Сообщение Re[66]: сверхсветовое движение (двигатель Алькубьерре) (НАСА от 20.02.2021 6:20
Изменено 21.02.2021 2:53 Sinclair
Re[66]: сверхсветовое движение (двигатель Алькубьерре) (НАСА
Здравствуйте, vdimas, Вы писали:
V>Во-первых, это был мой пример.
V>Во-вторых, ничего непревного в нём нет, огибающую градиента можно представить всевозможнейшими комбинациями фотонов произвольных частот на приёмной стороне.
И тем не менее, градиент есть, а фотонов — нет.
V>>>Ты услышишь F2 в приёмнике АМ.
S>>Ну, то есть для этого нужно нелинейное преобразование.
V>А оно нам дано условием задачи, т.к. фотоны — это не плоские и бесконечные волны.
Нет, не дано.
V>Это кванты энергии, с какой-то совсем маленькой (или нулевой, как вводится ограничение в КМ) длительностью.
V>Я так думаю, что ты еще в цифрах не ориентируешься.
V>Например, обычная радиолюбительская антенна излучает в единицах ватт целевого сигнала, а обмен фотонами теплового диапазона этой антенны составляет киловатты.
Очень хорошо. Вот у нас стоит такая антенна в Новосибирске. Вторая — приёмная, стоит в Севастополе.
Удастся ли нам на антенне в Севастополе поймать тепловые фотоны из Новосибирска?
А если мы будем поливать антенну в Новосибирске жидким азотом — она по-прежнему будет излучать киловатты в тепловом диапазоне?
Ну, и вопрос на закуску: вот взяли мы, допустим, передатчик kenwood. https://kenwood-radio.ru/upload/iblock/195/19570f036fcfa4a9064f48e94278236d.pdf
У него паспортная выходная мощность — 200 ватт. Пиковая потребляемая мощность — примерно 500 Вт. Откуда берутся киловатты на тепловое излучение?
S>>А колебательный контур, настроенный на частоту f2, не поймает ничего.
V>На моём рисунке антенна как раз будем ловить "огибающую" процесса, а не штучные фотоны.
Эмм. В вашем рисунке спектр сформированного сигнала будет как раз состоять в основном из f2. Никаких фотонов с частотами f1, сильно отличающимися от f2, в нём просто не будет — и это легко проверить, хоть при помощи спектрометра, хоть квантовой принимающей системой. Независимо от того, как вы устроите антенну, которая должна "ловить огибающую".
V>Скорее всего, ты никогда ранее не прикидывал, что даже с учётом теплового/вращательного "размазывания" спектра газа, т.е. когда речь идёт не о частоте, а о некоей дельте частот излучения/поглощения, относительная эта дельта ничтожна — избирательность получается в любом случае лучше, чем точность несущей любой вещательной радиостанции.
Для разрежённого газа — да, у нас очень мало линий в спектре, т.к. есть всего несколько уровней, между которыми разрешены переходы.
А в кристалле плотность уровней совершенно безумная.
V>Т.е. условно можно рассуждать именно про математическую "линию" на спектре излучения/поглощения (в сравнении с сабжем подветки — радиопередачей).
Вы понимаете, о каком расстоянии между этими линиями идёт речь для того же кристалла меди? Мы говорим о длине волн в 10-8м, а расстояния между "соседними" линиями — не более 1015м.
На самом деле меньше, т.к. расстояния между уровнями неравномерны.
Ну, вот простой пример: допустим, у нас есть следующие уровни энергии (в попугаях): 10,20,31,43,56,70,85,101,118,136,155,175. Минимальное расстояние между уровнями — 10.
Каковы будут расстояния между соседними линиями в спектре?
Вот как устроен спектр такой системы:
10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20, 21,23,25,27, 29, 31,33,35,36, 37,39, 42, 45, 46, 48, 50, 51, 54, 57, 58, 60, 62, 65, 66, 70, 74, 75, 80, 81, 85, 87, 90, 91, 93, 98, 99, 105, 108, 112, 108, 116, 119, 124, 126, 132, 135, 144, 145, 155, 165
Смотрите, как плотно расположены спектральные линии в нижней части спектра. Из N уровней у нас получилось N(N-1) линий, и они расположены очень плотно.
Когда у нас 1020 уровней, то мы будем иметь 1040 линий, из которых самая низкочастотная соответствует нашей минимальной dE, а самая высокочастотная соответствует ширине всей энергетической зоны.
Даже если в часть линий попадает не 1, а несколько переходов (как в вымышленном примере выше), всё равно у нас получается очень плотная сетка.
Порядок величин — мы говорим об относительном расстоянии между соседними частотами примерно в 10-30.
То есть для того, чтобы допплеровское смещение сместило линию номер N прямо на линию номер N+1, нам достаточно скорости v равной 10-30*c, или ~3*10810-30 = 3*10-22 метров в секунду.
Даже если мы пренебрежём разбросом расстояний между уровнями — пусть все уровни отстоят друг от друга ровно на одну и ту же dE, и все переходы работают только на частотах кратных dE, мы получим предельную скорость теплового движения, при котором линии останутся различимыми, примерно в 10-12 метров в секунду.
Как думаете, достигают ли атомы в радиоантеннах такой скорости?
V>В целом оно говорит о том, что ты вообще плохо представляешь себе связь волн Максвелла, разложения Фурье и фотонов-квантов.
V>Но не сумма волн, а сумма "всплесков".
Сумма волн. У нас нет фотон-фотонного взаимодействия.
V>В случае оптики, напротив, нас не интересует фаза, интересует только средняя энергия фотонов в единицу времени.
V>Т.е. "всплески" складываются по модулю, а это уже нелнейное преобразование.
Ох-хох-хоо.
V>Например, в случае радиопередачи, если мы принимаем нефазированный сколь угодно мощный шум из фотонов одной и той же частоты/энергии, то на выходе антенны после естественного усреднения будет полный zero (шум на многие порядки меньших энергий).
Хм. А как мы тогда засекаем излучение межзвёздного водорода?
V>Предлагал с той целью, чтобы ты обратил внимание на отличия:
V>1. Газу нужны единичные фотоны, а составляют ли они когерентную волну или нет — ему фиолетово.
V>2. Антенне нужна огибающая волны, а составляют ли её фотоны одной частоты или разных — фиолетово.
V>Но с антенны не снимаем единичные фотоны, мы снимаем с неё ЭДС.
Отож. А откуда берётся ЭДС? В моей картине мира всё очевидно: электроны проводимости поглощают радиофотоны, получая некоторое ускорение.
V>Они симметричны, только когда имеют оптическую природу.
Они всегда симметричны. Так устроены уравнения в физике. Вы не можете сделать излучатель, который ничего не поглощает, и поглотитель, который ничего не излучает.
V>Как это происходит в такой большой макросистеме, как антенна:
V>- в антенне наводится переменная ЭДС;
V>- переменная ЭДС создаёт переменное магнитное поле;
V>- заряды в переменном магнитном поле получают ускорение — излучают.
Совершенно верно. И излучение у нас происходит ровно на той частоте, с которой у нас осциллируют заряды — ведь у нас ЭДС переменная, поэтому они движутся то туда, то сюда.
V>Таким образом, приложенное внешнее переменное напряжение в итоге модулирует внутренний тепловой шум.
То есть вы хотите сказать, что "тепловой шум" то усиливается, то ослабевает — и вот частота этих "биений" и есть радиочастота?
И если мы обернём антенну материалом, который прозрачен в радиодиапазоне, но непрозрачен в инфракрасном, то никакой сигнал никуда не уйдёт?
V>Практически.
V>Произвольному движению электронов в кристалле мешает мгновенно создаваемый локальный зарядовый разбаланс.
V>В общем, это слишком сложный процесс, описываемый теоретически бесконечными формулами, поэтому и рассуждают о квазиэлектронах и прочих квазицастицах — численных артефактах, обобщающих происходящее.
И тем не менее, у нас есть квантовая модель, которая вполне удовлетворительно описывает все явления, наблюдаемые в проводниках, полупроводниках, и диэлектриках.
V>Во-первых, это был мой пример.
V>Во-вторых, ничего непревного в нём нет, огибающую градиента можно представить всевозможнейшими комбинациями фотонов произвольных частот на приёмной стороне.
И тем не менее, градиент есть, а фотонов — нет.
V>>>Ты услышишь F2 в приёмнике АМ.
S>>Ну, то есть для этого нужно нелинейное преобразование.
V>А оно нам дано условием задачи, т.к. фотоны — это не плоские и бесконечные волны.
Нет, не дано.
V>Это кванты энергии, с какой-то совсем маленькой (или нулевой, как вводится ограничение в КМ) длительностью.
V>Я так думаю, что ты еще в цифрах не ориентируешься.
V>Например, обычная радиолюбительская антенна излучает в единицах ватт целевого сигнала, а обмен фотонами теплового диапазона этой антенны составляет киловатты.
Очень хорошо. Вот у нас стоит такая антенна в Новосибирске. Вторая — приёмная, стоит в Севастополе.
Удастся ли нам на антенне в Севастополе поймать тепловые фотоны из Новосибирска?
А если мы будем поливать антенну в Новосибирске жидким азотом — она по-прежнему будет излучать киловатты в тепловом диапазоне?
Ну, и вопрос на закуску: вот взяли мы, допустим, передатчик kenwood. https://kenwood-radio.ru/upload/iblock/195/19570f036fcfa4a9064f48e94278236d.pdf
У него паспортная выходная мощность — 200 ватт. Пиковая потребляемая мощность — примерно 500 Вт. Откуда берутся киловатты на тепловое излучение?
S>>А колебательный контур, настроенный на частоту f2, не поймает ничего.
V>На моём рисунке антенна как раз будем ловить "огибающую" процесса, а не штучные фотоны.
Эмм. В вашем рисунке спектр сформированного сигнала будет как раз состоять в основном из f2. Никаких фотонов с частотами f1, сильно отличающимися от f2, в нём просто не будет — и это легко проверить, хоть при помощи спектрометра, хоть квантовой принимающей системой. Независимо от того, как вы устроите антенну, которая должна "ловить огибающую".
V>Скорее всего, ты никогда ранее не прикидывал, что даже с учётом теплового/вращательного "размазывания" спектра газа, т.е. когда речь идёт не о частоте, а о некоей дельте частот излучения/поглощения, относительная эта дельта ничтожна — избирательность получается в любом случае лучше, чем точность несущей любой вещательной радиостанции.
Для разрежённого газа — да, у нас очень мало линий в спектре, т.к. есть всего несколько уровней, между которыми разрешены переходы.
А в кристалле плотность уровней совершенно безумная.
V>Т.е. условно можно рассуждать именно про математическую "линию" на спектре излучения/поглощения (в сравнении с сабжем подветки — радиопередачей).
Вы понимаете, о каком расстоянии между этими линиями идёт речь для того же кристалла меди? Мы говорим о длине волн в 10-8м, а расстояния между "соседними" линиями — не более 1015м.
На самом деле меньше, т.к. расстояния между уровнями неравномерны.
Ну, вот простой пример: допустим, у нас есть следующие уровни энергии (в попугаях): 10,20,31,43,56,70,85,101,118,136,155,175. Минимальное расстояние между уровнями — 10.
Каковы будут расстояния между соседними линиями в спектре?
Вот как устроен спектр такой системы:
10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20, 21,23,25,27, 29, 31,33,35,36, 37,39, 42, 45, 46, 48, 50, 51, 54, 57, 58, 60, 62, 65, 66, 70, 74, 75, 80, 81, 85, 87, 90, 91, 93, 98, 99, 105, 108, 112, 108, 116, 119, 124, 126, 132, 135, 144, 145, 155, 165
Смотрите, как плотно расположены спектральные линии в нижней части спектра. Из N уровней у нас получилось N(N-1) линий, и они расположены очень плотно.
Когда у нас 1020 уровней, то мы будем иметь 1040 линий, из которых самая низкочастотная соответствует нашей минимальной dE, а самая высокочастотная соответствует ширине всей энергетической зоны.
Даже если в часть линий попадает не 1, а несколько переходов (как в вымышленном примере выше), всё равно у нас получается очень плотная сетка.
Порядок величин — мы говорим об относительном расстоянии между соседними частотами примерно в 10-30.
То есть для того, чтобы допплеровское смещение сместило линию номер N прямо на линию номер N+1, нам достаточно скорости v равной 10-30*c, или ~3*10810-30 = 3*10-22 метров в секунду.
Даже если мы пренебрежём разбросом расстояний между уровнями — пусть все уровни отстоят друг от друга ровно на одну и ту же dE, и все переходы работают только на частотах кратных dE, мы получим предельную скорость теплового движения, при котором линии останутся различимыми, примерно в 10-12 метров в секунду.
Как думаете, достигают ли атомы в радиоантеннах такой скорости?
V>В целом оно говорит о том, что ты вообще плохо представляешь себе связь волн Максвелла, разложения Фурье и фотонов-квантов.
V>Но не сумма волн, а сумма "всплесков".
Сумма волн. У нас нет фотон-фотонного взаимодействия.
V>В случае оптики, напротив, нас не интересует фаза, интересует только средняя энергия фотонов в единицу времени.
V>Т.е. "всплески" складываются по модулю, а это уже нелнейное преобразование.
Ох-хох-хоо.
V>Например, в случае радиопередачи, если мы принимаем нефазированный сколь угодно мощный шум из фотонов одной и той же частоты/энергии, то на выходе антенны после естественного усреднения будет полный zero (шум на многие порядки меньших энергий).
Хм. А как мы тогда засекаем излучение межзвёздного водорода?
V>Предлагал с той целью, чтобы ты обратил внимание на отличия:
V>1. Газу нужны единичные фотоны, а составляют ли они когерентную волну или нет — ему фиолетово.
V>2. Антенне нужна огибающая волны, а составляют ли её фотоны одной частоты или разных — фиолетово.
V>Но с антенны не снимаем единичные фотоны, мы снимаем с неё ЭДС.
Отож. А откуда берётся ЭДС? В моей картине мира всё очевидно: электроны проводимости поглощают радиофотоны, получая некоторое ускорение.
V>Они симметричны, только когда имеют оптическую природу.
Они всегда симметричны. Так устроены уравнения в физике. Вы не можете сделать излучатель, который ничего не поглощает, и поглотитель, который ничего не излучает.
V>Как это происходит в такой большой макросистеме, как антенна:
V>- в антенне наводится переменная ЭДС;
V>- переменная ЭДС создаёт переменное магнитное поле;
V>- заряды в переменном магнитном поле получают ускорение — излучают.
Совершенно верно. И излучение у нас происходит ровно на той частоте, с которой у нас осциллируют заряды — ведь у нас ЭДС переменная, поэтому они движутся то туда, то сюда.
V>Таким образом, приложенное внешнее переменное напряжение в итоге модулирует внутренний тепловой шум.
То есть вы хотите сказать, что "тепловой шум" то усиливается, то ослабевает — и вот частота этих "биений" и есть радиочастота?
И если мы обернём антенну материалом, который прозрачен в радиодиапазоне, но непрозрачен в инфракрасном, то никакой сигнал никуда не уйдёт?
V>Практически.
V>Произвольному движению электронов в кристалле мешает мгновенно создаваемый локальный зарядовый разбаланс.
V>В общем, это слишком сложный процесс, описываемый теоретически бесконечными формулами, поэтому и рассуждают о квазиэлектронах и прочих квазицастицах — численных артефактах, обобщающих происходящее.
