Eine Eine
2211
BLOG

Pląsawica Sydenhama wokół światła

Eine Eine Kultura Obserwuj notkę 352

 

 
Wikipedia tak definiuje Pląsawicę Sydenhama:
 
“Początek choroby jest nagły. Występują ruchy pląsawicze, zaburzenia emocjonalne, natręctwa, przymus aktywności ruchowej i nadpobudliwość. Ruchy pląsawicze pojawiają się stosunkowo później niż reszta objawów. Choroba ustępuje samoistnie w ciągu kilku miesięcy, aczkolwiek może nawracać.”
 
Dokładnie takie objawy wykazuje grupa salonowych budowniczych “nowej fizyki” wokół pytania: “ czym jest światło”.
Ostatnio dołączył do nich bloger –znany fizyk , który ma zawsze ubaw “po pachy” gdy uda mu się wzbudzić wśród tej grupy wysoką gorączkę “tfurczości” w dziedzinie obalania znienawidzonej “instytucjonalnej fizyki”.
 
To pobudzenie, podniecenie i pląsawicę zdań u nich, wywołuje on za pomocą komunikatów w rodzaju:
  • Z tym Einsteinem ,to nie jest tak

 

  • Nie powiedziałem, że "wierzę Maxwellowi"

 

  • Nie można z pewnością stwierdzić, że światło jest promieniowaniem elektromagnetycznym. Otóż tak się współcześnie światła nie widzi.

 

Jemu zależy na poczytności bloga, a im się wydaje, że on od nich oczekuje “tfurczości” ,więc idą w zaparte i sikają bredami w rodzaju:
  • wszystkie barwy światła mają jedną i tę samą częstotliwość

 

  • światło, to nie fale elektromagnetyczne

 

  • wzór na energię kwantu promieniowania   E = h*f    jest błędny

 

  • wiem, że nauka widzi w świetle szybkość rzędu 300 000 km/s. Ale myli się, albo też chce tak uważać i tak głosi. ...Światło jest nieruchome

 

  • Światło - krokowo-postępowy ruch elektrino wzdłuż elektroujemnego centrum, którym jest
                       promień będący częścią pulsującego pola eletrostatycznego.
 
Tymczasem w nauce doświadczalnej i ścisłej formalnie[maksymalnie zmatematyzowanej] jaką jest fizyka, cokolwiek się uznaje za błędne, lub cokolwiek się głosi nowego twierdząco, to trzeba przestrzegać procedury [metodologii] postępowania:
  • trzeba znać stan badań dotychczasowych

 

  • przeprowadzić dowód teoretyczny i doświadczalny błędności dotychczasowych praw i twierdzeń

 

  • formułując nowe prawa fizyki trzeba wskazać sposób weryfikacji doświadczalnej ich prawdziwości, oraz zbadać ich relacje formalne z istniejącym modelem teoretycznym [ teorią]

 

  • głosząc nowe hipotezy, należy wskazać jakie z nich wynikają wnioski, co do odkrycia nowych, nieznanych dotychczas- faktów doświadczalnych.

 

Z dotychczasowych seansów pokazowych Pląsawicy Sydenhama wokół problemu natury światła, wynika dla mnie niezbicie ,że znajomość stanu wiedzy doświadczalnej i teoretycznej z zakresu tematu u dotkniętych tą pląsawicą, jest znikoma, lub po prostu żadna, a dodatkowo- ta znikoma wiedza, jest skażona “wpuszczeniem ich w maliny”, przez blogera-fizyka, który dla dobrego żartu –prawdopodobnie- dwie dowolne kończyny dałby sobie uciąć.
Taki już on jest : zażarty na żarty.
 
Wobec tego w telegraficznym skrócie uczynię coś ,czego większość “tfurców nowej fizyki” potwornie nie znosi ,niby diabeł święconej wody.
 
Przedstawię, w historycznym opisie, co fizyka wie o naturze światła w świetle teorii i eksperymentu.
 
                                               A. Fale czy cząstki?
 
Pierwszym, który sformułował zwartą teorię falowej natury światła był fizyk holenderski Ch.Huygens [ komunikat w paryskiej Akademii Nauk-1678] .Światło –według Huygensa – to fale rozchodzące się w eterze. Są to podłużne, sprężyste odkształcenia ,niewidzialnego ośrodka, który wypełnia cały wszechświat [1].Niestety znane mu zjawisko polaryzacji światła przy podwójnym załamaniu, Huygens w ramach swej teorii nie mógł wyjaśnić.
 
