сверхсветовое движение (двигатель Алькубьерре) (НАСА), реально ли ? - Образование и наука

Здравствуйте, Sinclair, Вы писали:

V>>Это тебе решать.

V>>Если ты понял, зачем, я привёл этот умозрительный пример, то можно и закрыть.
S>Не, так и не понял.

Пример должен был продемонстрировать, что может происходить обмен переносчиками вовсе не тех длин волн, на которые разложился бы математически на Фурье изменяющийся во времени градиент (при движении по нему).

Т.е., индукция тут такая — если это возможно для непериодического сигнала, почему это не может быть аналогично для периодического?
(при том, что я не утверждал ни разу, что в НЧ диапазоне именно так и происходит, я хотел пообсуждать сами эти теории, бо они тоже достаточно хорошо проработаны в цифрах)

V>>Что ты называешь основами?
S>Основы — это собственно ядро электродинамики (Максвелл) и квантовой механики.

Ну, они местами противоречат друг другу.
Или дополняют друг друга, на вкус. ))

V>>Если брать волны Максвелла, то, ес-но, градиент напряжённости не равен некоей ОДНОЙ волне, он равен суперпозиции волн из разложения по Фурье.
S>Ещё раз поясню вот это вот тонкое место: никакой "суперпозиции волн" в обычном градиенте напряжённости нету.

При движении вдоль градиента есть, ес-но, если выполняется работа.
А она выполняется в детекторах/приёмниках.

S>А раз нет волн — нет и фотонов. Равномерно движущийся заряд ничего не излучает.

Есть работа — есть фотоны.
Обсуждалась генерация и приём радиоволн, т.е. потеря и приобретение энергии.

S>Чтобы появилась волна, нужно ускоренное движение зарядов.

Ес-но.
Речь была о том, волны каких именно частот нужны, когда мы рассматриваем чудовищную, с.т.з. единичного заряда, макросистему.

S>Например, свободный электрон, летящий в вакууме, может поглощать и излучать совершенно произвольные кванты.

Но у нас не свободные электроны.
У нас квазиэлектроны, которые показывают "среднее по палате" поведения реальных электронов в поле кристаллической решетки.

S>Электрон в металле может иметь энергию в различных диапазонах. Знаменитые исследования фотоэффекта — они как раз про это: кванты с энергией ниже работы выхода не выбивают электроны из металла.

Несколько лет назад об этом я и упоминал — слишком большая работа выхода.

S>Электрон в рамках атома может иметь энергию в узком наборе вариантов.

Как раз в рамках атома запрещённые зоны слишком велики.
Это у свободных электронов ширины запрещённых зон относительно малы, но всё еще вовсе не нулевые.

S>Разницы между этими вариантами дают спектр частот разрежённого газа. На всякий случай замечу: даже этот случай к "разложению по дискретной сетке частот" отношения не имеет. Разложение Фурье идёт по гармоникам, т.е. по частотам, кратным основной частоте.

Это для идеального периодического сигнала.
Добавь сюда малейший шум — получим менее жёсткие ограничения.
А шум у нас постулируется, хотя бы из-за квантовой природы.

S>А спектр излучения/поглощения газа имеет линии на некратных частотах.

И что? При чём тут это?
Этот спектр показывает энергии внутренних процессов.

S>Появление в спектре гармоник означает наличие нелинейных процессов

Или наличие внешнего поля, когда спектр расщепляется.
А если еще то поле периодическое...

Но только всё это не есть база.
База у нас — энергии переходов электронов в материале излучателя и приёмника.
Свободные электроны в металлах — они не совсем свободны, т.е. не до тех рассуждений, когда говорят о свободно-движущемся заряде.
Свободно-движущиеся там квазиэлектроны — т.е. некие артефакты численной модели.
Энергия квазиэлектронов на порядки меньше энергий реальных электронов.

V>>Но и это всё не совсем правильно, бо разложение будет оперировать бесконечными во времени волнами, но фотоны не такие.
S>Вам нужно понять, что преобразование Фурье E(t) не даст вам никаких фотонов.

Стояла обратная задача — показать, что огибающую некоего процесса с некоей точностью можно получить через фотоны других частот, чем те, которые получаются в разложении Фурье. Потому что в макропроцессах на приёмной стороне у нас всё-равно Фурье и Ко (резонанс, фильтрация и т.д.)

V>>Т.е. электрон скачкообразно изменяет вектор своего движения (или положение), что можно описать аналогом ступенчатой ф-ии в эл.поле:
V>>Image: 488px-Heaviside.svg.png
S>Я не понимаю, что означает этот график. Что у вас по абсциссам, что — по ординатам?

По ординате пусть скорость электрона.

На асболютные значения величины на графике не смотри, это просто картинка из wiki, что есть ступенчатая ф-ия.
На картинке она нормированная единичная, но абсолютное положение по ординатам не играет рояли уже для следующей картинки, которая производная от этой.

V>>Далее. Допустим, у нас есть набор магнитных "импульсов" с эффективной шириной на порядки меньшей, чем ширина требуемого "модулируемого фотона" низкой частоты.
V>>Через суперпозицию таких импульсов можно с некоторой точностью получить усреднённую огибающую, близкую к форме магнитного импульса требуемого "модулируемого фотона".
S>В некотором смысле так работает — например, ничего не мешает электрону поглотить квант с частотой W и тут же испустить квант с частотой (W-e), где e << W. Чистый результат будет таким, как будто электрон поглотил квант на частоте e, несмотря на отсутствие в эксперименте фотонов с более-менее близкими частотами. См. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D1%84%D1%84%D0%B5%D0%BA%D1%82_%D0%9A%D0%BE%D0%BC%D0%BF%D1%82%D0%BE%D0%BD%D0%B0

Ну, тут у нас не единичный фотон, т.к. фотонами более высоких энергий никак не "промодулируешь" огибающую фотона более низкой энергии. Требуется модулировать некое усреднённое, соответствующее мощности излучателя.

Здравствуйте, vdimas, Вы писали:

V>Здравствуйте, Sinclair, Вы писали:

V>>>Это тебе решать.

V>>>Если ты понял, зачем, я привёл этот умозрительный пример, то можно и закрыть.
S>>Не, так и не понял.

V>Пример должен был продемонстрировать, что может происходить обмен переносчиками вовсе не тех длин волн, на которые разложился бы математически на Фурье изменяющийся во времени градиент (при движении по нему).
V>Т.е., индукция тут такая — если это возможно для непериодического сигнала, почему это не может быть аналогично для периодического?
V>(при том, что я не утверждал ни разу, что в НЧ диапазоне именно так и происходит, я хотел пообсуждать сами эти теории, бо они тоже достаточно хорошо проработаны в цифрах)
Ок, давайте оставим непериодические "сигналы" в покое. С ними тоже нет никаких чудес. Но математика достаточно тяжёлая — расчёт спектра излучения электрона, движущегося с произвльным ускорением, штука довольно неприятная.

V>Ну, они местами противоречат друг другу.
Неа.
V>Или дополняют друг друга, на вкус. ))
Дополняют.

V>При движении вдоль градиента есть, ес-но, если выполняется работа.
V>А она выполняется в детекторах/приёмниках.
Ещё раз: изменения напряжённости поля при движении вдоль его градиента — есть. Разложение Фурье этой напряжённости — тоже есть.
Независимо от наличия или отсутствия приёмников или работы!
А вот волн — нету.
Волны возникнут только тогда, когда появится ускоренное движение зарядов. И определяться они будут именно ускорениями, а никак не "формой градиента" статического поля.

V>Есть работа — есть фотоны.
V>Обсуждалась генерация и приём радиоволн, т.е. потеря и приобретение энергии.

V>Ес-но.
V>Речь была о том, волны каких именно частот нужны, когда мы рассматриваем чудовищную, с.т.з. единичного заряда, макросистему.

S>>Электрон в металле может иметь энергию в различных диапазонах. Знаменитые исследования фотоэффекта — они как раз про это: кванты с энергией ниже работы выхода не выбивают электроны из металла.

V>Это для идеального периодического сигнала.
Для любого. Это определение разложения в ряд Фурье.

V>Или наличие внешнего поля, когда спектр расщепляется.
Нет. Расщепление спектра всего лишь увеличивает количество квантовых состояний

V>База у нас — энергии переходов электронов в материале излучателя и приёмника.
V>Свободные электроны в металлах — они не совсем свободны, т.е. не до тех рассуждений, когда говорят о свободно-движущемся заряде.
V>Свободно-движущиеся там квазиэлектроны — т.е. некие артефакты численной модели.
V>Энергия квазиэлектронов на порядки меньше энергий реальных электронов.
Ну так всё именно так и работает. Вся радиотехника живёт как раз потому, что у электронов в металле не "уровни", а "зоны".
Внутри зоны электрон может иметь энергии, отличающиеся друг от друга на произвольно малый epsilon.
Это и даёт ему возможность взаимодействовать с низкоэнергетическими квантами с длиной волны "чудовищного, с т.з. единичного заряда" размера.

V>Стояла обратная задача — показать, что огибающую некоего процесса с некоей точностью можно получить через фотоны других частот, чем те, которые получаются в разложении Фурье.
Ещё раз: в разложении Фурье никаких фотонов нет!
Потому что в макропроцессах на приёмной стороне у нас всё-равно Фурье и Ко (резонанс, фильтрация и т.д.)

V>По ординате пусть скорость электрона.
Ок. Он получил "пинок", увеличив свою скорость от 0 до v. То есть, кинетическая энергия его возросла на E=m_e*v²/2.
Это означает, что он поглотил фотон с частотой E/h.
На практике, он его целиком поглотить не сможет — нарушится закон сохранения импульса. Будет излучён другой фотон. Рассеяния Томсона и Комптона подробно описывают этот процесс.

V>На асболютные значения величины на графике не смотри, это просто картинка из wiki, что есть ступенчатая ф-ия.
V>На картинке она нормированная единичная, но абсолютное положение по ординатам не играет рояли уже для следующей картинки, которая производная от этой.
Следующие картинки нерелевантны, т.к. оперируют неверными предположениями.

V>Ну, тут у нас не единичный фотон, т.к. фотонами более высоких энергий никак не "промодулируешь" огибающую фотона более низкой энергии. Требуется модулировать некое усреднённое, соответствующее мощности излучателя.
Тут я теряюсь. Не понимаю, что такое "модулирование". Я даже не понимаю, что такое "огибающая фотона". Когда мы "наблюдаем" радиоволну, скажем, длиной 3 метра, это означает, что сквозь приёмник проходит огромный поток фотонов с энергиями примерно в 0.5 мкЭв. Поток — когерентный, иначе бы у нас ничего не задетектилось. С точки зрения классической электродинамики у нас есть меееедленное изменение напряжённости Е-поля, которое наводит ток в антенне приёмника. С точки зрения КМ, электроны взаимодействуют с квантами, ускоряясь в нужном нам направлении.
Что тут где можно "огибать" или "модулировать" — решительно непонятно.

Здравствуйте, Sinclair, Вы писали:

V>>Стояла обратная задача — показать, что огибающую некоего процесса с некоей точностью можно получить через фотоны других частот, чем те, которые получаются в разложении Фурье.
S>Ещё раз: в разложении Фурье никаких фотонов нет!
А может быть они есть в разложении на вэйвлеты Хаара? Думаю, это надо исследовать! Они как раз очень дискретные, всё супер-квантово!

/me пошёл писать заявление о самовыдвижении на премию в Нобелевский комитет.