И тем не менее, у нас есть квантовая модель, которая вполне удовлетворительно описывает все явления, наблюдаемые в проводниках, полупроводниках, и диэлектриках.
Re[66]: сверхсветовое движение (двигатель Алькубьерре) (НАСА
Здравствуйте, vdimas, Вы писали:
V>Во-первых, это был мой пример.
V>Во-вторых, ничего непревного в нём нет, огибающую градиента можно представить всевозможнейшими комбинациями фотонов произвольных частот на приёмной стороне.
И тем не менее, градиент есть, а фотонов — нет.
V>>>Ты услышишь F2 в приёмнике АМ.
S>>Ну, то есть для этого нужно нелинейное преобразование.
V>А оно нам дано условием задачи, т.к. фотоны — это не плоские и бесконечные волны.
Нет, не дано.
V>Это кванты энергии, с какой-то совсем маленькой (или нулевой, как вводится ограничение в КМ) длительностью.
V>Я так думаю, что ты еще в цифрах не ориентируешься.
V>Например, обычная радиолюбительская антенна излучает в единицах ватт целевого сигнала, а обмен фотонами теплового диапазона этой антенны составляет киловатты.
Очень хорошо. Вот у нас стоит такая антенна в Новосибирске. Вторая — приёмная, стоит в Севастополе.
Удастся ли нам на антенне в Севастополе поймать тепловые фотоны из Новосибирска?
А если мы будем поливать антенну в Новосибирске жидким азотом — она по-прежнему будет излучать киловатты в тепловом диапазоне?
Ну, и вопрос на закуску: вот взяли мы, допустим, передатчик kenwood. https://kenwood-radio.ru/upload/iblock/195/19570f036fcfa4a9064f48e94278236d.pdf
У него паспортная выходная мощность — 200 ватт. Пиковая потребляемая мощность — примерно 500 Вт. Откуда берутся киловатты на тепловое излучение?
S>>А колебательный контур, настроенный на частоту f2, не поймает ничего.
V>На моём рисунке антенна как раз будем ловить "огибающую" процесса, а не штучные фотоны.
Эмм. В вашем рисунке спектр сформированного сигнала будет как раз состоять в основном из f2. Никаких фотонов с частотами f1, сильно отличающимися от f2, в нём просто не будет — и это легко проверить, хоть при помощи спектрометра, хоть квантовой принимающей системой. Независимо от того, как вы устроите антенну, которая должна "ловить огибающую".
V>Скорее всего, ты никогда ранее не прикидывал, что даже с учётом теплового/вращательного "размазывания" спектра газа, т.е. когда речь идёт не о частоте, а о некоей дельте частот излучения/поглощения, относительная эта дельта ничтожна — избирательность получается в любом случае лучше, чем точность несущей любой вещательной радиостанции.
Для разрежённого газа — да, у нас очень мало линий в спектре, т.к. есть всего несколько уровней, между которыми разрешены переходы.
А в кристалле плотность уровней совершенно безумная.
V>Т.е. условно можно рассуждать именно про математическую "линию" на спектре излучения/поглощения (в сравнении с сабжем подветки — радиопередачей).
Вы понимаете, о каком расстоянии между этими линиями идёт речь для того же кристалла меди? Мы говорим о длине волн в 10-8м, а расстояния между "соседними" линиями — не более 1015м.
На самом деле меньше, т.к. расстояния между уровнями неравномерны.
Ну, вот простой пример: допустим, у нас есть следующие уровни энергии (в попугаях): 10,20,31,43,56,70,85,101,118,136,155,175. Минимальное расстояние между уровнями — 10.
Каковы будут расстояния между соседними линиями в спектре?
Вот как устроен спектр такой системы:
10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20, 21,23,25,27, 29, 31,33,35,36, 37,39, 42, 45, 46, 48, 50, 51, 54, 57, 58, 60, 62, 65, 66, 70, 74, 75, 80, 81, 85, 87, 90, 91, 93, 98, 99, 105, 108, 112, 108, 116, 119, 124, 126, 132, 135, 144, 145, 155, 165
Смотрите, как плотно расположены спектральные линии в нижней части спектра. Из N уровней у нас получилось N(N-1) линий, и они расположены очень плотно.
Когда у нас 1020 уровней, то мы будем иметь 1040 линий, из которых самая низкочастотная соответствует нашей минимальной dE, а самая высокочастотная соответствует ширине всей энергетической зоны.
Даже если в часть линий попадает не 1, а несколько переходов (как в вымышленном примере выше), всё равно у нас получается очень плотная сетка.
Порядок величин — мы говорим об относительном расстоянии между соседними частотами примерно в 10-30.
То есть для того, чтобы допплеровское смещение сместило линию номер N прямо на линию номер N+1, нам достаточно скорости v равной 10-30*c, или ~3*10810-30 = 3*10-22 метров в секунду.
Даже если мы пренебрежём разбросом расстояний между уровнями — пусть все уровни отстоят друг от друга ровно на одну и ту же dE, и все переходы работают только на частотах кратных dE, мы получим предельную скорость теплового движения, при котором линии останутся различимыми, примерно в 10-12 метров в секунду.
Как думаете, достигают ли атомы в радиоантеннах такой скорости?
V>В целом оно говорит о том, что ты вообще плохо представляешь себе связь волн Максвелла, разложения Фурье и фотонов-квантов.
V>Но не сумма волн, а сумма "всплесков".
Сумма волн. У нас нет фотон-фотонного взаимодействия.
V>В случае оптики, напротив, нас не интересует фаза, интересует только средняя энергия фотонов в единицу времени.
V>Т.е. "всплески" складываются по модулю, а это уже нелнейное преобразование.
Ох-хох-хоо.
V>Например, в случае радиопередачи, если мы принимаем нефазированный сколь угодно мощный шум из фотонов одной и той же частоты/энергии, то на выходе антенны после естественного усреднения будет полный zero (шум на многие порядки меньших энергий).
Хм. А как мы тогда засекаем излучение межзвёздного водорода?
V>Предлагал с той целью, чтобы ты обратил внимание на отличия:
V>1. Газу нужны единичные фотоны, а составляют ли они когерентную волну или нет — ему фиолетово.
V>2. Антенне нужна огибающая волны, а составляют ли её фотоны одной частоты или разных — фиолетово.
V>Но с антенны не снимаем единичные фотоны, мы снимаем с неё ЭДС.
Отож. А откуда берётся ЭДС? В моей картине мира всё очевидно: электроны проводимости поглощают радиофотоны, получая некоторое ускорение.
V>Они симметричны, только когда имеют оптическую природу.
Они всегда симметричны. Так устроены уравнения в физике. Вы не можете сделать излучатель, который ничего не поглощает, и поглотитель, который ничего не излучает.
V>Как это происходит в такой большой макросистеме, как антенна:
V>- в антенне наводится переменная ЭДС;
V>- переменная ЭДС создаёт переменное магнитное поле;
V>- заряды в переменном магнитном поле получают ускорение — излучают.
Совершенно верно. И излучение у нас происходит ровно на той частоте, с которой у нас осциллируют заряды — ведь у нас ЭДС переменная, поэтому они движутся то туда, то сюда.
V>Таким образом, приложенное внешнее переменное напряжение в итоге модулирует внутренний тепловой шум.
То есть вы хотите сказать, что "тепловой шум" то усиливается, то ослабевает — и вот частота этих "биений" и есть радиочастота?
И если мы обернём антенну материалом, который прозрачен в радиодиапазоне, но непрозрачен в инфракрасном, то никакой сигнал никуда не уйдёт?
V>Практически.
V>Произвольному движению электронов в кристалле мешает мгновенно создаваемый локальный зарядовый разбаланс.
V>В общем, это слишком сложный процесс, описываемый теоретически бесконечными формулами, поэтому и рассуждают о квазиэлектронах и прочих квазицастицах — численных артефактах, обобщающих происходящее.
И тем не менее, у нас есть квантовая модель, которая вполне удовлетворительно описывает все явления, наблюдаемые в проводниках, полупроводниках, и диэлектриках.
V>Во-первых, это был мой пример.
V>Во-вторых, ничего непревного в нём нет, огибающую градиента можно представить всевозможнейшими комбинациями фотонов произвольных частот на приёмной стороне.
И тем не менее, градиент есть, а фотонов — нет.
V>>>Ты услышишь F2 в приёмнике АМ.
S>>Ну, то есть для этого нужно нелинейное преобразование.
V>А оно нам дано условием задачи, т.к. фотоны — это не плоские и бесконечные волны.
Нет, не дано.
V>Это кванты энергии, с какой-то совсем маленькой (или нулевой, как вводится ограничение в КМ) длительностью.
V>Я так думаю, что ты еще в цифрах не ориентируешься.
V>Например, обычная радиолюбительская антенна излучает в единицах ватт целевого сигнала, а обмен фотонами теплового диапазона этой антенны составляет киловатты.
Очень хорошо. Вот у нас стоит такая антенна в Новосибирске. Вторая — приёмная, стоит в Севастополе.
Удастся ли нам на антенне в Севастополе поймать тепловые фотоны из Новосибирска?
А если мы будем поливать антенну в Новосибирске жидким азотом — она по-прежнему будет излучать киловатты в тепловом диапазоне?
Ну, и вопрос на закуску: вот взяли мы, допустим, передатчик kenwood. https://kenwood-radio.ru/upload/iblock/195/19570f036fcfa4a9064f48e94278236d.pdf
У него паспортная выходная мощность — 200 ватт. Пиковая потребляемая мощность — примерно 500 Вт. Откуда берутся киловатты на тепловое излучение?
S>>А колебательный контур, настроенный на частоту f2, не поймает ничего.
V>На моём рисунке антенна как раз будем ловить "огибающую" процесса, а не штучные фотоны.
Эмм. В вашем рисунке спектр сформированного сигнала будет как раз состоять в основном из f2. Никаких фотонов с частотами f1, сильно отличающимися от f2, в нём просто не будет — и это легко проверить, хоть при помощи спектрометра, хоть квантовой принимающей системой. Независимо от того, как вы устроите антенну, которая должна "ловить огибающую".
V>Скорее всего, ты никогда ранее не прикидывал, что даже с учётом теплового/вращательного "размазывания" спектра газа, т.е. когда речь идёт не о частоте, а о некоей дельте частот излучения/поглощения, относительная эта дельта ничтожна — избирательность получается в любом случае лучше, чем точность несущей любой вещательной радиостанции.
Для разрежённого газа — да, у нас очень мало линий в спектре, т.к. есть всего несколько уровней, между которыми разрешены переходы.
А в кристалле плотность уровней совершенно безумная.
V>Т.е. условно можно рассуждать именно про математическую "линию" на спектре излучения/поглощения (в сравнении с сабжем подветки — радиопередачей).
Вы понимаете, о каком расстоянии между этими линиями идёт речь для того же кристалла меди? Мы говорим о длине волн в 10-8м, а расстояния между "соседними" линиями — не более 1015м.
На самом деле меньше, т.к. расстояния между уровнями неравномерны.
Ну, вот простой пример: допустим, у нас есть следующие уровни энергии (в попугаях): 10,20,31,43,56,70,85,101,118,136,155,175. Минимальное расстояние между уровнями — 10.
Каковы будут расстояния между соседними линиями в спектре?
Вот как устроен спектр такой системы:
10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20, 21,23,25,27, 29, 31,33,35,36, 37,39, 42, 45, 46, 48, 50, 51, 54, 57, 58, 60, 62, 65, 66, 70, 74, 75, 80, 81, 85, 87, 90, 91, 93, 98, 99, 105, 108, 112, 108, 116, 119, 124, 126, 132, 135, 144, 145, 155, 165
Смотрите, как плотно расположены спектральные линии в нижней части спектра. Из N уровней у нас получилось N(N-1) линий, и они расположены очень плотно.
Когда у нас 1020 уровней, то мы будем иметь 1040 линий, из которых самая низкочастотная соответствует нашей минимальной dE, а самая высокочастотная соответствует ширине всей энергетической зоны.
Даже если в часть линий попадает не 1, а несколько переходов (как в вымышленном примере выше), всё равно у нас получается очень плотная сетка.
Порядок величин — мы говорим об относительном расстоянии между соседними частотами примерно в 10-30.
То есть для того, чтобы допплеровское смещение сместило линию номер N прямо на линию номер N+1, нам достаточно скорости v равной 10-30*c, или ~3*10810-30 = 3*10-22 метров в секунду.
Даже если мы пренебрежём разбросом расстояний между уровнями — пусть все уровни отстоят друг от друга ровно на одну и ту же dE, и все переходы работают только на частотах кратных dE, мы получим предельную скорость теплового движения, при котором линии останутся различимыми, примерно в 10-12 метров в секунду.
Как думаете, достигают ли атомы в радиоантеннах такой скорости?
V>В целом оно говорит о том, что ты вообще плохо представляешь себе связь волн Максвелла, разложения Фурье и фотонов-квантов.
V>Но не сумма волн, а сумма "всплесков".
Сумма волн. У нас нет фотон-фотонного взаимодействия.
V>В случае оптики, напротив, нас не интересует фаза, интересует только средняя энергия фотонов в единицу времени.
V>Т.е. "всплески" складываются по модулю, а это уже нелнейное преобразование.
Ох-хох-хоо.
V>Например, в случае радиопередачи, если мы принимаем нефазированный сколь угодно мощный шум из фотонов одной и той же частоты/энергии, то на выходе антенны после естественного усреднения будет полный zero (шум на многие порядки меньших энергий).
Хм. А как мы тогда засекаем излучение межзвёздного водорода?
V>Предлагал с той целью, чтобы ты обратил внимание на отличия:
V>1. Газу нужны единичные фотоны, а составляют ли они когерентную волну или нет — ему фиолетово.
V>2. Антенне нужна огибающая волны, а составляют ли её фотоны одной частоты или разных — фиолетово.
V>Но с антенны не снимаем единичные фотоны, мы снимаем с неё ЭДС.
Отож. А откуда берётся ЭДС? В моей картине мира всё очевидно: электроны проводимости поглощают радиофотоны, получая некоторое ускорение.
V>Они симметричны, только когда имеют оптическую природу.
Они всегда симметричны. Так устроены уравнения в физике. Вы не можете сделать излучатель, который ничего не поглощает, и поглотитель, который ничего не излучает.
V>Как это происходит в такой большой макросистеме, как антенна:
V>- в антенне наводится переменная ЭДС;
V>- переменная ЭДС создаёт переменное магнитное поле;
V>- заряды в переменном магнитном поле получают ускорение — излучают.
Совершенно верно. И излучение у нас происходит ровно на той частоте, с которой у нас осциллируют заряды — ведь у нас ЭДС переменная, поэтому они движутся то туда, то сюда.
V>Таким образом, приложенное внешнее переменное напряжение в итоге модулирует внутренний тепловой шум.
То есть вы хотите сказать, что "тепловой шум" то усиливается, то ослабевает — и вот частота этих "биений" и есть радиочастота?
И если мы обернём антенну материалом, который прозрачен в радиодиапазоне, но непрозрачен в инфракрасном, то никакой сигнал никуда не уйдёт?
V>Практически.
V>Произвольному движению электронов в кристалле мешает мгновенно создаваемый локальный зарядовый разбаланс.
V>В общем, это слишком сложный процесс, описываемый теоретически бесконечными формулами, поэтому и рассуждают о квазиэлектронах и прочих квазицастицах — численных артефактах, обобщающих происходящее.
И тем не менее, у нас есть квантовая модель, которая вполне удовлетворительно описывает все явления, наблюдаемые в проводниках, полупроводниках, и диэлектриках.