W 1704 roku Newton rozwija własną teorię natury światła, tzw. emisyjną teorię, według której światło to rój “maleńkich ciałek” o różnych rozmiarach[dla różnych barw],obdarzonych masą, pędem i ruchem wirowym wokół osi [2].
Newton jednak miał kłopoty z wyjaśnieniem w ramach swej teorii zjawiska odkrytego przez siebie [pierścienie Newtona], a także tajemniczego zjawiska optycznego kryształów górskich odkrytego przez mnicha Grimaldiego jeszcze w wieku XVII.
 
Pod koniec XVIII wieku T.Young wskrzesza teorię falową światła Huygensa i wprowadza pojęcie interferencji, oraz dyfrakcji fal świetlnych .Koniec wieku XVIII i cały wiek XIX, to wielki triumf falowej optyki francuskiej.
A.Fresnel , E.Malus ,D.Arago, Fizeau, Foucault – w dziesiątkach pomysłowych i żmudnych zarazem eksperymentów, ostatecznie ugruntowują falową teorię natury światła , wykazując poprzeczną strukturę tych fal i zachowanie się fal świetlnych przy przejściu przez różne ośrodki.
 
                                               B. Elektromagnetyczna natura światła.
 
M.Faraday był pierwszym , który podejrzewał , że światło musi mieć związek z elektrycznością i magnetyzmem. Ten geniusz fizyki eksperymentalnej pokazał doświadczalnie [1845] wpływ obecności magnesu na bieg światła spolaryzowanego .
Zjawisko magnetooptyczne [3] polega na obrocie o pewien kąt płaszczyzny polaryzacji światła spolaryzowanego liniowo w czasie przechodzenia przez ośrodek aktywny optycznie, w obecności pola magnetycznego.
 
Przysłowiową kropkę nad “i” postawił inny geniusz [ale raczej fizyki matematycznej] James C. Maxwell, który z równań [sformułowanych przez siebie na podstawie prac doświadczalnych Faradaya, Ampera i Biota-Savarta] wywnioskował istnienie w przyrodzie fal elektromagnetycznych, a z rachunków otrzymał, że ich prędkość w próżni, jest taka sama, jak prędkość światła [4].
 
Maxwella wzór ,pozwalający obliczyć prędkość światła w próżni:
c = [mi(o)*epsylon(0)]-1/2gdzie

 

mi(0) – przenikalność magnetyczna próżni
epsylon(0) – przenikalnośc dielektryczna próżni
pokazuje wyraźnie związek światła z elektrycznością i magnetyzmem.
 
Jeszcze klarowniej widać to w słynnym mekswelowskim związku pomiędzy amplitudami wektorów E i B w fali elektromagnetycznej:
 
E(m)/B(m) = c
 
Tym samym pod koniec XIX wieku ,optyka stała się rozdziałem elektrodynamiki. Światło – podobnie jak fale elektromagnetyczne było falami poprzecznymi, i miało taką samą prędkość ,jak fale elektromagnetyczne.
 
Dziesiątki eksperymentów Kerra, Verdeta, Cottona, Moutona, Wienera,Zeemana (zob.[5]) pozwoliły wyznaczyć strukturę promienia świetlnego, jako układu związanych, dynamicznych pól elektrycznych [ E ] i magnetycznych [B ], i pod dziś dzień przez wektor świetlny rozumiemy wektor E pola elektrycznego[ na niego właśnie reaguje siatkówka naszego oka, a nie na wektor B].
 
Kto temu zaprzecza ,lub to poddaje wątpliwość ,proszony jest o dowód eksperymentalny ,że jest inaczej.
 
Fizyka to nie SF ,ani nie wyznania ciotki Matyldy. Kto jest natomiast intelektualnie uczciwy ,to zamiast pseudo-dyskusji nad naturą światła zajrzy do jakiegokolwiek podręcznika optoelektroniki: zobaczy tam jak elektromagnetyczna natura światła decyduje o kształcie współczesnej technologii i cywilizacji.
 
                                                       C.Kwantowa natura światła
 
Powrót do emisyjnej teorii światła Newtona nastąpił w termodynamice światła. M.Planck i A.Einstein [1900-1905), aby się uporać z pewnym faktem doświadczalnym o sensacyjnej nazwie tzw. ”katastrofa w dalekim fiolecie” przyjęli roboczą hipotezę ,że promieniowanie widzialne, to swoisty gaz elementarnych paczek energii ,które zostały nazwane fotonami[lub kwantami] o wartości wyznaczonej wzorem
 
E = h*f
 
Gdzie h-stała fizyczna zwana stałą Plancka, f-częstotliwość promieniowania.
 
Niemożliwość wyjaśnienia w ramach falowej teorii światła zjawisk:
  • fotoelektrycznego, odkrytego przez Hertza(1889) i Lenarda (1902)

 

  • rozpraszania promieniowania na elektronach odkrytego przez Comptona (1917-1920)

 

  • rozpraszania kombinacyjnego odkrytego przez Ch.Ramana w(1928)

 

  • wymuszonej emisji promieniowania przewidzianego przez A.Einsteina (1922), i technicznie uzyskanego przez H.Maimana (1960)

 

przy jednoczesnym przedstawienie fotonowych [kwantowych] modeli tych zjawisk , przyczyniły się do rozwoju teorii kwantowej natury światła.
 
Co wcale nie znaczy ,że światło przestało być rozumiane, jako fala elektromagnetyczna.
 
Owa dualność natury światła stała się rysem fundamentalnym tego fenomenu ,potęgując tym samym jego tajemniczość i zagadkowość.
 
                                                        D. Światło w QED
 
Kwantowa teoria pola elektromagnetycznego tę dualność natury światła, osadziła na czymś jeszcze bardziej tajemniczym, a mianowicie na pojęciu “wektora stanu”, lub funkcji falowej “psi” i jej statystycznej interpretacji sensu fizycznego.
 
Światło nie obserwowane i nie mierzone ,czyli nie oddziaływujące z substancją zbudowaną z cząstek elementarnych, jest dynamicznym i ciągłym obiektem sprzężonych pól elektrycznych i magnetycznych.
 
Akty emisji i absorpcja światła mają charakter kwantowy, a ich prawdopodobieństwo [czyli pojawienie się lub zniknięcie kwantu] jest określone przez kwadrat amplitudy funkcji falowej “psi”.
 
Obserwacja i mierzenie światła, to w osnowie swej akty emisji lub absorpcji fotonów.
 
Prawdopodobieństwo, przypadające na jednostkowy przedział czasu, że w nieskończenie małej objętości wokół danego punktu w fali świetlnej zostanie wykryty foton ,jest proporcjonalne do kwadratu amplitudy wektora pola elektrycznego tej fali w danym punkcie.
 
Światła jest więc nie tylko falą elektromagnetyczną ,ale także falą prawdopodobieństwa [6].
 
Można więc spokojnie powiedzieć, że w poniedziałki, wtorki i środy wykładamy studentom, iż światło to fale elektromagnetyczne.
A w czwartki, piątki i soboty ,że światło, to fale prawdopodobieństwa.
 
Natomiast w niedzielę popołudniu ,udajemy się do ciotki Matyldy na herbatkę ,i podczas uroczej gaduły, usłyszymy zapewne mantrę: “słuchajcie, głupota fizyków jest nieuleczalna, gdyż...
 
 
 
 

  

 

Literatura
[1] Ch.Huygens, Traité de la lumiere,Paris,1691
[2] I.Newton,Opticks,London,1704
[3] M. Faraday, Philos. Mag., 294,28 (1846).
[4] M.Laue,Historia fizyki,PWN,Warszawa,1960,s.
[5]Sz.Szczeniowski, Fizyka doświadczalna, Optyka, część IV,PWN,Warszawa,1983
[6]R.Feynman,R.Leighton,M.Sands, Feynmana wykłady z fizyki,
Tom 3,PWN,Warszawa,1992
Eine
O mnie Eine

No modern scientist comes close to Einstein's moral as well as scientific stature (John Horgan)

Nowości od blogera

Komentarze

Inne tematy w dziale Kultura