Здравствуйте, Sinclair, Вы писали:

V>>Ну, они местами противоречат друг другу.
S>Неа.
V>>Или дополняют друг друга, на вкус. ))
S>Дополняют.

Противоречат.
Дарвиновское (который внук того самого Чарльза) взаимодействие движущихся зарядов исходит из задержки взаимодействия при достаточно релятивистских скоростях относительного движения зарядов. Т.е. сила Лоренца — это упрощение для достаточно медленного такого относительного движения, типа как законы Ньютона — частный случай законов СТО.

V>>При движении вдоль градиента есть, ес-но, если выполняется работа.
V>>А она выполняется в детекторах/приёмниках.
S>Ещё раз: изменения напряжённости поля при движении вдоль его градиента — есть. Разложение Фурье этой напряжённости — тоже есть.

Это спор с голосами в голове.
Речь тут о выполняемой работе, т.е. о приёме и передаче энергии.

Пример с градиентом был приведён для этого (цитирую):

Т.е., индукция тут такая — если это возможно для непериодического сигнала, почему это не может быть аналогично для периодического?
(при том, что я не утверждал ни разу, что в НЧ диапазоне именно так и происходит, я хотел пообсуждать сами эти теории, бо они тоже достаточно хорошо проработаны в цифрах)

S>Независимо от наличия или отсутствия приёмников или работы!

Опять цитирую:

Пример должен был продемонстрировать, что может происходить обмен переносчиками вовсе не тех длин волн, на которые разложился бы математически на Фурье изменяющийся во времени градиент (при движении по нему).

Ключевое выделил.

S>А вот волн — нету.

Переносчики — волны.

S>Волны возникнут только тогда, когда появится ускоренное движение зарядов.

И как, по-твоему, может выполняться работа без ускорения зарядов?

Или ты рассматривал свободные заряды? ))
Свободные заряды, влияющие друг на друга больше, чем на величину квантовых флуктуаций, в любом случае не могут двигаться прямолинейно, как даётся в определении инерциальных систем в СТО.

Речь могла идти только о макросистеме, где заряды связаны — электроны в проводниках или диеэлектриках.
(а речь о такой системе и шла — приемной и передающей антенах)

S>И определяться они будут именно ускорениями, а никак не "формой градиента" статического поля.

Опять спор с голосами в голове?
Cловосочетание "переносчик взаимодействия", использовавшееся неоднократно в этом обсуждении, ни на что не натолкнуло?

V>>Речь была о том, волны каких именно частот нужны, когда мы рассматриваем чудовищную, с.т.з. единичного заряда, макросистему.
S>

ЧТД.
На звуки голосов в голове отвечаем не жалея бумаги, как грится.
Как только речь о сути предложенной к обсуждению теории — в кусты. ))

V>>Или наличие внешнего поля, когда спектр расщепляется.
S>Нет. Расщепление спектра всего лишь увеличивает количество квантовых состояний

Что "нет"?
Cформулируй целиком, плиз, то утверждение (с учётом предыдущего констекста), на которое ты не удержался вставить "нет".

S>Вся радиотехника живёт как раз потому, что у электронов в металле не "уровни", а "зоны".

"Зоны" — это приближенное определение, сторого говоря там уровни.

S>Внутри зоны электрон может иметь энергии, отличающиеся друг от друга на произвольно малый epsilon.
S>Это и даёт ему возможность взаимодействовать с низкоэнергетическими квантами с длиной волны "чудовищного, с т.з. единичного заряда" размера.

Внутри обычного железа не может, этот эпсилон вовсе не произвольно мал при нормальных температурах и в любом случае не способен обслуживать генерирование и поглощение фотонов произвольных частот (на математической вещественной непрерывной оси частот). Просто участвует не только когерентное рассеяние, но и комбинационное (ты же оптик, должен хотя бы слышать, в кристале совокупность этих процессов зовут фононным взаимодействием). Плюс расщепление спектра из-за внешней же приложенной мгновенной магнитной индукции. Т.е., мгновенное расположение запрещённых зон "плавает" в зависимости от мгновенной индукции приложенного внешнего поля.

Что же касается "вся радиотехника живёт" — она живёт на квазиэлектронах. ))
Реальные электроны создают шум, перепрыгивая своими энергиями м/у уровнями (образующими условную "зону"), но в целом этот макроскопический процесс описывает, допустим, некоторые гармонические колебания (ради которой, допустим, некий участок схемы проектировался) плюс обязательный шум. Вот этот шум — он об обсуждаемом.

V>>Стояла обратная задача — показать, что огибающую некоего процесса с некоей точностью можно получить через фотоны других частот, чем те, которые получаются в разложении Фурье.
S>Ещё раз: в разложении Фурье никаких фотонов нет!

Спор с голосами в голове.
Речь о спектре излучения и поглощения в радиопередаче.

V>>По ординате пусть скорость электрона.
S>Ок. Он получил "пинок", увеличив свою скорость от 0 до v. То есть, кинетическая энергия его возросла на E=m_e*v²/2.
S>Это означает, что он поглотил фотон с частотой E/h.
S>На практике, он его целиком поглотить не сможет — нарушится закон сохранения импульса. Будет излучён другой фотон. Рассеяния Томсона и Комптона подробно описывают этот процесс.

Угу, опять "оно".

Я согласен с твоим высказыванием, но категорически не согласен с тем, что ты опять отвечаешь не на то, о чём речь.
Какой смысл "толкать истины", не относящиеся к смыслу конкретного абзаца?

Разумеется, электрон в металле получил энергию, разумеется через переносчик, т.е. фотон.
Это уже предполагалось как понятное всем сторонам.

Речь шла о другом — каков будет характер изменения ЭМ поля при этом.
Речь шла о невозможности стремления 2-й производной к бесконечности.
Можешь вернуться к пред. моему посту и прочесть еще раз внимательней.
И если тебе будет чем возразить или дополнить этот тезис — велкам.

V>>На асболютные значения величины на графике не смотри, это просто картинка из wiki, что есть ступенчатая ф-ия.
V>>На картинке она нормированная единичная, но абсолютное положение по ординатам не играет рояли уже для следующей картинки, которая производная от этой.
S>Следующие картинки нерелевантны, т.к. оперируют неверными предположениями.

И ты можешь это раскрыть?
Давай, смелее. ))

V>>Ну, тут у нас не единичный фотон, т.к. фотонами более высоких энергий никак не "промодулируешь" огибающую фотона более низкой энергии. Требуется модулировать некое усреднённое, соответствующее мощности излучателя.
S>Тут я теряюсь. Не понимаю, что такое "модулирование". Я даже не понимаю, что такое "огибающая фотона".

Огибающая магнитного импульса.

S>Когда мы "наблюдаем" радиоволну, скажем, длиной 3 метра, это означает, что сквозь приёмник проходит огромный поток фотонов с энергиями примерно в 0.5 мкЭв.

На пальцах — вот есть трансформатор, в котором две связянные магнитопроводом обмотки, допустим собственная индуктивность вторичной обмотки на порядки больше индуктивности первичной.
На первую обмотку мы подаём ШИМ с частотой на порядки большей целевой синусоиды.
Со второй обмотки мы снимаем синусоиду, которая за счёт индуктивности уже практически не выглядит как ШИМ, а как синусоида с неким небольшим шумом.

Итоговая синусоида получилась в результате фононного рассеяния во вторичной обмотке, хотя энергию эта обмотка получала фотонами совсем других частот.

Про наэлектризацию диеэлектрика (эбонитовой палочки) при медленном поднесении к заряженному телу я тоже говорил — там ширины запрещённых зон слишком велики чтобы рассуждать об обмене переносчиков больших длин (т.е. низких энергий), дословно говорил "для неметаллов это принципиально невозможно".

Аналогично будет, если эта эбонитовая палочка попадёт в поле мощного низкочастотного ЭМ-излучения — электроны не смогут поглощать фотоны этих частот, т.е. не смогут менять свою энергию.
А наэлектризовываться палочка будет.
Суть электрической индукции в диалектриках — изменение ориентации электронных облаков в атомах/молекулах.
Т.е. на орбиты электронных облаков влияние будет оказано (расщепление спектра), а на энергии электронов — нет.

S>Поток — когерентный, иначе бы у нас ничего не задетектилось.

Как оно в классике я знаю и так.
Был интерес пообсуждать новые теории, где фотоны целевой частоты не обязательны для получения колебаний целевой частоты на приёмном контуре.

S>С точки зрения классической электродинамики у нас есть меееедленное изменение напряжённости Е-поля, которое наводит ток в антенне приёмника. С точки зрения КМ, электроны взаимодействуют с квантами, ускоряясь в нужном нам направлении.

С точки зрения КМ во второй теории всё хорошо.
А с точки зрения классики — у нас в любом случае чудовищный макропроцесс, где интересует лишь его усреднение.

S>Что тут где можно "огибать" или "модулировать" — решительно непонятно.

Здравствуйте, Sinclair, Вы писали:

S>Когда мы "наблюдаем" радиоволну, скажем, длиной 3 метра, это означает, что сквозь приёмник проходит огромный поток фотонов с энергиями примерно в 0.5 мкЭв. Поток — когерентный, иначе бы у нас ничего не задетектилось.

Кстате, предлагаю порассуждать о "когерентности".

Допустим, "длина" фотона по сравнению с длиной волны принимается пренебрежимо малой, в таком случае когерентное излучение представляет из себя поток фазированных "точечных" фотонов (частиц) с суммарной энергией в единицу времени, равной мощности излучения.
(грубо можно сравнить с потоком дискретных отсчётов звука в звуковом файле)

Допустим, у нас есть металлическая рамка, выполненная из единого кристалла вещества.
(для железа это труднодостижимо без спец. лабораторий, но для меди вполне достижимо через обычные технологии выплавки)

И вот у нас единый кристалл, т.е. в рассмотрении единая квантовая система.
Вполне может получиться так, что не найдётся м/у никакими разрешенными уровнями электронов такой разницы, чтобы излучить фотон целевой частоты f₀, хотя найдутся способы излучить фотоны с частотой, достаточно близкой к целевой (на величину некоего епсилон).

В этом случае "когерентный поток фотонов" будет представлять из себя фазированный поток электронов частот f_i, близких к f₀.
Я понимаю, что на практике разница частот этих фотонов достаточно мала, и от этой разницы можно отмахнуться, но вопрос тут принципиальный — огибающая некоего излучения частоты f₀ получается через совокупность фотонов частот f_i.

Вот тебе суть идеи, предложенной изначально к обсуждению — насколько сильно могут отличаться частоты фотонов f_i от f₀, чтобы на приёмной антенне получить целевую синусоидальную ЭДС частоты f₀?

Здравствуйте, vdimas, Вы писали:
V>И вот у нас единый кристалл, т.е. в рассмотрении единая квантовая система.
V>Вполне может получиться так, что не найдётся м/у никакими разрешенными уровнями электронов такой разницы, чтобы излучить фотон целевой частоты f₀, хотя найдутся способы излучить фотоны с частотой, достаточно близкой к целевой (на величину некоего епсилон).
Нет, так не получится. В кристалле проводника у электронов нет как таковых "уровней". У них есть зоны проводимости, достаточно широкие.
В пределах зоны электрон может иметь любую энергию. Именно это и позволяет такой рамке ловить фотоны в широком диапазоне частот, в том числе и радио.

Здравствуйте, vdimas, Вы писали:

V>Противоречат.
V>Дарвиновское (который внук того самого Чарльза) взаимодействие движущихся зарядов исходит из задержки взаимодействия при достаточно релятивистских скоростях относительного движения зарядов. Т.е. сила Лоренца — это упрощение для достаточно медленного такого относительного движения, типа как законы Ньютона — частный случай законов СТО.
Ну да. Уравнение Брейта изначально было получено как раз исходя из дарвиновского лагранжиана; но более точно оно было обосновано как раз в квантовой электродинамике, которая, в отличие от Дарвина, приближением не является.

V>Речь тут о выполняемой работе, т.е. о приёме и передаче энергии.
Ок, хорошо. Я пытался начать с шага 0: рассмотреть совсем-совсем простую систему, в которой никакой работы не выполняется. С ней, вроде бы, почти всё понятно, попробуем перейти к более сложному случаю.

V>Пример с градиентом был приведён для этого (цитирую):
V>

V>Т.е., индукция тут такая — если это возможно для непериодического сигнала, почему это не может быть аналогично для периодического?
V>(при том, что я не утверждал ни разу, что в НЧ диапазоне именно так и происходит, я хотел пообсуждать сами эти теории, бо они тоже достаточно хорошо проработаны в цифрах)

Это невозможно для непериодического сигнала, и для периодического тоже ничего подобного происходить не будет.

V>Опять цитирую:
V>

V>Пример должен был продемонстрировать, что может происходить обмен переносчиками вовсе не тех длин волн, на которые разложился бы математически на Фурье изменяющийся во времени градиент (при движении по нему).

V>Ключевое выделил.
Ок, давайте так. Уберём Кулоновское взаимодействие заряд-заряд; оставим только ЭМ-излучение.
Ваш вопрос эквивалентен такому: "можно ли представить излучение со спектром Х излучением с каким-то другим спектром Y".
В самом простом случае: нельзя ли представить монохроматическое излучение с частотой F0 комбинацией каких-то других частот F1 и F2?
Ответ: нет, нельзя.
Возьмём, например, излучение с частотой f1. И будем его модулировать с частотой f2; при этом f2 у нас намнооого меньше f1.
Если посмотреть на картинку — увидим огибающую. Появится ли у нас в спектре частота f2? (Или, на бытовом уровне: можем ли мы задетектировать что-то детектором, который настроен на частоту f2)?
Можно ли так подобрать f2, чтобы увидеть в спектре f0?
Ответы на все эти вопросы хорошо известны.
Амплитудная модуляция синусоиды синусоидой даёт излучение на трёх частотах: f1, f1+f2 и f1-f2. Никаких других частот у нас не появится.
Что это означает? Что если мы, например, модулируем монохроматический свет радиочастотным сигналом, то на выходе будет видимый свет с расщеплённым спектром; причём линии будут очень близкими — ведь мы говорим о частоте ~500 терагерц, от которой боковые частоты отстоят на какие-то мегагерцы.

V>Или ты рассматривал свободные заряды? ))
Я рассматривал модель вообще без зарядов. Точнее, с одним зарядом.
V>Свободные заряды, влияющие друг на друга больше, чем на величину квантовых флуктуаций, в любом случае не могут двигаться прямолинейно, как даётся в определении инерциальных систем в СТО.
Всё верно. Тут главное — чётко понимать, какие ограничения на энергию зарядов накладывает наша макросистема.
Например, в разрежённом газе у нас мало источников (или приёмников) энергии — только переходы электронов между уровнями.
Поэтому спектр такого газа будет линейчатым; и посветив на него "неправильным" излучением вы ничего не получите — оно просто пройдёт насквозь.
Заметьте: если у нас атомы газа могут иметь энергии e0, e1, e2, e3... , то переходов будет больше: e1-e0, e2-e0 и т.п. — N*(N-1) переходов для N уровней.
Поэтому колическто линий в спектре быстро растёт по мере того, как мы начинаем рассматривать всё более тяжёлые атомы.

В реальности ширина линий ненулевая — дело в том, что у газа есть температура; атом, летящий "навстречу" фотону видит его частоту смещённой вверх, "попутно" — смещённой вниз.
Это даёт ему шанс провзаимодействовать с фотоном, частота которого на эпсилон отличается от "родной" частоты перехода.
Чем сильнее нагреем газ — тем шире станут линии.

V>Речь могла идти только о макросистеме, где заряды связаны — электроны в проводниках или диеэлектриках.
V>(а речь о такой системе и шла — приемной и передающей антенах)

Как раз в проводниках и диэлектриках у электронов гораздо больше свободы, чем в газе — они могут поглощать энергию не только на переходы между уровнями, но и на взаимодействие частиц.
Например, тепловые колебания атомов в кристаллической решётке дают телу возможность поглощать и излучать в инфракрасном диапазоне.
А движение электронов в проводнике вообще позволяет уйти от ограничения на минимальную частоту.

S>>Нет. Расщепление спектра всего лишь увеличивает количество квантовых состояний
V>Что "нет"?
V>Cформулируй целиком, плиз, то утверждение (с учётом предыдущего констекста), на которое ты не удержался вставить "нет".
Я потерял, откуда эта цитата. По топику выше не смог найти ничего про расщепление.

S>>Вся радиотехника живёт как раз потому, что у электронов в металле не "уровни", а "зоны".
V>"Зоны" — это приближенное определение, сторого говоря там уровни.
Как раз нет. "Уровни" сливаются, и образуют непрерывные полосы, в пределах которых электрон может иметь любую энергию.

V>Внутри обычного железа не может, этот эпсилон вовсе не произвольно мал при нормальных температурах
Произвольно.

V>и в любом случае не способен обслуживать генерирование и поглощение фотонов произвольных частот (на математической вещественной непрерывной оси частот). Просто участвует не только когерентное рассеяние, но и комбинационное (ты же оптик, должен хотя бы слышать, в кристале совокупность этих процессов зовут фононным взаимодействием). Плюс расщепление спектра из-за внешней же приложенной мгновенной магнитной индукции. Т.е., мгновенное расположение запрещённых зон "плавает" в зависимости от мгновенной индукции приложенного внешнего поля.
Эмм, у нас с вами какое-то очень разное понимание устройства запрещённых зон. Давайте пока обойдёмся без индукции.
Прочтите внимательно https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%97%D0%B0%D0%BF%D1%80%D0%B5%D1%89%D1%91%D0%BD%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%B7%D0%BE%D0%BD%D0%B0
И учтите, что при поглощении кванта нас интересует не сама энергия электрона, а её дельта.
Поэтому смещение расположения запрещённых зон нас не интересует. Обычный электрон "расположен" где-то в серединке разрешённой зоны. Кванты достаточно большой длины волны (с достаточно маленькой энергией) переместят его совсем чуть-чуть, и он останется в пределах разрешённой зоны. А вот если квант имеет такую частоту, что его поглощение засунуло бы электрон в запрещённую зону — вот тогда его наш материал "поймать" не сможет.
Сможет только фотоны ещё более высокой частоты — такой, чтобы её хватило на преодоление ширины запрещённой зоны.

V>Что же касается "вся радиотехника живёт" — она живёт на квазиэлектронах. ))
V>Реальные электроны создают шум, перепрыгивая своими энергиями м/у уровнями (образующими условную "зону"), но в целом этот макроскопический процесс описывает, допустим, некоторые гармонические колебания (ради которой, допустим, некий участок схемы проектировался) плюс обязательный шум. Вот этот шум — он об обсуждаемом.
Вы путаете понятие "квазиимпульс электрона" с "импульсом квазиэлектрона". Проводник принято считать состоящим из ионов, которые формируют кристаллическую решётку, и электронов, которые движутся в этой решётке (а вовсе не прыгают между уровнями в атомах).

V>Речь о спектре излучения и поглощения в радиопередаче.
Вы не сможете заменить радиопередачу набором фотонов, скажем, видимого диапазона

V>Речь шла о другом — каков будет характер изменения ЭМ поля при этом.
V>Речь шла о невозможности стремления 2-й производной к бесконечности.
Под второй производной вы имеете в виду, что типа вот у нас поле было, а вот его не стало? Или что?
Потому что поглощение одного радиофотона очень мало повлияет на ЭМ-поле — напомню, такой фотон обладает крайне малой энергией; применяемое в быту радиоизлучение оперирует чудовищными количествами фотонов.

S>>Следующие картинки нерелевантны, т.к. оперируют неверными предположениями.
V>И ты можешь это раскрыть?
Раскрываю: вам кажется, что поглощение фотона — это какой-то плавный процесс, и что там есть что дифференцировать.
Ну там — электрон ускоряется под действием кванта, и это должно занимать какое-то время, потому что в физике "не бывает бесконечных производных".
А фишка квантовой механики — именно в том, что все взаимодействия — "мгновенны". Это не означает, что там какие-то производные обращаются в какие-то бесконечности. Там вообще не получится взять производную — в привычном нам смысле время внутри акта взаимодействия не идёт. А означает эта мгновенность как раз то, что мы в принципе никак не можем обнаружить промежуточные состояния у этого процесса.
Происходит этакая транзакция

В момент времени t0 у электрона была скорость v0. А в момент времени t1 — скорость v1. Квантовомеханические ограничения ещё и не дают нам, заразы, аккуратно померить конкретный электрон!
Но мы можем поставить серию экспериментов, в которых попробуем застать объект в промежуточном состоянии. Например, можно выбрать атом таким образом, чтобы он поглощал свет лазера только тогда, когда он движется с определённой скоростью (например, так устроено лазерное охлаждение). И будем пытаться дополнительно бомбардировать его фотонами с такой энергией, чтобы они заставивляли атомы "перепрыгивать" через вот эту определённую скорость. Типа если он не поймал фотон, то летит слишком медленно; если поймал — то уже слишком быстро. Тогда, если бы фотон-"детектор" мог застать атом "в процессе разгона", когда тот получил только часть энергии фотона-"ускорителя", то мы бы могли такое взаимодействие обнаружить. Но нет — никакого способа увидеть "полупоглощённый фотон" нет.

А все трюки и хитрости подобного плана связаны исключительно с нелинейными материалами — вот там как раз происходят всякие многократные поглощения и излучения; например, когда мы поглощаем свет на частоте f, а излучаем на 2f. Там внутри есть специально подобранные переходы с близкими частотами, а тепловое движение размывают линии поглощения/излучения так, чтобы "почти совпадает" превратилось в "совпадает".

V>Огибающая магнитного импульса.
У фотона нет огибающей. Фотон, который представляет, к примеру, плоскую волну, в чистом виде "бесконечен" — ведь он же монохроматический, а, значит, должен иметь бесконечную "длительность".
Когда у нас фотон где-то локализован в пространстве, неравенство Гейзенберга означает, что он у нас немножечко размыт в частотной области.
А если мы перейдём к практике, то одиночные фотоны — редкость, мы говорим о волновом пакете, в который входят фотоны сразу многих разных частот. И по тем же причинам мы не можем сделать короткий волновой пакет со слишком узким спектром.
Так вот — если мы возьмём огибающую нашего волнового пакета, то точно такую же форму огибающей можно построить из примерно чего угодно.
Это как передавать звук по радио — вы можете делать AM-модуляцию на 100-килогерцовой несущей частоте, а можете — на 100-мегагерцовой. Огибающая будет одна и та же; но спектр будет совершенно разным.

V>На пальцах — вот есть трансформатор, в котором две связянные магнитопроводом обмотки, допустим собственная индуктивность вторичной обмотки на порядки больше индуктивности первичной.
V>На первую обмотку мы подаём ШИМ с частотой на порядки большей целевой синусоиды.
V>Со второй обмотки мы снимаем синусоиду, которая за счёт индуктивности уже практически не выглядит как ШИМ, а как синусоида с неким небольшим шумом.
V>Итоговая синусоида получилась в результате фононного рассеяния во вторичной обмотке, хотя энергию эта обмотка получала фотонами совсем других частот.
Когда мы говорим про обмотки трансформатора, то у нас там идёт промежуточное преобразование через ток — движение электронов в проводнике.
Как мы уже обсудили, там ограничений на дельту энергии электронов мало (в интересующем нас диапазоне), поэтому мы запросто можем сначала "разогнать" электрон серией "лёгких" фотонов, а потом "затормозить" его, заставив излучить один "тяжёлый" фотон.

V>Про наэлектризацию диеэлектрика (эбонитовой палочки) при медленном поднесении к заряженному телу я тоже говорил — там ширины запрещённых зон слишком велики чтобы рассуждать об обмене переносчиков больших длин (т.е. низких энергий), дословно говорил "для неметаллов это принципиально невозможно".
Эмм, при электризации диэлектрика ширина запрещённой зоны влияет только на то, что у низкочастотных фотонов не хватит энергии сделать валентные электроны свободными.
Это никак не мешает смещению электронных оболочек, и прочим механизмам — обратите внимание, что вся энергия, полученная поляризованным диэлектриком, сводится к плотности энергии наведённого электрического поля.
А она не квантуется — т.е. нет никакого ограничения, которое бы помешало этой поляризации "из-за недостаточной энергии поляризующих фотонов".

V>Аналогично будет, если эта эбонитовая палочка попадёт в поле мощного низкочастотного ЭМ-излучения — электроны не смогут поглощать фотоны этих частот, т.е. не смогут менять свою энергию.
Зато они смогут просто смещаться относительно ядер атомов

V>Суть электрической индукции в диалектриках — изменение ориентации электронных облаков в атомах/молекулах.
V>Т.е. на орбиты электронных облаков влияние будет оказано (расщепление спектра), а на энергии электронов — нет.
Вот тут вы противоречите сами себе. Расщепление спектра бывает связано исключительно с изменениями энергий электронов. Например, в магнитном поле электрон может не только перепрыгнуть с уровня на уровень, но и поменять при этом спин. Из-за того, что энергия теперь определяется не только расстоянием от ядра, но и ориентацией спина, получаем то самое расщепление спектра.
Аналогичный эффект имеем в электрическом поле.

V>Был интерес пообсуждать новые теории, где фотоны целевой частоты не обязательны для получения колебаний целевой частоты на приёмном контуре.
Обязательны

Здравствуйте, Sinclair, Вы писали:

V>>И вот у нас единый кристалл, т.е. в рассмотрении единая квантовая система.
V>>Вполне может получиться так, что не найдётся м/у никакими разрешенными уровнями электронов такой разницы, чтобы излучить фотон целевой частоты f₀, хотя найдутся способы излучить фотоны с частотой, достаточно близкой к целевой (на величину некоего епсилон).
S>Нет, так не получится. В кристалле проводника у электронов нет как таковых "уровней". У них есть зоны проводимости, достаточно широкие.

Зона — это дискретный набор близкорасположенных энергетических уровней.

Какую бы малую разницу энергетических уровней ты не рассматривал, всегда можно найти такое значение энергии, которое невозможно выразить через разницу энергетических уровней, в т.ч. через разницу уровней, принадлежащих разным зонам.

Предлагаю, таки, вернуться к рассмотрению того, что представляет из себя когерентное излучение частоты, фотоны которой обладают той самой "невыразимой" энергией.

S>В пределах зоны электрон может иметь любую энергию.

Не может. Он может иметь лишь значение из дискретного набора энергетических уровней зоны.

S>Именно это и позволяет такой рамке ловить фотоны в широком диапазоне частот, в том числе и радио.

Ловить может из-за различных видов рассеяния (обмена энергией), в т.ч. числе из-за рассеяния "лишней" энергии на кристаллической решетке (в кристалле проводника свободные электроны обмениваются энергией не только друг с другом, но и с кристаллической решеткой, переводя часть полученной энергии непосредственно в тепло; ввиду невозможности рассмотрения всей комбинаторики подобного взаимодействия, было введено упрощение — квазичастица фонон).

А я предлагал взглянуть на излучение.

Здравствуйте, Sinclair, Вы писали:

V>>Речь тут о выполняемой работе, т.е. о приёме и передаче энергии.
S>Ок, хорошо. Я пытался начать с шага 0: рассмотреть совсем-совсем простую систему, в которой никакой работы не выполняется.

Зачем?
В изначальном условии задачи шла речь про излучение и поглощение.

V>>Пример с градиентом был приведён для этого (цитирую):
V>>

V>>Т.е., индукция тут такая — если это возможно для непериодического сигнала, почему это не может быть аналогично для периодического?
V>>(при том, что я не утверждал ни разу, что в НЧ диапазоне именно так и происходит, я хотел пообсуждать сами эти теории, бо они тоже достаточно хорошо проработаны в цифрах)

S>Это невозможно для непериодического сигнала, и для периодического тоже ничего подобного происходить не будет.

Чего именно не будет происходить?
Амперметр не покажет перетекания электронов при движении разнесённых в пространстве шаров вдоль градиента напряжёности электрического поля?

Т.е., ты ошибаешься, происходить будет аж бегом.

V>>Пример должен был продемонстрировать, что может происходить обмен переносчиками вовсе не тех длин волн, на которые разложился бы математически на Фурье изменяющийся во времени градиент (при движении по нему).
V>>Ключевое выделил.
S>Ок, давайте так. Уберём Кулоновское взаимодействие заряд-заряд;

Зачем?
Тем более, что кулоновское взаимодействие обобщается на взаимодействие заряд-поле, знаменитое F=qE.

Наличие силы объясняется обменом виртуальными фотонами, а вот возникновение работы (потеря или потребление энергии) — обменом реальными фотонами.

S>оставим только ЭМ-излучение.
S>Ваш вопрос эквивалентен такому: "можно ли представить излучение со спектром Х излучением с каким-то другим спектром Y".
S>В самом простом случае: нельзя ли представить монохроматическое излучение с частотой F0 комбинацией каких-то других частот F1 и F2?
S>Ответ: нет, нельзя.

И почему нет? ))

Нельзя представить разве что через линейную комбинацию частот.
Но запросто через нелинейную комбинацию.

Например, линейная комбинация частот F1+F2 (примем амплитуды одинаковыми, или вынесем разницу амплитуд за скобки) выражается через 2*F0*Fm, где F0=(F1+F2)/2, Fm=(F2-F1)/2.
F0 в терминологии радиоприёма несущая, Fm модулирующая частоты.

Пример с ШИМ-ом был тоже об этом.

S>Возьмём, например, излучение с частотой f1. И будем его модулировать с частотой f2; при этом f2 у нас намнооого меньше f1.
S>Если посмотреть на картинку — увидим огибающую. Появится ли у нас в спектре частота f2? (Или, на бытовом уровне: можем ли мы задетектировать что-то детектором, который настроен на частоту f2)?

Ты услышишь F2 в приёмнике АМ.

S>Можно ли так подобрать f2, чтобы увидеть в спектре f0?

Это ЧМ/ФМ.

S>Ответы на все эти вопросы хорошо известны.

Мне известны, а насчёт тебя берут сомнения.
Лучше бы тебе делать однозначные утверждения, на мой манер.

S>Амплитудная модуляция синусоиды синусоидой даёт излучение на трёх частотах: f1, f1+f2 и f1-f2. Никаких других частот у нас не появится.

Только здесь речь об обратном преобразовании — суммы в произведение, дал выше.
Всё-таки излучение фотонов — это, скорее, "сумма".

Но даже в твоём примере появляются частоты f1+f2 и f1-f2.

S>Что это означает? Что если мы, например, модулируем монохроматический свет радиочастотным сигналом, то на выходе будет видимый свет с расщеплённым спектром; причём линии будут очень близкими — ведь мы говорим о частоте ~500 терагерц, от которой боковые частоты отстоят на какие-то мегагерцы.

Лучше бы ты рассмотрел излучение близких частот Fi(всего N), да еще которые фазово-модулированы, для сохранения фазы относительно некоей подразумеваемой опорной F0.

Итоговый сигнал будет равен F0*(N+Fx0s+Fx0d+...+Fxns+Fxsd), т.е. будет представлять из себя сигнал частоты F0 с амплитутой N плюс некий амплитудный шум, тем меньший (шум — относительная величина), чем больше N.

На стороне приёма шум отфильтровывается и ву-а-ля (об этом тоже говорил).
Конкретно частота F0 на передающей стороне оказалась не нужна.

(Fxi — разностные и суммарные частоты, обычно далеко отстоящие от целевой F0)

V>>Или ты рассматривал свободные заряды? ))
S>Я рассматривал модель вообще без зарядов. Точнее, с одним зарядом.
V>>Свободные заряды, влияющие друг на друга больше, чем на величину квантовых флуктуаций, в любом случае не могут двигаться прямолинейно, как даётся в определении инерциальных систем в СТО.
S>Всё верно.

Поэтому я не мог рассматривать свободные заряды и обмен энергией м/у ними.
Но твои аргументы, мало того, что расплывчаты, так еще периодически отсылают именно к этому, когда ты неоднократно говорил о возможности рассеять на электроне любую энергию (любую не в смысле абсоютной величины, а в смысле непрерывной математической вещественной оси таких частот из пригодного для рассеяния диапазона, верно?).

S>Тут главное — чётко понимать, какие ограничения на энергию зарядов накладывает наша макросистема.

Окружающие понимают, только это уже оффтоп.

S>Например, в разрежённом газе у нас мало источников (или приёмников) энергии — только переходы электронов между уровнями.
S>Поэтому спектр такого газа будет линейчатым; и посветив на него "неправильным" излучением вы ничего не получите — оно просто пройдёт насквозь.

Это в одноатомном идеальном газе.
А если газ двухатомный (обычный), то м/у линиями максимума спектра не будет нуля, будет отличное от 0-ля значение.
Да и те линии максимума уже не будут иметь столь резкие границы, представляют из себя эдакие "шапки" (пусть и узкие), как у нормального распределения.

S>В реальности ширина линий ненулевая — дело в том, что у газа есть температура; атом, летящий "навстречу" фотону видит его частоту смещённой вверх, "попутно" — смещённой вниз.
S>Это даёт ему шанс провзаимодействовать с фотоном, частота которого на эпсилон отличается от "родной" частоты перехода.
S>Чем сильнее нагреем газ — тем шире станут линии.

Как раз молекулы двухатомного газа вращаются даже при весьма низких температурах, что усиливает описанный эффект.

V>>Речь могла идти только о макросистеме, где заряды связаны — электроны в проводниках или диеэлектриках.
V>>(а речь о такой системе и шла — приемной и передающей антенах)
S>Как раз в проводниках и диэлектриках у электронов гораздо больше свободы, чем в газе — они могут поглощать энергию не только на переходы между уровнями, но и на взаимодействие частиц.

С рассеянием понятно (и оно мне тоже играет на руку, кстате, позволяя рассуждать о возможностях "трактовать" фотоны чатот, отстоящие дальше, чем на эпсилон от F0, как целевые, т.к. лишнюю энергию в кристале есть куда деть).
А излучить фотон нужной энергии как?

S>Например, тепловые колебания атомов в кристаллической решётке дают телу возможность поглощать и излучать в инфракрасном диапазоне.

Обмениваться энергией могут даже в аккустическом диапазоне, но только внутри кристалла.

S>А движение электронов в проводнике вообще позволяет уйти от ограничения на минимальную частоту.

Скорость теплового движения электронов в проводнике на порядки больше скорости упорядоченного их "усреднённого" движения.
В общем, явление излучения при торможении или ускорения при поглощении у связанных электронов не имеет ничего общего с аналогичными явлениями у свободных электронов ("я рассматривал единичный заряд" (С) ).

Сюда же курить эффективную массу свободных электронов в металлах.

S>>>Вся радиотехника живёт как раз потому, что у электронов в металле не "уровни", а "зоны".
V>>"Зоны" — это приближенное определение, сторого говоря там уровни.
S>Как раз нет. "Уровни" сливаются, и образуют непрерывные полосы, в пределах которых электрон может иметь любую энергию.

Спасибо, что ты сформулировал свои представления явным образом, потому что мне надоело на это возражать.
Тут ошибка, никаких непрерывных полос нет.
Они принимаются условно-непрерывными для простоты рассчётов, т.е. это такой способ приближённого рассмотрения.

V>>Внутри обычного железа не может, этот эпсилон вовсе не произвольно мал при нормальных температурах
S>Произвольно.

РТФМ

S>Прочтите внимательно

Про запрещённые зоны?
Я это могу написать в многократно большем объёме, бо копал физику полупроводников достаточно глубоко в разные годы, мне это банально интересно.

В металлах зона проводимости пересекается с валентной зоной, т.е. никакой запрещённой зоны нет.
Выглядит как очередной залёт.

S>И учтите, что при поглощении кванта нас интересует не сама энергия электрона, а её дельта.

Блин, не покидает ощущение бреда наяву.
"Учтите то, что все знают со школы!!!"

S>Поэтому смещение расположения запрещённых зон нас не интересует. Обычный электрон "расположен" где-то в серединке разрешённой зоны. Кванты достаточно большой длины волны (с достаточно маленькой энергией) переместят его совсем чуть-чуть, и он останется в пределах разрешённой зоны. А вот если квант имеет такую частоту, что его поглощение засунуло бы электрон в запрещённую зону — вот тогда его наш материал "поймать" не сможет.

Ясно. ))
В общем, зон проводимости тоже бывает больше одной в сложнокомпонентных полупроводниках.
А у кремния зона дырок расщеплена даже в его нормальном состоянии.

V>>Что же касается "вся радиотехника живёт" — она живёт на квазиэлектронах. ))
V>>Реальные электроны создают шум, перепрыгивая своими энергиями м/у уровнями (образующими условную "зону"), но в целом этот макроскопический процесс описывает, допустим, некоторые гармонические колебания (ради которой, допустим, некий участок схемы проектировался) плюс обязательный шум. Вот этот шум — он об обсуждаемом.
S>Вы путаете понятие "квазиимпульс электрона" с "импульсом квазиэлектрона".

Я ничего не путаю.

S>Проводник принято считать состоящим из ионов, которые формируют кристаллическую решётку, и электронов, которые движутся в этой решётке (а вовсе не прыгают между уровнями в атомах).

Поглощать и излучать энергию электроны могут лишь квантами, прыгая при этом по энергетическим уровням, а не по узлам кристаллической решетки.
Это относится как к свободным электронам в металлах и полупроводниках, так и к связанным, а так же к механизму смещения электронных облаков связанных электронов.

Через квазиэлектроны выполняется эдакая подстановка этих всевозможных процессов, для простоты рассчёта.
Курить измерение эффективной массы квазиэлектронов на циклотроных резонаторах.
Квазиэлектроны показывают такой радиус движения, который реальные электроны никогда не смогли бы показать, из-за своей реальной массы (инерции).

В общем, в антенне создаётся переменный ток некоторой частоты, вокруг антенны возникает переменное магнитное поле, происходит потеря энергии на излучение.
Излучать фотоны, теряя энергию, источник может не только электронами, а даже ядрами узлов кристаллической решетки.

Мне просто было интересно для себя убедиться, насколько физик по образованию разбирается в электромагнетизме.
Ну, чтобы я напрасных выводов не озвучивал. ))

V>>Речь о спектре излучения и поглощения в радиопередаче.
S>Вы не сможете заменить радиопередачу набором фотонов, скажем, видимого диапазона

Это твои текущие представления.
Пример с ШИМ-ом — это объяснение на пальцах, откуда растут ноги у таких теорий, когда целевая частота получается через другие частоты.

Кстати, в моей коллекции самостоятельно разработанных и собранных электронных устройств был так же ШИМ-аудиоусилок, выходной каскад которого был выполнен на ключевых транзисторах, работающих на частоте около 200 кГц.

В более взрослом состоянии (уже в свои 22-23) делал высокочастотную эдектросварку на ферритовом трансформаторе размеров всего с кулак, т.е. весь сварочный аппарат был размером с большую кружку для чая. ))

Лет за 7 до этого с отцом делали сварочный аппарат на обычном трансформаторе и баластных резисторах, эта бандура для сварки электродами-пятеркой была коробом выше колена, т.е. в т.ч. целью было показать (илидаже похвастать) отцу, как можно было. ))

Я тогда занимался высоковольтными драйверами для неоновой рекламы (там в диапазоне 8-20 кВ требовалось для поджига, в зависимости от длины трубки).

В общем, как получать колебания нужной частоты из порций (квантов?) энергии совсем другой частоты знаю не по наслышке.

V>>Речь шла о другом — каков будет характер изменения ЭМ поля при этом.
V>>Речь шла о невозможности стремления 2-й производной к бесконечности.
S>Под второй производной вы имеете в виду, что типа вот у нас поле было, а вот его не стало? Или что?

Или собственное магнитное поле тока смещения.
Там все написано и термины применены правильно — можно подтянуть электродинамику, если подзабылось.

S>Потому что поглощение одного радиофотона очень мало повлияет на ЭМ-поле — напомню, такой фотон обладает крайне малой энергией; применяемое в быту радиоизлучение оперирует чудовищными количествами фотонов.

Речь шла о форме магнитного импульса фотона на временной шкале.
В общем, этот магнитный импульс принципиально не может представлять из себя дельта-функцию. (курить)

S>>>Следующие картинки нерелевантны, т.к. оперируют неверными предположениями.
V>>И ты можешь это раскрыть?
S>Раскрываю: вам кажется, что поглощение фотона — это какой-то плавный процесс, и что там есть что дифференцировать.

Мне кажется, ты опять разговариваешь с голосами в голове.

S>Ну там — электрон ускоряется под действием кванта, и это должно занимать какое-то время, потому что в физике "не бывает бесконечных производных".
S>А фишка квантовой механики — именно в том, что все взаимодействия — "мгновенны".

Взаимодействие может быть мгновенным, но магнитный поток не может быть бесконечным.
Например, мы "мгновенно" приложили напряжение к проводам, но ток не стал мгновенно равен значению, какое даёт формула из закона Ома, потому как такая мгновенность означала бы всплекс магнитного потока до бесконечной величины.

И да, фотону уже выполнили электродинамический расчёт, он полностю согласуется с классикой.

S>Это не означает, что там какие-то производные обращаются в какие-то бесконечности.

"Какие-то там". ))

Что такое ток смещения?

Как ты понимаешь "частоту фотона".

Я понимаю, что в КМ фотон принят не имеющим размера и структуры (потому что КМ не оперирует такими вещами), но в классике оптический фотон — это поперечная ЭМ-волна с левой или правой поляризацией, где скорость вращения перпендикулярных магнитного и эл поля соотвествует частоте фотона. И в классике же это было слишком много раз доказано.

S>Там вообще не получится взять производную — в привычном нам смысле время внутри акта взаимодействия не идёт.

При распространении света зато идёт, и квант магнитного поля фотона вовсе не бесконечен, а полностю подчиняется электродинамическому расчёту.

S>А означает эта мгновенность как раз то, что мы в принципе никак не можем обнаружить промежуточные состояния у этого процесса.

Ага, телега впереди лошади. :faceplam:

Ключевое — "не можем обнаружить".
Если мы способны наблюдать систему только до и после взаимодействия, то нам ничего не остаётся кроме как постулировать ненаблюдаемость процесса в неких "промежуточных стадиях".

V>>Огибающая магнитного импульса.
S>У фотона нет огибающей.

Было бы всё так просто, не делали бы приёмные антенны на четверть или 3/4 периода, потому что — а какая разница? ))

В общем, похоже, ты опять не понял ни черта.
Не требуется получить огибающую единичного фотона, требуется получить огибающую проекции магнитного поля когерентных фотонов на антенну.

Я в предложенной к обсуждению теории вижу кое-какие сложности, но они не там, где ты копаешь.
Обрати внимание на классическое представление фотона как волны, на длину этой волныи поляризацию.

Если бы речь шла об M-фотонах (или MJ-фотонах, каково подавляющее большинство оптических), то я бы ту теорию даже не обсуждал, бо даже если удастся фазировано испустить фотоны на источнике, то из-за разности частот их невозможно фазированно принять на приёмнике из-за произвольного расстояния м/у источником и приёмником. Домашнее задание — какие фотоны излучает радиоантена на целевой частоте?

S>Фотон, который представляет, к примеру, плоскую волну, в чистом виде "бесконечен" — ведь он же монохроматический, а, значит, должен иметь бесконечную "длительность".

А имеет? ))

S>Когда у нас фотон где-то локализован в пространстве, неравенство Гейзенберга означает, что он у нас немножечко размыт в частотной области.

1. Это при измерении.
2. И опять в реальности всё наоборот — в пространстве фотоны не научились локализовывать с нужной точностью, чтобы начинать рассуждать о расплывчатости частот.

(хотя я понимаю суть этого приготовленнго для отступления мостика, бгг)

S>А если мы перейдём к практике, то одиночные фотоны — редкость, мы говорим о волновом пакете, в который входят фотоны сразу многих разных частот.

Вообще-то наоборот, одиночный фотон уже представляет собой волновой пакет.
Много фотонов будет в случае какого-то "скоординированного" процесса, например, при испускании нехроматической пачки квантов на pn-переходе полупроводника.

S>И по тем же причинам мы не можем сделать короткий волновой пакет со слишком узким спектром.

Мде...

Волновой пакет — это обобщение волн де-бройля.
Похоже, ты вруг решил использовать бытовую интерпретацию этого термина.

Ну конечно, у электрона или протона волновой пакет предсталяет из себя спектр волн, но не у фотона.

S>Так вот — если мы возьмём огибающую нашего волнового пакета, то точно такую же форму огибающей можно построить из примерно чего угодно.

Одно но — спектр волнового пакета, скажем, свободного электрона, ты не сможешь задектерировать никаким преобразованием этих волн в другой (регистрируемый) вид энергии.
Рассеяние фотона на электроне можно выразить через взаимодействие их волновых пакетов, где волновые пакеты частиц после взаимодействия имеют ту же суммарную энергию и импульс.

S>Когда мы говорим про обмотки трансформатора, то у нас там идёт промежуточное преобразование через ток — движение электронов в проводнике.

Верно.
Только интересует некий усреднённый ток.
Но это усреднение поддерживается импульсами совсем другой частоты, чем требуемая.

Вот у тебя аудио-запись на 192 кЦг, но ты не слышишь эти 192 кГц, и не только потому что человеческое ухо не способно уловить эту частоту, а потому что после ЦАП происходит усреднение (НЧ-фильтрация) сигнала.

S>Как мы уже обсудили, там ограничений на дельту энергии электронов мало (в интересующем нас диапазоне), поэтому мы запросто можем сначала "разогнать" электрон серией "лёгких" фотонов, а потом "затормозить" его, заставив излучить один "тяжёлый" фотон.

Ага, это уже происходит в инфракрасном/оптическом-диапазоне на pn-переходе.
И суть "торможения" проста — электрон попадает из одной разрешенной зоны в другую, с другими энергиями, разница выделяется в виде кванта.

Напомню опять, что скорость теплового движения электронов на порядки больше скорости упорядоченного движения эдектронов, т.е. кивать на запас по тепловым скоростям электронов можно было бы, угу, но когда металл охлаждают до почти 0-ля кельвина, он не перестаёт работать в кач-ве антенны, а работает только лучше, т.к. сопротивление электронам со стороны узлов решетки падает (растёт проводимость).

При этом тепловая скорость неупорядоченного движения свободных электронов почти нулевая.
Т.е. электроны не разгоняются до нужных скоростей и не тормозятся при излучении квантов хотя бы обычного радиодиапазона, тем более СВЧ.
А излучение происходит.

Т.е. предлагаю тебе подобные наивные представления пересмотреть. ))

При том, что эти представления хорошо работают для квазиэлектронов — вот как раз через их разгон и торможение все процессы и описывают.
Для того их и ввели. ))

V>>Про наэлектризацию диеэлектрика (эбонитовой палочки) при медленном поднесении к заряженному телу я тоже говорил — там ширины запрещённых зон слишком велики чтобы рассуждать об обмене переносчиков больших длин (т.е. низких энергий), дословно говорил "для неметаллов это принципиально невозможно".
S>Эмм, при электризации диэлектрика ширина запрещённой зоны влияет только на то, что у низкочастотных фотонов не хватит энергии сделать валентные электроны свободными.

Не обязательно, внутри валентной зоны тоже дофига уровней.

S>Это никак не мешает смещению электронных оболочек, и прочим механизмам — обратите внимание, что вся энергия, полученная поляризованным диэлектриком, сводится к плотности энергии наведённого электрического поля.

При смещении электронного облака должна совершаться работа — обмен реальными фотонами (кристалл запасает потенциальную энергию поляризации).
При удержании облака в смещённом положении работа не происходит, происходит обмен виртуальными фотонами.

S>А она не квантуется — т.е. нет никакого ограничения, которое бы помешало этой поляризации "из-за недостаточной энергии поляризующих фотонов".

Надеюсь "не квантуется" было образно? ))

V>>Аналогично будет, если эта эбонитовая палочка попадёт в поле мощного низкочастотного ЭМ-излучения — электроны не смогут поглощать фотоны этих частот, т.е. не смогут менять свою энергию.
S>Зато они смогут просто смещаться относительно ядер атомов

Поглощая фотоны каких частот?
Как у тебя происходит работа без передачи энергии?

У этого процесса есть простое объяснение, которым ты, похоже не владеешь.

V>>Суть электрической индукции в диалектриках — изменение ориентации электронных облаков в атомах/молекулах.
V>>Т.е. на орбиты электронных облаков влияние будет оказано (расщепление спектра), а на энергии электронов — нет.
S>Вот тут вы противоречите сами себе. Расщепление спектра бывает связано исключительно с изменениями энергий электронов.

Садись, два. А еще оптик. ))

Расщепление спектра — это изменение картины разрешённых переходов электрона в связанной системе.
Ты же сам выше писал "учтите про дельту!"

Да, одной из причин может быть переход на другой энергетический уровень, в этом случае поплывёт сетка разниц с другими уровнями.
А может быть наличие ЭМ поля.

Походу ты был в не в курсе, заряженная частица не может вращаться в магнитном поле по произвольной орбите, которая в классике находится из силы Лоренца (правила правой руки). Что нельзя, бесконечно мало изменяя напряжёность внешнего магнитного поля (что можно сделать через монотонное приближение или удаления источника магнитного поля), добиться непрерывного изменения радиуса вращения заряженной частицы — этот радиус будет квантован.

Именно поэтому спектр не расплывается (как при нагреве двухатомного газа), а именно расщепляется.
(это все верно для относительно слабого магнитного поля, бо сильное магнитное поле способно влиять даже на принадлежность электронов атомам)

S>Аналогичный эффект имеем в электрическом поле.

В статическом электрическом поле причина другая — меняется рисунок разрешенных уровней, плюс (если речь не о диэлектрике) происходит перераспределение вещества в массиве кристалла. При этом спектр не расщепляется, а "плывёт" — смещается по асболютной шкале или границы линий спектра перестают быть резкими.

V>>Был интерес пообсуждать новые теории, где фотоны целевой частоты не обязательны для получения колебаний целевой частоты на приёмном контуре.
S>Обязательны

Тебе надо только это показать, потому что ты не заметил уловки:
А чем тебе трансформатор без сердечника не трансформатор?
И чем тебе система передающей и приёмной антенны не разновидность транформатора с воздушным сердечником?

Я тебе этот эффект могу прямо на коленке продемонстрировать, когда на приёмной антенне будет нужная частота, которой на стороне излучения не было.

====================
Ладно, начистоту если.

Спор ты ведёшь некорректно.
Обсуждение по-существу тебя не интересует, тебе больше интересно показать свои знания, поэтому слишком много оффтопа, слишком много подозрений в адрес собеседника аккурат по тем разделам, где ты хоть что-то знаешь, даже если эти разделы не связаны с обсуждаемым — мне надоело "отстреливаться" от твоих додумываний и вообще попыток рассматривать не то, что диктовалось условием задачи.

Конечно, давно надо было давно послать такого оппонента подальше, но тут не с кем пообсуждать, всего-то ты да D.Mon, приходится вас беречь как собеседников, даже когда вы проявляете свои характерные закидоны. ))

Походу, эта стратегия была ошибочной.

Мне ни разу не удалось разбудить в вас любопытства ни по одному вопросу, т.е. как собеседники для обсуждения открытых вопросов вы откровенно никакие.

D.Mon одно время двигался по прямой познания классических представлений аккурат ВУЗ-овского уровня... Я ХЗ что он делал в ВУЗ-е, если ему потребовалось проходить этот же материал повторно "для себя". (хотя, это где-то объяснимо, у меня так же вышло с историей и политологией)

А у тебя даже ВУЗ-овская программа целиком не покрыта, свою оценку я уже давал — примерно до 2-го курса. Далее максимум те разделы, где у тебя был диплом/курсовая, т.е. от чего увильнуть никак. Остальное ты достоверно прогулял.

Здравствуйте, Sinclair, Вы писали:

Вдогонку, нарисовал картинку:

Что это:
— допустим, мы излучаем короткими когерентными импульсами некоей частоты F1, где длина импульса намного меньше длины волны;
— допустим, мы подгадываем фазу каждого импульса таким образом, чтобы на приёмной стороне сложилась картинка как на картинке выше.
— на приёмной стороне можно будет задетектировать "огибающую" синусоиду частоты F0, которая, согласно иллюстрации, почти вдвое меньше, чем частота F1.

Ву а ля.

Здравствуйте, vdimas, Вы писали:

V>Ву а ля.
Ок, теперь понятно, что вы имеете в виду.
Смотрите, как это работает в физике.
Вы хотите излучать импульсы с частотой f1, и длительностью t1 << 1/f1.
Ограничение Гейзенберга запрещает вам такую вольность: монохроматические колебания с частотой ровно f1 можно обнаружить только в том случае, если длительность импульса >> 1/f1.
В реальности, если вы хотите "изобразить" одну из линий из электрического поля, вам придётся соорудить волновой пакет. Причём разброс частот в этом пакете будет как раз соответствовать примерно 1/t1.
С точки зрения квантовой механики, мы говорим о потоке фотонов с этими частотами, среди которых частота f1 даже не будет доминировать.
Теперь вы берёте, и конструируете из вот таких пакетов нужный вам профиль волны, с частотой f2.
Когда вы просуммируете все фотоны изо всех пакетов, с учётом фазы и соотношений их плотностей потока, то внезапно окажется, что все "лишние" фотоны друг друга скомпенсируют. Останутся только фотоны на частоте f2.
Ну, и плюс "шум" — то, насколько полученная вами кривая отличается от синусоиды. Если вы берёте набор "кусков", длительность каждого из которых равна t1, то основная частота шума будет ~ 1/t1.

Итого, мы получаем ровно то, с чего начали — A*sin(f2*t)+B*sin(t/t1).
Попытка "изобразить волну с частотой f2 из фотонов с частотой f1" провалилась.

Здравствуйте, AndrewVK, Вы писали:

AVK>Но при расширении метрики и приемник света тоже расширяется два раза. Так что никаких изменений обнаружить не получится. Вообще, где то пробегало доказательство, что равномерное расширение или сжатие метрики невозможно обнаружить никаким экспериментом.

Приемники (молекулы, атомы, более мелкие частицы) не подвержены космологическому расширению. Планеты, звезды и прочие черные дыры тоже. Вобщем оно нее совсем расширение метрики, то есть на больших маштабах да, на мелких нет. Физика не математика.

Здравствуйте, velkin, Вы писали:

V>Ее проще ли предположить, что возможно двигаться как ниже, так и выше скорости света относительно других объектов. А двигатели искажающие пространство и время выдумка фантастов.

Нет, это очень сложно предположить, много физики ломается. Кривое пространство (кротовые норы например) таких проблем не вызывают.

Здравствуйте, vdimas, Вы писали:

V>В изначальном условии задачи шла речь про излучение и поглощение.
Чтобы показать неверность тезиса "любой градиент электрического поля представим в виде суперпозиции фотонов различных частот".

V>Чего именно не будет происходить?
V>Амперметр не покажет перетекания электронов при движении разнесённых в пространстве шаров вдоль градиента напряжёности электрического поля?
Нет — не будет происходить разложения градиента на фотоны.

V>Зачем?
Затем, чтобы у нас не было "тестового" заряда, который поглощает энергию поля.
V>Наличие силы объясняется обменом виртуальными фотонами, а вот возникновение работы (потеря или потребление энергии) — обменом реальными фотонами.
Вот со вторым я согласен, а с первым — неа.

V>И почему нет? ))
Потому что уравнения Максвелла линейны.

V>Нельзя представить разве что через линейную комбинацию частот.
V>Но запросто через нелинейную комбинацию.

V>Например, линейная комбинация частот F1+F2 (примем амплитуды одинаковыми, или вынесем разницу амплитуд за скобки) выражается через 2*F0*Fm, где F0=(F1+F2)/2, Fm=(F2-F1)/2.
V>F0 в терминологии радиоприёма несущая, Fm модулирующая частоты.
S>>Возьмём, например, излучение с частотой f1. И будем его модулировать с частотой f2; при этом f2 у нас намнооого меньше f1.
S>>Если посмотреть на картинку — увидим огибающую. Появится ли у нас в спектре частота f2? (Или, на бытовом уровне: можем ли мы задетектировать что-то детектором, который настроен на частоту f2)?

V>Ты услышишь F2 в приёмнике АМ.
Ну, то есть для этого нужно нелинейное преобразование. А колебательный контур, настроенный на частоту f2, не поймает ничего.
S>>Ответы на все эти вопросы хорошо известны.

S>>Амплитудная модуляция синусоиды синусоидой даёт излучение на трёх частотах: f1, f1+f2 и f1-f2. Никаких других частот у нас не появится.

V>Только здесь речь об обратном преобразовании — суммы в произведение, дал выше.
V>Всё-таки излучение фотонов — это, скорее, "сумма".
Не "скорее", а просто сумма.
V>Но даже в твоём примере появляются частоты f1+f2 и f1-f2.
Они появляются не сами по себе, а как результат некоего нелинейного процесса.

S>>Что это означает? Что если мы, например, модулируем монохроматический свет радиочастотным сигналом, то на выходе будет видимый свет с расщеплённым спектром; причём линии будут очень близкими — ведь мы говорим о частоте ~500 терагерц, от которой боковые частоты отстоят на какие-то мегагерцы.

V>Лучше бы ты рассмотрел излучение близких частот Fi(всего N), да еще которые фазово-модулированы, для сохранения фазы относительно некоей подразумеваемой опорной F0.
Ну так это то же самое, вид сбоку.

V>Итоговый сигнал будет равен F0*(N+Fx0s+Fx0d+...+Fxns+Fxsd), т.е. будет представлять из себя сигнал частоты F0 с амплитутой N плюс некий амплитудный шум, тем меньший (шум — относительная величина), чем больше N.
V>На стороне приёма шум отфильтровывается и ву-а-ля (об этом тоже говорил).
V>Конкретно частота F0 на передающей стороне оказалась не нужна.
V>(Fxi — разностные и суммарные частоты, обычно далеко отстоящие от целевой F0)
Ок, отлично. Давайте возьмём какой-нибудь разрежённый газ — у которого узкие линии поглощения. И будем "стрелять" в него двумя частотами Fs и Fd, такими, чтобы (Fs+Fd)/2 == f0, частоте одного из переходов.
При этом Fs и Fd разнесены достаточно далеко, чтобы избежать попадания в линию поглощения, размытую из-за температуры газа.
Я утверждаю, что ничего поглощаться не будет. Несмотря на то, что вам будет казаться (при взгляде на картинку), что в сигнале есть F0.

V>Но твои аргументы, мало того, что расплывчаты, так еще периодически отсылают именно к этому, когда ты неоднократно говорил о возможности рассеять на электроне любую энергию (любую не в смысле абсоютной величины, а в смысле непрерывной математической вещественной оси таких частот из пригодного для рассеяния диапазона, верно?).
Верно.

S>>Например, в разрежённом газе у нас мало источников (или приёмников) энергии — только переходы электронов между уровнями.
S>>Поэтому спектр такого газа будет линейчатым; и посветив на него "неправильным" излучением вы ничего не получите — оно просто пройдёт насквозь.

V>Это в одноатомном идеальном газе.
Даже в одноатомном идеальном водороде линии размыты из-за его температуры.
V>А если газ двухатомный (обычный), то м/у линиями максимума спектра не будет нуля, будет отличное от 0-ля значение.
V>Да и те линии максимума уже не будут иметь столь резкие границы, представляют из себя эдакие "шапки" (пусть и узкие), как у нормального распределения.
Верно.

V>Как раз молекулы двухатомного газа вращаются даже при весьма низких температурах, что усиливает описанный эффект.
Совершенно верно. И чем плотнее вещество (больше взаимодействий между атомами), тем сильнее описанный эффект.

V>>>Речь могла идти только о макросистеме, где заряды связаны — электроны в проводниках или диеэлектриках.
V>>>(а речь о такой системе и шла — приемной и передающей антенах)
S>>Как раз в проводниках и диэлектриках у электронов гораздо больше свободы, чем в газе — они могут поглощать энергию не только на переходы между уровнями, но и на взаимодействие частиц.

V>С рассеянием понятно (и оно мне тоже играет на руку, кстате, позволяя рассуждать о возможностях "трактовать" фотоны чатот, отстоящие дальше, чем на эпсилон от F0, как целевые, т.к. лишнюю энергию в кристале есть куда деть).
V>А излучить фотон нужной энергии как?
Точно так же. Процессы поглощения и излучения строго симметричны.

V>Обмениваться энергией могут даже в аккустическом диапазоне, но только внутри кристалла.
Всё верно — это означает, что пришедший фотон с частотой f0 может потратить свою энергию не только на возбуждение атома или на его тепловые колебания,а ещё и на акустическую волну.
Отсюда имеем непрерывность спектра поглощения/излучения.

V>Скорость теплового движения электронов в проводнике на порядки больше скорости упорядоченного их "усреднённого" движения.
Нас интересует не абсолютная скорость, а её дельта при поглощении кванта.
V>В общем, явление излучения при торможении или ускорения при поглощении у связанных электронов не имеет ничего общего с аналогичными явлениями у свободных электронов ("я рассматривал единичный заряд" (С) ).
Прямо совсем ничего?
V>Тут ошибка, никаких непрерывных полос нет.
V>Они принимаются условно-непрерывными для простоты рассчётов, т.е. это такой способ приближённого рассмотрения.
Эмм, вы же только что сами рассказали про то, как расплываются линии поглощения как только мы уходим от модели "одиночных невзаимодействующих атомов".
Почему вы думаете, что уровни энергии внутри зоны проводимости при расплывании не начинают "налезать" друг на друга?

V>РТФМ
Отличная идея. Взял в библиотеке Тамма, Фейнмана, и Лифшица. Попробую найти подробное изложение данного вопроса, со ссылкой на авторитеты.

V>Про запрещённые зоны?
V>Я это могу написать в многократно большем объёме, бо копал физику полупроводников достаточно глубоко в разные годы, мне это банально интересно.
Запрещённые зоны нас не интересуют. Интересует поведение электронов в зоне проводимости.

V>В металлах зона проводимости пересекается с валентной зоной, т.е. никакой запрещённой зоны нет.
Я в курсе.

V>Ясно. ))
V>В общем, зон проводимости тоже бывает больше одной в сложнокомпонентных полупроводниках.
Нам достаточно одной зоны проводимости, которая была бы достаточно населена — т.е. рассматриваем обычный классический проводник.
Приём радиосигнала при помощи полупроводниковой антенны оставим на потом, ок?

V>Поглощать и излучать энергию электроны могут лишь квантами, прыгая при этом по энергетическим уровням, а не по узлам кристаллической решетки.
Электроны проводимости формируют "газ". По узлам они, конечно же, не прыгают.
V>Это относится как к свободным электронам в металлах и полупроводниках, так и к связанным, а так же к механизму смещения электронных облаков связанных электронов.

V>Через квазиэлектроны выполняется эдакая подстановка этих всевозможных процессов, для простоты рассчёта.
V>Курить измерение эффективной массы квазиэлектронов на циклотроных резонаторах.
V>Квазиэлектроны показывают такой радиус движения, который реальные электроны никогда не смогли бы показать, из-за своей реальной массы (инерции).

V>В общем, в антенне создаётся переменный ток некоторой частоты, вокруг антенны возникает переменное магнитное поле, происходит потеря энергии на излучение.
V>Излучать фотоны, теряя энергию, источник может не только электронами, а даже ядрами узлов кристаллической решетки.
Ну да, почему бы и нет. Ядра же электрически заряжены.

V>Это твои текущие представления.

V>В общем, как получать колебания нужной частоты из порций (квантов?) энергии совсем другой частоты знаю не по наслышке.
Для того, чтобы получать колебания нужной частоты из квантов другой частоты, вам нужен какой-то нелинейный процесс.
Понятно, что мы можем построить прибор, который, скажем, принимает из воздуха сигнал с несущей в 100 мегагерц, а из розетки — энергию с частотой 50 герц, а на выходе в колонку отдаёт сигнал в аудиодиапазоне.
Но если мы начнём копать вглубь этого прибора, мы найдём там какие-то компоненты, которые способны принять фотоны в 100МГц диапазоне, и набор всяких ухищрений по преобразованию одного в другое.

Можно синтезировать материал, который поглощает поток фотонов на частоте f0, а излучает на частоте 2*f0 (или наоборот). 100% КПД мы не получим, но на выходе таки будут появляться фотоны той частоты, которой вовсе не было в исходном потоке даже близко.
Но! Внутри этого материала таки будут атомы/молекулы, способные поглощать и излучать на частоте f0. Не будет такого, что у нас там нет ничего, связанного с частотой f0, а только с частотой 2*f0.

V>Речь шла о форме магнитного импульса фотона на временной шкале.
V>В общем, этот магнитный импульс принципиально не может представлять из себя дельта-функцию. (курить)
Не может, совершенно верно.

V>Взаимодействие может быть мгновенным, но магнитный поток не может быть бесконечным.
Ну почему только магнитный поток? Даже просто ускорение не может быть мгновенным — ведь это бы означало бесконечно большую силу.

V>Например, мы "мгновенно" приложили напряжение к проводам, но ток не стал мгновенно равен значению, какое даёт формула из закона Ома, потому как такая мгновенность означала бы всплекс магнитного потока до бесконечной величины.
Верно. С точки зрения квантовой механики, вы не можете получить "идеальный прямоугольник" хоть для магнитного поля, хоть для электрического из-за явления Гиббса — вам потребовались бы кванты с бесконечной энергией для формирования "углов". С точки зрения классической электродинамики, мешает индуктивность.

V>И да, фотону уже выполнили электродинамический расчёт, он полностю согласуется с классикой.
И с квантовой электродинамикой — тоже.

V>Как ты понимаешь "частоту фотона".
E/h.

V>Я понимаю, что в КМ фотон принят не имеющим размера и структуры (потому что КМ не оперирует такими вещами), но в классике оптический фотон — это поперечная ЭМ-волна с левой или правой поляризацией, где скорость вращения перпендикулярных магнитного и эл поля соотвествует частоте фотона. И в классике же это было слишком много раз доказано.
Не обязательно "левой или правой". Можно разложить на две взаимно-ортогональных плоских поляризации.

V>Ключевое — "не можем обнаружить".
V>Если мы способны наблюдать систему только до и после взаимодействия, то нам ничего не остаётся кроме как постулировать ненаблюдаемость процесса в неких "промежуточных стадиях".
Не "если", а "когда". Квантовая механика — именно об этом. Нельзя поглотить полфотона.

V>Было бы всё так просто, не делали бы приёмные антенны на четверть или 3/4 периода, потому что — а какая разница? ))

V>В общем, похоже, ты опять не понял ни черта.
V>Не требуется получить огибающую единичного фотона, требуется получить огибающую проекции магнитного поля когерентных фотонов на антенну.

V>Я в предложенной к обсуждению теории вижу кое-какие сложности, но они не там, где ты копаешь.
V>Обрати внимание на классическое представление фотона как волны, на длину этой волныи поляризацию.

V>Если бы речь шла об M-фотонах (или MJ-фотонах, каково подавляющее большинство оптических), то я бы ту теорию даже не обсуждал, бо даже если удастся фазировано испустить фотоны на источнике, то из-за разности частот их невозможно фазированно принять на приёмнике из-за произвольного расстояния м/у источником и приёмником. Домашнее задание — какие фотоны излучает радиоантена на целевой частоте?

S>>Фотон, который представляет, к примеру, плоскую волну, в чистом виде "бесконечен" — ведь он же монохроматический, а, значит, должен иметь бесконечную "длительность".
V>А имеет? ))
Да. Это проявляется в том, что у нас есть некоторая неопределённость момента времени, в который мы его обнаружим.

S>>Когда у нас фотон где-то локализован в пространстве, неравенство Гейзенберга означает, что он у нас немножечко размыт в частотной области.

V>1. Это при измерении.
С точки зрения КМ говорить о величинах в отсутствие измерения — ненаучная абстракция.
V>2. И опять в реальности всё наоборот — в пространстве фотоны не научились локализовывать с нужной точностью, чтобы начинать рассуждать о расплывчатости частот.
И не научатся. Нет физического механизма, который бы позволил нам отдельно задетектировать "голову" и "хвост" отдельного фотона.
А вот импульсы мы умеем создавать в том числе и длительностью 5фс. Это соответствует всего нескольким колебаниям на опорной частоте.

V>Вообще-то наоборот, одиночный фотон уже представляет собой волновой пакет.
В некотором смысле — да. На пальцах мы можем представлять себе ЭМ-импульс как комбинацию определённого количества фотонов, каждый из которых имеет определённую частоту, а можем — как набор одинаковых фотонов, у каждого из которых частота не равна какому-то одному значению, а представляет собой суперпозицию многих частот.
Простой пример — будем светить лазером на дифракционную решётку под каким-то углом. Пока лазер излучает непрерывно, решётка отклонит луч на какой-то угол, будем иметь точку на мишени.
Как только мы попробуем модулировать излучение — хоть управлением накачкой, хоть вращением колёсика с отверстием, хоть при помощи электроуправляемого зеркала — точка начнёт расплываться, показывая разброс частот детектируемых фотонов. И это будет происходить даже в том случае, если мы снизим мощность излучения так, чтобы фотоны гарантированно пролетали через систему "по одному".

V>Много фотонов будет в случае какого-то "скоординированного" процесса, например, при испускании нехроматической пачки квантов на pn-переходе полупроводника.
Процессы с единичными фотонами будут вести себя точно так же.

V>Волновой пакет — это обобщение волн де-бройля.
V>Похоже, ты вруг решил использовать бытовую интерпретацию этого термина.
Нет. Понятие "Волновой пакет" применимо к любому колебательному процессу, включая фотоны, акустические колебания, и волны "плотности вероятности", о которых вы говорите.

V>Ну конечно, у электрона или протона волновой пакет предсталяет из себя спектр волн, но не у фотона.
Собственно идея де Бройля и состоит в том, что все квантовые частицы ведут себя одинаково.

V>Одно но — спектр волнового пакета, скажем, свободного электрона, ты не сможешь задектерировать никаким преобразованием этих волн в другой (регистрируемый) вид энергии.
Не очень понял ваше утверждение. В квантовой механике термин "волновой пакет" для электрона означает, что при его детектировании мы можем обнаружить различные длины волн; вероятность обнаружить электрон с определённой длиной волны соответствует квадрату плотности спектральной составляющей в волновом пакете.

V>Только интересует некий усреднённый ток.
V>Но это усреднение поддерживается импульсами совсем другой частоты, чем требуемая.
V>Вот у тебя аудио-запись на 192 кЦг, но ты не слышишь эти 192 кГц, и не только потому что человеческое ухо не способно уловить эту частоту, а потому что после ЦАП происходит усреднение (НЧ-фильтрация) сигнала.
Даже если бы мы не делали НЧ-фильтрацию, её проведёт человеческое ухо.

V>Ага, это уже происходит в инфракрасном/оптическом-диапазоне на pn-переходе.
V>И суть "торможения" проста — электрон попадает из одной разрешенной зоны в другую, с другими энергиями, разница выделяется в виде кванта.
Или просто тормозится в пределах одной разрешённой зоны.

V>Напомню опять, что скорость теплового движения электронов на порядки больше скорости упорядоченного движения эдектронов, т.е. кивать на запас по тепловым скоростям электронов можно было бы, угу, но когда металл охлаждают до почти 0-ля кельвина, он не перестаёт работать в кач-ве антенны, а работает только лучше, т.к. сопротивление электронам со стороны узлов решетки падает (растёт проводимость).
http://fn.bmstu.ru/data-physics/library/physbook/tom5/ch6/texthtml/ch6_5.htm

Задача 6.5. Вычислите интервал между соседними энергетическими уровнями свободных электронов в металле при T=0 вблизи уровня Ферми. Считайте, что концентрация свободных электронов n=2*10²² см ^-3.
...
Ответ: dE ~ 2*10^-22 эВ

Какой длине волны соответствует эта энергия? 6.2*10¹⁵м. Вот вам ограничение на максимальную длину волны, которую можно поймать в охлаждённом до нуля металле.
Если мы его чуть-чуть нагреем, то расплывание линий приведёт к получению непрерывного спектра, и можно будет говорить об отсутствии квантового ограничения на длины волн.
Вопросы есть?

V>Т.е. предлагаю тебе подобные наивные представления пересмотреть. ))
Может, наоборот?

V>Не обязательно, внутри валентной зоны тоже дофига уровней.
Они обычно забиты до отказа.

V>При смещении электронного облака должна совершаться работа — обмен реальными фотонами (кристалл запасает потенциальную энергию поляризации).
V>При удержании облака в смещённом положении работа не происходит, происходит обмен виртуальными фотонами.

V>Надеюсь "не квантуется" было образно? ))
Это значит !нет никакого ограничения, которое бы помешало этой поляризации "из-за недостаточной энергии поляризующих фотонов""

V>Поглощая фотоны каких частот?
Тех самых частот, которые "низкочастотные".

V>Да, одной из причин может быть переход на другой энергетический уровень, в этом случае поплывёт сетка разниц с другими уровнями.
V>А может быть наличие ЭМ поля.
Причиной является то, что энергия электрона перестаёт описываться занимаемой им орбиталью.

V>Именно поэтому спектр не расплывается (как при нагреве двухатомного газа), а именно расщепляется.
Всё верно. Квантование магнитного момента — ну, у электрона его не очень много вариантов, спин-то у него полуцелый.
Поэтому наложение магнитного поля снимает вырождение с энергетических уровней, что мы и наблюдаем в виде расщепления линий.

V>И чем тебе система передающей и приёмной антенны не разновидность транформатора с воздушным сердечником?
V>Я тебе этот эффект могу прямо на коленке продемонстрировать, когда на приёмной антенне будет нужная частота, которой на стороне излучения не было.
Давайте, продемонстрируйте. Будет интересно.

Здравствуйте, Sinclair, Вы писали:

S>Вы хотите излучать импульсы с частотой f1, и длительностью t1 << 1/f1.

Не стоило так вилять с первого же абзаца, я хотел обратного — принимать эти импульсы, см пост, на который отвечаешь.
На рисунке картинка на приёмной стороне, и именно её предлагалось обсуждать.

Если тебе даже захотелось пообсуждать методы генерирования подобного сигнала (допустим!) — это надо было делать параллельно с ответом, а не вместо него.
В крайней случае, ограничить свой пост одним этим вопросом-шоустоппером, после разъяснения которого двигаться далее.

Я бы тебе накидал вариантов:
— набор монохроматических излучателей в разных фазах, некая система каким-либо образом последовательно переключает поток фотонов, по кругу проходя по излучателям;
— "квантовая фильтрация" через спектры поглощения — подобрать такой набор последовательных "фильтров", чтобы на выходе была относительно узкая щель в диапазоне частот F1.
— предположить, что эти фотоны такой загогулиной из космоса прилетели согласно невероятной случайности, где обязьяна стуча хаотично по клавишам, однажды напишет "Войну и Мир".

Т.е. прилетели и прилетели.

S>Ограничение Гейзенберга запрещает вам такую вольность: монохроматические колебания с частотой ровно f1 можно обнаружить только в том случае, если длительность импульса >> 1/f1.

Обнаружить монохроматические колебания частоты F1 не требуется.

Напоминаю, частоте F1 соответствует лишь энергия прилетающих фотонов, а не спектр наводимой на стороне приёма ЭДС.

S>В реальности, если вы хотите "изобразить" одну из линий из электрического поля, вам придётся соорудить волновой пакет. Причём разброс частот в этом пакете будет как раз соответствовать примерно 1/t1.

Похоже на торговлю, но торгуешься ты без знания дела:
— величина 1/T_{импульса} это не "разброс спектра" (в ВУЗ-е я бы сходу отправил студента на пересдачу), это отсутствующая частота в спектре (первая минимальная и все ей кратные, т.е. её гармоники).

А разброс спектра теоретически бесконечный, если рассматривать спектр единичного импульса.
И я с этого обсуждения и начал — "по Фурье" там бесконечный спектр, когда рассматриваем градиент (каждый отдельный импульс на графике является примером этого "градиента" ЭМ поля во времени/пространстве).

В общем, не прокатило.

S>С точки зрения квантовой механики, мы говорим о потоке фотонов с этими частотами, среди которых частота f1 даже не будет доминировать.
S>Теперь вы берёте, и конструируете из вот таких пакетов нужный вам профиль волны, с частотой f2.
S>Когда вы просуммируете все фотоны изо всех пакетов, с учётом фазы и соотношений их плотностей потока, то внезапно окажется, что все "лишние" фотоны друг друга скомпенсируют. Останутся только фотоны на частоте f2.

Опять не прокатило. ))

Если бы все лишние фотоны "друг друга скомпенсировали", нам бы осталась ничтожная доля от принятой энергии для частоты F0.

Ты бы хоть на глаз прикинул плотность спектра каждого такого импульса в области частот F0 — она там не просто ничтожная, а чуть ли не стремящаяся к 0-лю.
Но на рисунке хорошо видно, что небольшую долю составляет как раз шум, а целевой сигнал частоты F0 содержит в себе практически всю принятую энергию.

S>Ну, и плюс "шум" — то, насколько полученная вами кривая отличается от синусоиды. Если вы берёте набор "кусков", длительность каждого из которых равна t1, то основная частота шума будет ~ 1/t1.

Когда говорят о шуме, то рассуждают только о его спекре и относительной энергии (относительно целевого сигнала).

Спектр шума по радиомеркам лежит слишком далеко, аж N октав от F0, где N — кол-во импульсов на период.
Т.е. с практической т.з. этого шума, считай, нет.

Цитирую себя много постов назад:
"затем на приёмной стороне всёё-равно фильтрация и т.д."

И да, нам никто не мешает усложнить схему — передавать на ту же антенну еще аналогичный сигнал, где фаза импульсов сдвинута на 180 градусов относительно фазы импульсов на рисунке, а фаза целевого сигнала та же, что уменьшит шум в sqrt(2) раз. Если взять M таких излучателей, с равномерно сдвинутыми по фазе импульсами, то мы получим уменьшение шума в sqrt(M) раз.

Дополнительно можно увеличивать N (кол-во импульсов на период).
В пределе можно свести отношение сигнал шум к сколь угодно минимальному.

S>Итого, мы получаем ровно то, с чего начали — A*sin(f2*t)+B*sin(t/t1).
S>Попытка "изобразить волну с частотой f2 из фотонов с частотой f1" провалилась.

Ясно.
У тебя опять не хватило мужества обсуждать поставленную задачу, вместо этого мы пронаблюдали разговор с воображаемым собеседником.

В таком виде это даже не демагогия, это ж палево.
Это ж стандартный приём, когда кому-то не хочется заниматься чем-то, или ему объективно сложно выполнить просьбу — он тогда инстинктивно (а кто-то специально) начинает объяснять источнику просьбы, что тому на самом деле вовсе не надо то, что он просит.

В такие минуты я порой получаю эстетическое наслаждение, наблюдая убедительнейшие пассажи и важнейшие аргументы, где цена первым и вторым ровно ноль.

Ну разумеется, ты хорошо понял, куда я клоню, вот и принялся спасать тонущую лодку.

От:	Sinclair	https://github.com/evilguest/
Дата:	06.06.19 04:45
Оценка:

	От:	Sheridan
	Дата:	06.06.19 14:38
	Оценка:

	От:	vdimas
	Дата:	06.06.19 16:39
	Оценка:

От:	Sinclair	https://github.com/evilguest/
Дата:	06.06.19 18:24
Оценка:

	От:	Cyberax
	Дата:	06.06.19 20:48
	Оценка:	+1

	От:	GarryIV
	Дата:	16.02.21 06:36
	Оценка:

	От:	GarryIV
	Дата:	16.02.21 06:42
	Оценка: