onsdag 24 september 2008

Stillastånde Fotoner

Jag har ett litet tankeproblem som har stört mig ända sedan Karl, jag och Jocke gjorde projektarbetet i skolan. För att vara mer specifik: Då vi gjorde experimentet "Bestämning av ljushastigheten". I detta experiment bestämde vi även brytningsindex för glas och vatten tror jag. Den som läsare fysik böcker på gymnasienivå eller lägre har säkert läst att det tar ljuset 1.5ggr längre tid att åka en viss sträcka i glas än i luft (alternativt vakuum). Då drar många slutsatsen att ljusets hastighet har förändrats, nämligen blivit mindre. Så är inte fallet.

När fotoner (ljus) träder in i glas absorberas fotonerna av atomerna i glaset. Strax efteråt frigör atomen denna energi i form av en ny foton.
Image Hosting by Picoodle.com
Detta tar en viss tid och det är detta som gör att vi mäter olika tid för hur snabbt ljuset rör sig genom olika medium.

Problemet som har stört mig är detta:
Accelererar fotonen när den frigörs från atomen upp till C? Eller är det momentärt? Och slutligen; När fotonen frigörs och den inte utsätts för någon kraft alls, kommer den att stå still?

En saks relativa hastighet bestäms utav kraften som påverkade den i början, men om ingen kraft har påverkat saken har den den relativa hastigheten 0. Om detta stämmer så bör det stämma för fotoner med. Men eftersom fotoner inte har någon massa ger detta upphov till att vi aldrig har observerat någon stillastående foton i något experiment, dvs, även den minsta energi skulle ge fotonen nog med energi att accelereras till hastigheten C. Då snackar jag 0,00~ energi värden.
Det ger också att det omöjligt kan finnas en stillastående foton i hela universum, därför att det finns krafter som påverkar exakt överallt. Men det ger också att rent teoretiskt sett så skulle en foton kunna ha den relativistiska hastigheten 0. Vilket är en omöjlighet enligt Einsteins relativitetsteori.

Inga kommentarer: