprincipe met de snelheid van licht in vacuum voortplant, dat die dan positieve kernen en electronen doet trillen, wat straling genereert die je kan berekenen met de wetten van Maxwell met \(\epsilon_0\) en \(\mu_0\). De \(\epsilon_{water}\) en \(\mu_{water}\) zijn maar geintroduceerd in de wetten van Maxwell om niet die interferenties voor de straling door het bewegen van electronen en kernen apart te moeten verrekenen.

Ik ga eens zoeken of ik de papers waarop vanhees71 zich baseert kan vinden.

Re: absorptie en reflectie van licht

door Xilvo » wo 21 feb 2024, 16:03

Wat is het probleem eigenlijk, even afgezien van het exacte mechanisme waardoor licht in een medieum een lagere snelheid heeft?
De fasesnelheid \(v_p=\frac{\omega}{k}\), de groepssnelheid is \(v_g=\frac{\delta \omega}{\delta k}\).
Als er geen dispersie is (dat is natuurlijk niet helemaal waar voor licht in water) dan zijn die gelijk. Dan verwacht ik ook dat het front met die snelheid reist.

Re: absorptie en reflectie van licht

door Xilvo » di 20 feb 2024, 22:22

Die code heb ik gezien. Misschien dat ik ook eens wat probeer. Maar het zal best een klus zijn, zeker als je het niet onbruikbaar traag wil hebben.

Re: absorptie en reflectie van licht

door wnvl1 » di 20 feb 2024, 22:18

Ze heeft haar code op github gezet.

https://github.com/mithuna-y/speed_of_l ... um/main.py

Ik zal er binnenkort eens naar kijken. Ik dacht dat ze wel zei dat ze meer lagen had verrekend dan ze grafisch liet zien. Op het eerste snelle zicht lijkt ze dat ook te doen als ik naar de code kijk. Ik denk dat ze 200 lagen meeneemt als ik snel kijk, wat misschien niet genoeg is.

Voor de rest is het antwoord mogelijk ook te zoeken in het uitdovingstheorema

https://en.wikipedia.org/wiki/Ewald%E2% ... on_theorem

zoals Dale suggereert, zonder dat ik de physicsforum discussie hier wil reconstrueren.

Ik denk dat zuiver wiskundig zoals de youtubester doet niet kan verklaren dat het front van de golf niet arriveert tegen de snelheid van het licht in vacuum. Iets van die golf gaat 'wiskundig' uit het materiaal komen tegen de snelheid van het licht in vacuum. Rekening houdend met het uitdovingstheorema, met het feit dat het front van een lichtpuls geen fysische betekenis heeft en dat ergens heel de QM er tussen zit, kan ik mij intussen wel beter inbeelden dat de puls zich trager voortplant in water dan in vacuum.

Re: absorptie en reflectie van licht

door Xilvo » di 20 feb 2024, 21:24

Ik heb alleen het filmpje bekeken.
Om te beginnen moet je veel meer lagen van elektronen loodrecht op de voortplantingsrichting nemen. In een echt materiaal heb je vele honderden lagen per golflengte, als het over zichtbaar licht gaat.
Je kunt het model dan weer vereenvoudigen door een "oneindig" breed golffront te nemen. Wegens symmetrie moeten alle elektronen in één zo'n laag dan precies hetzelfde doen.

Re: absorptie en reflectie van licht

door wnvl1 » di 20 feb 2024, 19:46

Toevallig is er recent op physicsforums ook een topic gestart over de snelheid van licht in glas.

https://www.physicsforums.com/threads/s ... m.1060074/

De uitleg is een beetje gelijkaardig als hier. In het topic verwijzen ze naar 2 filmpjes van een youtubester die filmpjes maakt over QM.



Zij heeft een simulatie geschreven om die integraal waarnaar ik hier verwijs na te rekenen. In stationaire toestand lukt dat. Maar als je een lichtpuls door water stuurt wordt ook het golffront helemaal aan het begin van de puls vertraagd, maar dat kan ze niet simuleren. Nochtans wordt het front van zo een lichtpuls ook vertraagd, maar dat kan je moeilijk verklaren door interferentie omdat je helemaal aan het begin van de puls zit. Blijft een open vraag wat er daar gebeurt.

Re: absorptie en reflectie van licht

door Xilvo » zo 21 jan 2024, 22:04

wnvl1 schreef: zo 21 jan 2024, 22:01
Xilvo schreef: zo 21 jan 2024, 21:58 De integraal zoals die er staat zal altijd nul opleveren.
Ik denk het niet. Mijn amplitude dichtheid is faseafhankelijk, anders wel.
Je hebt gelijk, daar had ik overheen gelezen.

Re: absorptie en reflectie van licht

door wnvl1 » zo 21 jan 2024, 22:01

Xilvo schreef: zo 21 jan 2024, 21:58 De integraal zoals die er staat zal altijd nul opleveren.
Ik denk het niet. Mijn amplitude dichtheid is faseafhankelijk, anders wel.

Re: absorptie en reflectie van licht

door Xilvo » zo 21 jan 2024, 21:58

Ik denk dat het optellen van een in amplitude afnemende golf (wegens energie-overdracht aan elektronen die in trilling worden gebracht) bij een nieuwe, door die trillende elektronen opgewekte en wegens traagheid iets in fase achterlopende golf, waarbij dit proces zich in de voortplantingsrichting voortdurend herhaalt, wel een leuk idee is.

De integraal zoals die er staat zal altijd nul opleveren.

Re: absorptie en reflectie van licht

door wnvl1 » zo 21 jan 2024, 21:42

Zou ik kunnen stellen dat wat ik krijg iets is van het genre

$$ \int _0 ^{2\pi} A(\phi) \sin(\omega t -kx + \phi ) d\phi$$?


Ik tel dus een hele hoop achterkomende golven op met allemaal een verschillende fase. De frequentie en de golflengte zijn steeds dezelfde. Fasesnelheid van elke golf is \(\frac{\omega}{k} = c\). Amplitudedichtheid en fasehoek variabel.
Het resultaat (wat ze dan 'groepssnelheid' noemen) is een golf met als 'fasesnelheid' de fasesnelheid zoals we die dan kennen uit de theorie van Maxwell.

Re: absorptie en reflectie van licht

door Nesciyolo » zo 21 jan 2024, 17:13

tonreuvekamp schreef: wo 17 jan 2024, 21:23 De kleur van een voorwerp zoals wij dat zien wordt bepaald door de golflengte van het teruggekaatste licht.
Vraag1. Fotonen met een energie (kleur?) die overeenkomt met het energieverschil van een elektron in verschillende banen wordt door een elektron opgenomen waardoor het elektron in een hogere baan beland. Maar komt er niet weer eenzelfde foton vrij wanneer het elektron terugvalt in zijn oorspronkelijke baan en wordt deze kleur niet alsnog teruggekaatst in plaats van geabsorbeert?
Vraag2. Wat gebeurt er met de fotonen die niet de juiste energie bezitten om een elektron in een hogere baan te krijgen. Ik zou verwachten dat ze niet door een elektron worden gevangen en dus door het materiaal heenvliegen, maar dat gebeurt duidelijk niet. Hoe word op moleculair niveau licht gereflecteerd?
Reflectie en breking van licht kan ik ook niet op moleculair niveau verklaren, maar volgens mij is dat ook alleen maar mogelijk door licht als een golfverschijnsel te beschouwen.
Je haalt misschien 2 dingen door elkaar. Aan de ene kant is er absorptie en emissie door elektronen in verschillende toestanden te brengen. Dat is een heel interessant verschijnsel maar dat is niet hoe we de kleur van voorwerpen in onze omgeving waarnemen. Daar gaat het meestal om eigenschappen van het oppervlak op meer macroniveau.

Verder wil ik aanvullen dat moleculen niet alleen absorberen en emitteren door elektronen in een andere baan te brengen. De belangrijke absorptielijnen van CO2 voor het broeikaseffect bijvoorbeeld worden uitgelegd met "stretch" en "bend" (uitrekken en buigen) van de verbinding tussen de atomen van het molecuul. Bepaalde fotonen worden geabsorbeerd en brengen de atomen in een trilling van een bepaalde energie en die energie wordt dan vrijgegeven als straling met een heel specifieke frequentie.
Ik vind het ook opmerkelijk dat de fotonen die geabsorbeerd worden van een breder spectrum zijn dan de fotonen die worden uitgestoten maar zo gebeurt dat nu eenmaal. Misschien dat de natuurkundigen hier dat kunnen uitleggen.

Re: absorptie en reflectie van licht

door Xilvo » za 20 jan 2024, 21:33

wnvl1 schreef: za 20 jan 2024, 21:02 Dat is de uitleg die ik bvb vind bij FermiLab tussen minuut 8 en het einde met wat eigen interpretatie erbij.
Toen ik het filmpje bekeek en toevallig wat eerder instapte (7:06) zag ik precies wat ik eerder schreef
Twee golven met gelijke frequentie (dat kan niet anders) maar verschillende fasesnelheden zullen elkaar periodiek verzwakken en versterken, niet samen een golf met een soort gemiddelde fasesnelheid vormen, lijkt me zo.
Je zult best een soort golf krijgen met een fasesnelheid die verschilt van die van de samenstellende golven, maar ze doven wel periodiek uit. En niet periodiek in de tijd, zoals het filmpje suggereert, maar periodiek in de voortplantingsrichting. Immers, bij het binnenkomen van het glas of water zijn ze altijd in fase.
Dat lijkt me heel onwaarschijnlijk, dat zou bijvoorbeeld betekenen dat bij een zekere materiaaldikte er geen licht meer uit zou komen, als op die plaats net destructieve interferentie optreedt.

Hij doet alsof er twee losstaande EM velden zijn, eentje van het oorspronkelijke licht en eentje door de daardoor in trilling gebrachte ladingen. Het lijkt mij dat die voortdurend wisselwerken en zo een golf met lagere fasesnelheid opleveren (zonder periodieke uitdoving).

Hij zal best wel begrijpen hoe het zit maar de uitleg kan wat beter.