سوالی در مورد نور

[کارول]

با سلام طبق قوانین نیوتن شتاب برابر f/m=aاما سوال من این است سرعت نور در اجسام مختلف متفاوت است می خواستم بدانم با ورود نور از جسم به جسمی دیگر شتاب آن چقدر است در حالی که نور جرم ندارد

[rohamavation]

از دید موجی یا دزه ای ببین فیزیک نیوتنی میشه اگه بگم ذره هست . ولی از نظر نسبیت من اطلاع زیادی ندارم رشته من هوافضاست و با فیزیک کلاسیک سر کار داربم نه نسبیت و کوانتوم فکر کنم خیر شتاب نور ممکن است به عنوان تغییر در سرعت پس از انعکاس از یک سطح با اندازه گیری کل مسافت طی شده توسط نور و مسافت خالص طی شده توسط نور محاسبه بشه. میدونم طبق تعریف شتاب تغییر در سرعته. سرعت یک برداره بنابراین دارای یک مقدار(همچنین به عنوان سرعت) و یک جهته. برای نور مقدار تغییر نمی کنه شتاب نور را می توان به عنوان تغییر سرعت آن در ثانیه توصیفش کرد. اگرچه بزرگی سرعت فوتون ها سرعت در تمام طول رویداد c باقی میونه اما سرعت فوتون ها به دلیل تغییر جهت تغییر کرد لزوما فکر نکنم شتابی داشته باشن اما جهت ممکننه سرعت نور ثابته اما می تواند با تغییر جهت شتاب بگیره. نور همچنین می تواند مانند سایر اجسام شتاب دهنده انرژی به دست بیاره و از دست بده. این کار را با تغییر طول موج (تغییر قرمز/آبی) انجام میده ببین شاید این جواب نباشد اما مفهوم این است که نور جرم ندارد و سرعت ثابتی c در خلاء دارد اگر محیط را تغییر بدین می توانید کمتر از آن را مشاهده کنید اما نه بیشتر. اگر تعجب می‌کنید که شتاب چگونه بر فوتون تأثیر می‌گذاره شاید بتوان تغییر گرانشی (تغییر قرمز) را مشاهده کرد، در این حالت سرعت نمی‌تواند تغییر کنه اما فرکانس می‌تواند تغییر کند. یعنی هیچ تناقضی.طبق فیزیک کلاسیک که من میخونم شاید بشه ببین
هنگامی که نور از طریق محیطی مانند آب عبور می کنه سرعت آن به میزان قابل توجهی کاهش می یابه. اگر نور از آب خارج بشه و وارد هوا بشه در واقع با ورود به هوا سرعتش افزایش می یابه. من نمی دانم چگونه زمان مورد نیاز برای این تغییر سرعت بالا را محاسبه کنم، اما اگر فاصله زمانی قابل محاسبه یا اندازه گیری باششه می تونید یک شتاب را برای این شرایط محاسبه کنین اما یک فرمول هست من نفهمیدمش $v = \frac{at}{\sqrt{1 + (at/c)^2}}$در زمان طولانی هم $(at/c)^2 \gg 1$میشه$v \approx \frac{at}{\sqrt{(at/c)^2}} = c$ زمان نسبیتی هست و
برای اینکه میدان ها با زمان تغییر کنن مانند یک موج الکترومغناطیسی بارها نباید در حالت سکون باشن یا با سرعت ثابت حرکت کنن. یعنی باید در حال شتاب باشن. یک مثال خوب که منم نو فیزیک 2 مهندسی خوندم از شتاب باری که با سرعت v حرکت می کند که ناگهان به سرعت v1 تغییر می کند.تمام امواج الکترومغناطیسی ههم با سرعت نور c=3*108 متر بر ثانیه در فضای آزاد حرکت می کنن. فاصله زمانی ∆t = ∆r/c طول می کشه تا مسافتی ∆r را طی کنند. میدان الکتریکی نیز متناسب با شتاب باره. هر چه شتاب بزرگتر باشه میدان بزرگتره خوب از لحاظ منبع امواج الکترومغناطیس اینطور بگم
چگونه و چرا بارهای شتاب دهنده تابش الکترومغناطیسی ساطع می کنند؟حالت 1 ذره باردار در حالت سکونه. اطراف آن میدان الکتریکی دارد. مشکلی نیست خاصیتش همینه
مورد 2 ذره باردار شروع به حرکت کرد (شتاب می گیره). به ما گفته شد که شروع به تابش تابش EM می کند. چرا؟ چه اتفاقی براش افتاده؟ چه چیزی باعث شد این کار را انجام بده؟
سوال بعدی: فرض کنید یک ذره باردار در یک میدان الکتریکی یکنواخت قرار گرفته . به دلیل نیروی الکتریکی که تجربه می کنه شتاب می گیره. سپس کار انجام شده توسط میدان الکتریکی نباید برابر با تغییر انرژی جنبشی آن باشد، درست است؟ باید برابر با تغییر در انرژی K.E + باشه که به شکل امواج EM تابش کرده . اما پس چرا انرژی تشعشعی را هنگام حل مشکلات در نظر نمی گیریم؟
شارژهای متحرک چگونه تولید می شوند در اینجا، ذره باردار ابتدا ساکن بود برای مدت کوتاهی به طور یکنواخت شتاب گرفت و سپس شتابش متوقف شد.
ذره باردار شروع به حرکت کرد (شتاب می گیرد). به ما گفته شد که شروع به تابش تابش EM می کند.
اگر کسی یک پرتو الکترونی را در یک محفظه خلاء مشاهده کنه به سختی متوجه میشه که الکترون ها کند میشن (به جز تغییر سرعت و جهت گرانش زمین). از آنجایی که سرعت یک الکترون متحرک ثابت کاهش نمی یابه انرژی از دست نمیره بنابراین الکترون تابش نمیکنه. پس حق با منه که فقط ذرات تحت شتاب تشعشع می کنن.
میدونم که بارهای شتاب دهنده میدان الکتریکی متغیری را ایجاد می کنن و آن میدان های الکتریکی در حال تغییر میدان های مغناطیسی ایجاد می کنن. اکنون که میدان الکتریکی در حال تغییره میدان مغناطیسی ایجاد شده نیز تغییر می کنه که به نوبه خود میدان الکتریکی ایجاد می کند و این روند ادامه می یابد و موج در همه جهات منتشر میشه. به طور مشابه یک آهنربای شتاب‌دهنده میدان مغناطیسی متغیر ایجاد می‌کند و آن میدان مغناطیسی در حال تغییر میدان الکتریکی متغیری ایجاد می‌کند و به نوبه خود میدان مغناطیسی ایجاد می‌کند و این روند ادامه خواهد داشت. بنابراین آیا آهنرباهای متحرک واقعاً می تونن امواج الکترومغناطیسی ایجاد کنند؟آره. این اصل کار ژنراتورهای برق است که بر اساس قانون القاء فارادی است.

[u46300]

@کارول
سلام. قانون نیوتن تعریف شتاب نیست، بلکه شتاب رو به نیرو و جرم مربوط می‌کنه. تعریف شتاب یعنی تغییرات سرعت (نه تندی) تقسیم بر مدت زمان این تغییرات. حالا اگر بتوان زمان تغییرات سرعت حساب کرد، میشه شتاب رو مشخص کرد. مثلاً هنگام ورود به محیط جدید، عمق خاصی را فرض کنید و با توجه به تندی نور در آن محیط، زمان طی شدن آن عمق را مشخص کنید.
با این حال، نمی‌دونم محاسبه شتاب نور فایده‌ای داشته باشه یا نه! بسامد یا انرژی امواج مهم‌تر از بررسی کمیت‌های مکانیکیه.