5 תשובות
יש מושג בפיזיקה שנקרא מהירות האור שהיא קבועה אבל יש גורמים שמשפיעים על התנועה שלו במרחב. n זה מקדם השבירה של האור בחומר. בכל חומר האור נשבר בצורה שוננ למשל במים זה 1.3 לכן גם אם תשים לב האור נכנס בצד אחד דרך כוס נשבר מעט מקבל זוית ויוצא מצד אחר ככה גם עובדת מנסרה התהליך הזה מעכב את המהירות שלו זהו לא ביג דיל זה לא שהאל משפיע עליו אין פה התערבות אתוהית הרב הזה יכול ללמדת ללמוד אלקטרואופטיקה ושם למצוא את התשובה לא בספר הזוהר ולא בטיח
כמו שאמרו מעליי, יש דבר כזה שנקרא מקדם השבירה, שזו פשוט מילה מפוארת לכמה אור מאט בחומר מסוים. הוא רשום באות n, והוא תמיד מספר ששווה או גדול מ1. מהירות האור בחומר כלשהו, זה פשוט מהירות האור בריק, חלקי מקדם השבירה.
אתן בקישור גם טבלה שתעזור לדמיין (קישור 1).
ה"האטה" הזו, היא הסיבה לכך שחפצים נראים שבורים כשחלקם בתוך המים. זה בגלל שהשביל שהאור עובר דרכו, מתעקם כשהוא נכנס או יוצא מהמים.
אתאר קודם את מה שקורה; אז נדמיין שיש בריק - זכוכית עבה כלשהי (זה אומר שהאור יהיה במהירות של 2 שליש בזכוכית). האור מלייזר יוצא במהירות האור אל עבר הזכוכית, כשהוא פוגע בה הוא מאט ל2 שלישים ממהירות האור וישנה את הכיוון שלו, ברגע שהוא מגיע לצד השני של הזכוכית, הוא ישנה את הכיוון שלו בחזרה (לאיזה כיוון? במקביל לכיוון שהוא נכנס לזכוכית), ושוב יהיה במהירות האור.
יש הסברים נפוצים באינטרנט ללמה האור "מאט" בחומר, אבל הרבה מהם הם טעות, בעיקר כי הם מסתכלים על האור כחלקיק, כשפה הדרך הטובה כדי לתאר את מה שקורה זה אם מסתכלים עליו כגל.
יש הרבה תכונות לגל, והאחת החשובה היא אורך הגל.
הגל מתנדנד למעלה ולמטה עם הפרדה בין נקודות השיא (או ה"פסגות"), וזמן בין תנודות.
תכונה שנייה, נקראת סופרפוזיציה, שזו פשוט דרך מפוארת להגיד שאפשר לחבר את הגלים יחד.
לחבר ביניהם זה די קל, פשוט לוקחים את גובה 2 הגלים, ומחברים ביניהם.
אתן אולי תמונה שתעזור לדמיין (קישור 2).
אם שני הגלים מתואמים כך שהפסגות הם באותו המקום (אחד מעל השני), התוצאה היא גל אחד עם פסגות גבוהות יותר. אם שני הגלים מתואמים כך שהפסגה היא באותו המקום של עמק בגל השני (אחד מעל השני), הם מבטלים זה את זה. ואם לגל אחד יש אורך גל שונה מהגל השני, התוצאה תהיה צורה מוזרה של פסגות ועמקים.
זה נהיה קצת יותר מורכב כשגל אחד זז במהירות שונה מהגל השני. התוצאה זה גל אחר שזז במהירות שונה משניהם. אז אם נגיד יש לנו גל אחד שלא זז, וגל שני שזז, אז התוצאה תהיה גם גל שזז, אבל באיטיות יותר.
אוקיי, נחזור לנושא ורק נזכור שאור זה גל של שדה חשמלי. הוא מתנדנד עם תכונות של אורך גל ותדירות.
אורך הגל כמובן תלוי בצבע האור, כשאור כחול למשל הוא בערך 400 ננומטרים, ואור אדום הוא 700.
המספרים לא משנים ממש, חוץ מההבנה ש*אור משנה שדות חשמליים*.
נחזור לתיאור שנתתי עם הזכוכית בהתחלה; הזכוכית עשויה מאטומים, שמוקפים באלקטרונים. לאלקטרונים יש מטען חשמלי, והמטען הזה מרגיש כוח מהתנודות של שדה האור. בגלל שהוא מרגיש כוח, האלקטרון זז.. ומטענים חשמליים שזזים, בונים לעצמם גם שדה חשמלי.
ככה שבאופן פשוט, השדה החשמלי התנודתי של האור גורם לאלקטרונים לזוז מה שיוצר שדה חשמלי תנודתי נוסף.
אם יש לנו 2 שדות חשמליים תנודתיים, זה בעצם 2 גליים תנודתיים - ואפשר לחבר אותם ביחד כמו שהראתי. התוצאה לחיבור שני הגלים היא גל אחד של שדה חשמלי תנודתי; וזה בדיוק הגל שזז דרך חומר.
ועוד נקודה חשובה - אותו גל, זז במהירות קטנה מהאור בריק.
זה מה שמסביר את "הגברת המהירות" שאור עושה לאחר שהוא יוצא מהחומר. זה נראה בהתחלה כאילו האור יוצר אנרגיה פתאום, מה שלא הגיוני.
ככה שההסבר הפשוט לשאלה שלך הוא שלפני שאור פוגע במים, הוא זז במהירות האור בריק. כשהוא עובר דרך המים, האור גורם לאלקטרונים לזוז מה שיוצר גל שני שמתחבר לגל האור. האור עדיין זז במהירות האור בריק.. אבל הגל מהאלקטרונים זז במהירות אחרת, והגל שנוצר משניהם זז באיטיות יותר מהאור אם האטומים לא היו שם. לאחר מכן, כשהאור עוזב את המים, אין אטומים בסביבה שיצרו שדות חשמליים ויתחברו לאור.. ולכן האור ממשיך בדרכו במהירות שלו.
~קישור 1~
https://images.app.goo.gl/q7s3czjewvw5hgmv6
~קישור 2~
https://images.app.goo.gl/zx5ecifzurpxke4x7
אתן בקישור גם טבלה שתעזור לדמיין (קישור 1).
ה"האטה" הזו, היא הסיבה לכך שחפצים נראים שבורים כשחלקם בתוך המים. זה בגלל שהשביל שהאור עובר דרכו, מתעקם כשהוא נכנס או יוצא מהמים.
אתאר קודם את מה שקורה; אז נדמיין שיש בריק - זכוכית עבה כלשהי (זה אומר שהאור יהיה במהירות של 2 שליש בזכוכית). האור מלייזר יוצא במהירות האור אל עבר הזכוכית, כשהוא פוגע בה הוא מאט ל2 שלישים ממהירות האור וישנה את הכיוון שלו, ברגע שהוא מגיע לצד השני של הזכוכית, הוא ישנה את הכיוון שלו בחזרה (לאיזה כיוון? במקביל לכיוון שהוא נכנס לזכוכית), ושוב יהיה במהירות האור.
יש הסברים נפוצים באינטרנט ללמה האור "מאט" בחומר, אבל הרבה מהם הם טעות, בעיקר כי הם מסתכלים על האור כחלקיק, כשפה הדרך הטובה כדי לתאר את מה שקורה זה אם מסתכלים עליו כגל.
יש הרבה תכונות לגל, והאחת החשובה היא אורך הגל.
הגל מתנדנד למעלה ולמטה עם הפרדה בין נקודות השיא (או ה"פסגות"), וזמן בין תנודות.
תכונה שנייה, נקראת סופרפוזיציה, שזו פשוט דרך מפוארת להגיד שאפשר לחבר את הגלים יחד.
לחבר ביניהם זה די קל, פשוט לוקחים את גובה 2 הגלים, ומחברים ביניהם.
אתן אולי תמונה שתעזור לדמיין (קישור 2).
אם שני הגלים מתואמים כך שהפסגות הם באותו המקום (אחד מעל השני), התוצאה היא גל אחד עם פסגות גבוהות יותר. אם שני הגלים מתואמים כך שהפסגה היא באותו המקום של עמק בגל השני (אחד מעל השני), הם מבטלים זה את זה. ואם לגל אחד יש אורך גל שונה מהגל השני, התוצאה תהיה צורה מוזרה של פסגות ועמקים.
זה נהיה קצת יותר מורכב כשגל אחד זז במהירות שונה מהגל השני. התוצאה זה גל אחר שזז במהירות שונה משניהם. אז אם נגיד יש לנו גל אחד שלא זז, וגל שני שזז, אז התוצאה תהיה גם גל שזז, אבל באיטיות יותר.
אוקיי, נחזור לנושא ורק נזכור שאור זה גל של שדה חשמלי. הוא מתנדנד עם תכונות של אורך גל ותדירות.
אורך הגל כמובן תלוי בצבע האור, כשאור כחול למשל הוא בערך 400 ננומטרים, ואור אדום הוא 700.
המספרים לא משנים ממש, חוץ מההבנה ש*אור משנה שדות חשמליים*.
נחזור לתיאור שנתתי עם הזכוכית בהתחלה; הזכוכית עשויה מאטומים, שמוקפים באלקטרונים. לאלקטרונים יש מטען חשמלי, והמטען הזה מרגיש כוח מהתנודות של שדה האור. בגלל שהוא מרגיש כוח, האלקטרון זז.. ומטענים חשמליים שזזים, בונים לעצמם גם שדה חשמלי.
ככה שבאופן פשוט, השדה החשמלי התנודתי של האור גורם לאלקטרונים לזוז מה שיוצר שדה חשמלי תנודתי נוסף.
אם יש לנו 2 שדות חשמליים תנודתיים, זה בעצם 2 גליים תנודתיים - ואפשר לחבר אותם ביחד כמו שהראתי. התוצאה לחיבור שני הגלים היא גל אחד של שדה חשמלי תנודתי; וזה בדיוק הגל שזז דרך חומר.
ועוד נקודה חשובה - אותו גל, זז במהירות קטנה מהאור בריק.
זה מה שמסביר את "הגברת המהירות" שאור עושה לאחר שהוא יוצא מהחומר. זה נראה בהתחלה כאילו האור יוצר אנרגיה פתאום, מה שלא הגיוני.
ככה שההסבר הפשוט לשאלה שלך הוא שלפני שאור פוגע במים, הוא זז במהירות האור בריק. כשהוא עובר דרך המים, האור גורם לאלקטרונים לזוז מה שיוצר גל שני שמתחבר לגל האור. האור עדיין זז במהירות האור בריק.. אבל הגל מהאלקטרונים זז במהירות אחרת, והגל שנוצר משניהם זז באיטיות יותר מהאור אם האטומים לא היו שם. לאחר מכן, כשהאור עוזב את המים, אין אטומים בסביבה שיצרו שדות חשמליים ויתחברו לאור.. ולכן האור ממשיך בדרכו במהירות שלו.
~קישור 1~
https://images.app.goo.gl/q7s3czjewvw5hgmv6
~קישור 2~
https://images.app.goo.gl/zx5ecifzurpxke4x7
אתה מתחייס לאור בתור גוף וזאת בעיה כי אור זה לא גוף, אין לו מסה. זה נכון שכדי להגביר מהירות של מסה צריך להפעיל עליו כוח אבל כמו שצריך יותר כוח כדי להזיז יותר מסה, כך צריך 0 כוח כדי להזיז 0 מסה.
יש עוד דוגמה שבה האור "שובר" את חוקי הפיזיקה - אם אתה על רכבת שנוסעת במהירות 50קמש והולך בתוך הרכבת בכיוון הנסיעה במהירות של 1קמש, המהירות שלך ביחס לקרקע היא 51קמש
עם אור זה לא עובד ככה - אם תלך במהירות 1קמש ותפעיל פנס שיוציא אור שזז במהירות של מהירות האור, תגיד שהוא זז במהירות האור + קמש ביחס לאדמה. אבל זה לא הגיוני כי אין מהירות יותר גבוהה במהירות האור. אז זהו - שגם אם תזוז במהירות 1קמש ותפעיל פנס, המהירות של האור תהיה גם מהירות האור ביחס אליך וגם ביחס לאדמה - אותה מהירות ביחס לשני גופים שרק אחד מהם זז. כך רואים שתורת היחסות לא פועלת על מהירות האור.
אגב אם איכשהו תרוץ במהירות האור ותפעיל פנס, אתה לא תהיה באותה מהירות של האור - הוא יהיה יותר מהיר ממך במהירות האור ואותו דבר ביחס למישהו שצופה מהצד בלי לזוז.
יש עוד דוגמה שבה האור "שובר" את חוקי הפיזיקה - אם אתה על רכבת שנוסעת במהירות 50קמש והולך בתוך הרכבת בכיוון הנסיעה במהירות של 1קמש, המהירות שלך ביחס לקרקע היא 51קמש
עם אור זה לא עובד ככה - אם תלך במהירות 1קמש ותפעיל פנס שיוציא אור שזז במהירות של מהירות האור, תגיד שהוא זז במהירות האור + קמש ביחס לאדמה. אבל זה לא הגיוני כי אין מהירות יותר גבוהה במהירות האור. אז זהו - שגם אם תזוז במהירות 1קמש ותפעיל פנס, המהירות של האור תהיה גם מהירות האור ביחס אליך וגם ביחס לאדמה - אותה מהירות ביחס לשני גופים שרק אחד מהם זז. כך רואים שתורת היחסות לא פועלת על מהירות האור.
אגב אם איכשהו תרוץ במהירות האור ותפעיל פנס, אתה לא תהיה באותה מהירות של האור - הוא יהיה יותר מהיר ממך במהירות האור ואותו דבר ביחס למישהו שצופה מהצד בלי לזוז.
כן.. האמת שההשערה שלך היא הסבר יחסית נפוץ באינטרנט לתופעה הזו, אבל ההסבר הזה שגוי (מהסיבה שהוא כלול בהנחה שהאור הוא חלקיק).
הבעיה היא שהאטומים לא זוכרים מאיפה הפוטונים (כלי קיבול של אור) באו.
ומה שאנחנו רואים, זה שהאור תמיד יוצא בקו מקביל מהכיוון שהוא נכנס אליו אל המים.
אם האור באמת היה מתנגש באטומים (והמרחק היה גדול יותר בגלל שהוא עובר מאטום לאטום), אז היינו רואים את האור יוצא מכיוונים רנדומלים ולא נשאר בקו מקביל אחיד כשהוא יוצא.
הבעיה היא שהאטומים לא זוכרים מאיפה הפוטונים (כלי קיבול של אור) באו.
ומה שאנחנו רואים, זה שהאור תמיד יוצא בקו מקביל מהכיוון שהוא נכנס אליו אל המים.
אם האור באמת היה מתנגש באטומים (והמרחק היה גדול יותר בגלל שהוא עובר מאטום לאטום), אז היינו רואים את האור יוצא מכיוונים רנדומלים ולא נשאר בקו מקביל אחיד כשהוא יוצא.
שואל השאלה:
תודה רבה:)
ההשערה שהיתה לי בקצרה זה שהאור לא משנה את מהירותו אלא רק עובר מרחק x ביותר זמן משום שהוא מתנגש ב"דברים"..
אבל...כנראה זה הרבה יותר מזהxd
תודה רבה:)
ההשערה שהיתה לי בקצרה זה שהאור לא משנה את מהירותו אלא רק עובר מרחק x ביותר זמן משום שהוא מתנגש ב"דברים"..
אבל...כנראה זה הרבה יותר מזהxd
באותו הנושא: