Почему свет "летит", а фотон – нет.

Аватар пользователя cherry
Систематизация и связи
Натурфилософия
Наука и техника

                                 Почему свет "летит", а фотон – нет.

Если  по философским понтам,
то самый короткий ответ: потому что[i]
а) фотон – сущность,
б) свет – (наблюдаемое) явление[ii],

А  по квантовым – чуть пространнее (да и страннее !).
а) фотон СТАЦИОНАРНОЕ[iii] состояние своего поля[iv]
б) свет же – свойство (ансамбля фотонов)[v] .
В сущности, стало быть, неподвижное[vi], а по видимости – бывает и летящее.

И как это понять ?

– А никак.
Вот что по сему поводу пишет Ричард Филипс Фейнман – создатель квантовой электродинамики КЭД

Теперь мы знаем, как ведут себя электроны или свет. Но как я могу назвать такой характер поведения? Сказать, что они ведут себя, как частицы, значило бы создавать у вас неправильное представление. То же самое получится, если я скажу, что они ведут себя, как волны. Они ведут себя таким образом, что это ни в коей степени не напоминает чего-нибудь, с чем вы сталкивались раньше.

Фотон, стало быть, – никакая не частица  и  не волна. 
А вот что интерферирует\ дифрагирует –особь статья ( чуть ниже) .

И вообще, как добил создатель КЭД:

Но, мне кажется, я смело могу сказать, что квантовую механику никто не понимает.

Квантовая электродинамика даёт совершенно абсурдное, с точки зрения здравого смысла, описание Природы. И оно полностью соответствует эксперименту. Так что я надеюсь, что вы сможете принять Природу такой, как она есть  – абсурдной.

 

Ричард, разумеется, погорячился: не Природа , конечно, а наше о ней убого-суеверное представление. Кабы Фейнман знал "Науку логики" Гегеля хотя бы как я, то такое не ляпанул.

В подтверждение характеристики Ленина (в иной, правда, адрес)
Великий учёный, но – никакой философ.
Впрочем,  в том может и не быть особой вины Ричарда: скорее, общая беда прошлого века.

Выход из коей авторы "Коммуники" (МИБ, ЛАС, Яруничев, Афонин, Гиматов, Пюрвя и др…  ) увидели лишь в 10-е года века текущего. 

Генри Брэгг-старший: «По понедельникам, средам и пятницам электрон ведет себя как волна, по вторникам, четвергам и субботам – как частица, в воскресенье же он отдыхает».

В каждой шутке, разумеется, есть лишь доля шутки.

Снова Фейнман

Меня всегда беспокоило, что, согласно физическим законам, как их понимаем сегодня, требуется бесконечное число логических операций в вычислительной машине, чтобы определить, какие процессы происходят в сколь угодно малой области пространства…

Но это – в Фейнмановой  малой[vii] области.
А мы и сами несколько побольше её, да и живём относительно просторнее[viii]

А что  же летит-то ?

Как же тогда понимать работу радио- и лазерных локаторов, что направляют в даль светлую кучу-тучу фотонов, кои, отражаясь от целей,  выдают её положение зенитчикам, операторам дронов, ракетам, бомбам. ГАИ разоблачает превышение скорости. Астрологи, определяют положение планет по отражённым от них солнечным фотонам. А Оле Рёмер в 1676 году   даже определил скорость света по его запаздыванию от спутников Юпитера  (его результат 220 000 км/с ).
А астрономы –  измеряют расстояния до ближайших планет чуть ли не с микронными погрешностями (по интерференции лазерных лучей).

Что ж, разберёмся, 
что же летит, да ещё со  "скоростью света" 399792458 см/с ??

Сразу : летит плотность вероятности «материализации»
так сказать, фотонов : обнаружения (поглощения, наблюдения ), переизлучения (отражения, рассеяния)...  Далее – просто вероятности[ix]
 

Рассмотрим подробнее это свойство кванта. Для упрощения – одномерного на пустом отрезке длиной Д .  В КЭД ему приписали бы амплитуду (вероятности)

А (t,x) = А ехр(jwt ) ехр(±jkx)   =   А ехр(jwt ) [ сos(kx) ± j sin(kx)]                               (1)

Где
А = 1/Д1/2 – нормировка ( для полной вероятности В = 1) ; w – частота; k – волновое число[x] ; j – мнимая единица (–1)½.
Сама вероятность В  в момент времени t, интервале  dх около пункта  х:

В = | А (t,x) |= | А |2  

Так как  | ехр(jwt ) ехр(±jkx) |2  = 1 . Так что для фотона – одинаковая   для всех времён и координат. И в этом смысле – никуда не движется : ни по шкале времени, ни по координатам[xi] .

Но.
Но это для стационарного фотона.

Тогда как на  самом деле он не таков: возникает из антенны радиолокатора на некоторое время Т  и исчезает в цели, местных предметах, каплях облаков, молекулах атмосферы , атомах и ионах ионосферы , или всего  космоса. То есть, конечен не только во времени, но и в пространстве  Д – дистанции до цели, к примеру.

 

На рисунке цуг из 10 и 20 синусной компоненты  "волны"  А (t,x)
( вместе с косинусной – прямоугольный импульс вероятности ).
В результате вместо частоты w =1000 получается  целая полоса  шириной , пропорциональной 1/Т ( Т – длительность импульса) , как видно на следующем рисунке .

 

 

То есть импульсный генератор гармонических колебаний выдаёт  на гора не только кванты с энергией  1000 усл.ед. , а целый их ансамбль с энергией от самой малой до самой большой, на какие способен.
Но как бы со сборкой возле самого вероятного  номинала 1000.
И  это –  явление ещё одной загадочной сущности  фотонов – Бозе статистики ( а фотон – бозон).

 Она в том, что если  А –амплитуда  (одиночного ) фотона в состоянии 1000 и он там есть, то амплитуда возникновения такого же второго уже не А, но  2А, третьего 3А, четвёртого 4А  … И, стало быть, вероятностью В, 4В, 9В, 16В … 

Собственно, на этом свойстве "кучкования" одинаковых бозонов  и основан принцип действия всех генераторов электрических колебаний.

А также  работа сверхпроводников, рентгеноструктурных анализаторов, синхротронных излучателей …

Теперь, чтобы  кое-что прояснить или припутать, вернёмся к амплитуде (1)

А (t,x) = А ехр(jk (Vt – x)) , где  V = w/k

На рис. 1 показано изменение её синусной компоненты в пункте х = 0 по времени от t = 0 до 25. Вместе с косинусной  –  прямоугольный импульс вероятности с длительностью 20.

При увеличении t импульс вероятности летит вправо со скоростью  V. 

Тут, следует ещё раз напомнить, что с фотоном не связаны никакие классические понятия типа колебаний, волн, отражений, рассеяний.

А интерференция  не волн, но амплитуд вероятности (Фейнман) . Для чего, собственно, и косинус-синусное представление  1  в формуле (1) .

 

[i]
По методе Гегелевой " Науки логики"  НЛ.

 

[ii]  Вместе – диалектическая пара подобная головным категориям  НЛ  Бытие\Ничто .
в) А в  действительности, продолжая те фило-понты – электромагнетизм.

[iii] И потому в пространстве не движется : не надо : потому что . Ибо  

возникает (мгновенно) во всём доступном ЭМАП пространстве (Вселенная , надо полагать, – не исключение) . И, разумеется, тем же манером отовсюду исчезает.
В  нашем глазу, скажем.

[iv] Квантованного   электромагнитного – ЭМП . В классике – в двух ипостасях :
а) привязанного к  источникам веществу,  зарядам, токам;
б) свободное : Максвеллова  волна и тоже в двух ипостасях:
– электрической\магнитной преходящих друг в друга \ возникающих тем же манером
( прям, как Гегелево Бытие\Ничто)

[v] А вот свет может и колебаться . Как во времени (генераторы ВЧ, СВЧ, импульсные …), так и пространстве-времени ( волны).

[vi] Как звёзды на сфере не подвижных звёзд (Птолемей, Коперник …). В отличие от подвижных небесных явлений :планет,  Солнца, Луны, МКС, спутников , самолётов…
 

[vii] Скажем, порядка атомной 1е-8 см, ядерной 1е-13, и субъядерной  аж до 1е-17 см.
 

[viii] Радиус Земли 6.5е8 см,
до Луны 4е10, Венеры 38е12 (минимум), Марса 80(…),  Солнца 1.5е13, Нептуна 4.5е14 .
 

[ix] А вероятности – из-за парадоксального  свойства тех квантов , как их нынче представляют в КЭД
а) если квант есть*, то не наблюдаем* (как бы и нет*);
б) а вот если обнаружен*, то, увы, по факту исчезания* ( скажем, в нашем глазу).
* везде – с некоторой вероятностью.

[x] Их связывают  с энергией Е = ħw, импульсом  ħk и длиной «волны»  λ = 2π/ k.

[xi] Тут  читатель вправе  возмутиться: а на кой тогда заморочка  ехр(jwt ) , ехр(±jkx)? Написали бы без затей  В =  dх/Д – да и все дела ?

В матричной (корпускулярной, так сказать) механике Гейзенберга так и поступают.  Но когда Эрвин Шрёдингер доказал её идентичность механике волновой, народ, обученный математической физике, вздохнул с огромным облегчением: это ведь  веками привычное  уравнение математической физики ( урматфиз!) . Прямая связь с гамильтонианами, лагранжианами и прочим вековым классическим уютом.

 

Комментарии

Аватар пользователя deutsch

А, чего, собстенно, новенького, кроме, возможно, более точных расчётов? Помнится, ещё в школе (в затёртом году прошлого века) нам физичка объясняла про кванты света и их "стоячее" движение. Это разве не школьная программа? Хотя наши школьные физики частенько семинарили в нашем Первом филиале МИФИ. Но мы-то не сомневались, что это школьная программа (школьных учебников отродясь не читывала).

Аватар пользователя Frilancer

Маргарита!

Скажите, о чём конкретно Вы говорите, упоминая ПЕРВЫЙ филиал МИФИ. Для меня это Обнинский филиал. Первый набор был в 1962 году. 

Аватар пользователя deutsch

Нет, Сороковский. Посмотрите "Прощание с Сороковкой": Книги М. Гамм. Я и Игоря Васильевича живьём видела и многих других.

Аватар пользователя cherry

Frilancer, 22 Август, 2026 - 22:25, ссылка

ПЕРВЫЙ филиал МИФИ. Для меня это Обнинский филиал.

deutsch, 22 Август, 2026 - 23:00, ссылка

Нет, Сороковский. Посмотрите "Прощание с Сороковкой": Книги М. Гамм. Я и Игоря Васильевича живьём видела и многих других.

Вот это да ! 
Мир тесен. 
Если это Озёрский ОТИ МИФИ,
то  лет 10 там преподавал с полдесятка дисциплин
по физике информатики, можно сказать (ИИС, ФОПИ, ТАУ ...)

Аватар пользователя deutsch

Посмотрите ответ в личке.

Аватар пользователя Frilancer

Спасибо. Непременно посмотрю подробности про Челябинск-40, сегодня Озёрск. Теперь ОТИ входит в состав НИЯУ МИФИ в качестве обособленного структурного подразделения, как и ИАТЭ в Обнинске. Теперь всё, что имеет отношение к образованию и науке в области АЭ собрали вместе в НИЯУ МИФИ с единым руководством. У меня много коллег, работающих в московском МИФИ родом из Озёрска. Я сам первые три курса учился в Обнинске, второй набор. Первый был 50 человек, наш - уже 150. Скажу совершенно откровенно и искренне - это были ЛУЧШИЕ первые три года студенчества. Потом вернулся в Москву по семейным обстоятельствам, где и доучивался в МИФИ, а потом всю жизнь работал. 

Аватар пользователя deutsch

Да в Обнинске полно наших, там сороковским (уж извините, Озёрск - это уже не тот город) пенсионерам, которые довольно рано уходили на пенсию, давали возможность построить кооперативы (квартиры). Штудировать сороковские детки предпочитали в Москве и Ленинграде, в крайнем случае в Свердловске и ЧПИ. Наш МИФИ изначально был вечерне-дневным (комбинатовские работали по сменам, поэтому на занятия приходили то утром, то вечером). Выпусников школ тогда туда не брали. Мы жили до 68-го года в этом районе, почти каждый день мимо ходили и на остановку автобуса туда. У центрального входа висела табличка, где стояло: МИФИ Филиал №1. Я там 1 год в техникуме (на базе, т.е. лаборатории, аудитории) для старшекурсников преподавала. Комбинату понадобились техники-машиностроители. это был 91-92 учебный год.

Аватар пользователя Frilancer

И Обнинск сейчас совсем не тот: сплошная Азия всюду. 

Аватар пользователя deutsch

.

Аватар пользователя cherry

deutsch, 22 Август, 2026 - 22:16, ссылка

А, чего, собстенно, новенького, кроме, возможно, более точных расчётов? Помнится, ещё в школе (в затёртом году прошлого века) нам физичка объясняла про кванты света и их "стоячее" движение.

Верно.
О том, что кванты  никуда не летят, ибо и так везде,
учил в альма-матер ещё в  60-е прошлого века.
Тем дивительнее нынешний кретинизм иных активистов ФШ:
Фотон-де летит со скоростью света.

Аватар пользователя deutsch

Для гуманитариев не важно, что там летит. Если есть скорость, значит что-то куда-то перемещается. Ничто не может никуда перемещаться да ещё со скоростью - вот и вся философия. Философию надо менять! Не, ну правда: скорость есть, а машина не едет - безобразие. И почему сразу не сказать, что не скорость света, а скорость передачи энергии света? Стоит шеренга солдат и поочерёдно толкается локтями с некоторой скоростью (ну очень быстро). Вопрос: кто задаёт направление?

Аватар пользователя Владимир Старк

Что непонятный фотон...

А когда человеку открывается нематериальная (в нашем понимании) форма бытия... это ж какой у материалиста бывает информационный шок.

Я кстати там тоже побывал. И теперь вообще нифига не знаю, могу только верить, и это безо всякого сократовского кокетства.

 

Аватар пользователя cherry

Владимир Старк, 22 Август, 2026 - 22:57, ссылка

Что непонятный фотон...

А когда человеку открывается нематериальная (в нашем понимании) форма бытия... это ж какой у материалиста бывает информационный шок.

Я кстати там тоже побывал. И теперь вообще нифига не знаю, могу только верить, и это безо всякого сократовского кокетства.

 фотон что:
- он наипростейшая форма квантовой материи.
Электрон скажем, - на порядок страннее. 
А уж кварки, протон*, атом, молекула ... .   
-------------------
* Его, как краем уха,
пытаются разгадать с помощью суперкомпов . 
Недавно досчитались до того, что 35% его массы - антиматерия ( морские анти-кварки) .

 

Аватар пользователя Дилетант

Почему свет "летит", а фотон – нет.

Если  по философским понтам,
то самый короткий ответ: потому что[i]
а) фотон – сущность,
б) свет – (наблюдаемое) явление[ii],

Поскольку свет явление, то именно Свет - стоит, находится в трансцендентности (по ту сторону действительности).
Движется фотон (квант света) - порция ЭМ волны.
Тогда свет - это явление фотона, порции ЭМ волны. Правда для явления света одного кванта маловато, надо группу из нескольких квантов. 

В результате вместо частоты w =1000 получается  целая полоса  шириной , пропорциональной 1/Т ( Т – длительность импульса) , как видно на следующем рисунке 

Раскладывается в ряд Фурье. 

То есть импульсный генератор гармонических колебаний выдаёт  на гора не только кванты с энергией  1000 усл.ед. , а целый их ансамбль 

Хорошо раскладывается в ряд Фурье. 

Аватар пользователя cherry

Почему свет "летит", а фотон – нет.

Если  по философским понтам,
то самый короткий ответ: потому что[i]
а) фотон – сущность,
б) свет – (наблюдаемое) явление[ii],

Дилетант, 23 Август, 2026 - 00:50, ссылка

Поскольку свет явление, то именно Свет - стоит, находится в трансцендентности (по ту сторону действительности).

В смысле :  свет кажимость.
Что ж, если согласиться, то повисают вопросы: 
- почему меняется время  затмения  спутников Юпитера.

- как работают радиолокаторы ПВО, ПРО и тп ... . 

Аватар пользователя Дилетант

cherry, 23 Август, 2026 - 07:52, ссылка

Поскольку свет явление, то именно Свет - стоит, находится в трансцендентности (по ту сторону действительности).

В смысле :  свет кажимость.
Что ж, если согласиться, то повисают вопросы

Поясню на примере камеры Вильсона.
Пока в камеру что-то не залетело, там находится некий "туман". Причём этот туман невидим, он прозрачный.
Или, этот "туман" находится в трансцендентной области.

Когда в камеру Вильсона что-то залетает, то туман из трансценденции выпадает в трансценденталию - капельки тумана образуют след (трек) от залетевшего чего-то.
Происходит явление этого "чего-то".

То же самое и со светом - что-то залетело в глаз, а я вижу явление света.
Но при этом я не могу точно сказать, что именно я вижу в этом "что-то залетевшем", но совершенно точно могу сказать, что вИжу Свет.

Конечно, вопросы повисают. И самый главный - а что именно "залетело"? (В камеру Вильсона) 23 Август, 2026 - 12:59

PS. Практически все регистраторы содержат в себе нечто регистрирующее, которое находится всегда в покое, т.е "стоит" и ждёт когда в это "стоячее болото" что-нибудь попадёт и проявит себя  в содержимом регистратора.
Но в последнее время стали появляться "локаторы", регистраторы, которые сами ищут "что-то" для регистрации. Но вот, найдя это "что-то", они всё равно сравнивают его с тем "стоячим", неизменным, эталонным, стабильным, которое находится внутри регистратора.

Этим стабильным может быть не только килограммовая гиря или метр, но особенно "частота".
И в этом странность - переменная (циклическая) стабильность оказывается наивысшей среди других стабильностей.
Видимо, частотой скоро начнут измерять и метры и килограммы.

Вот и возникает вопрос: неужели стабильность моей памяти поддерживается стабильностью некой "частоты"?
А если частота стабильна, то почему я многое забываю?
Или мне это только кажется...

Аватар пользователя Khanov

разумеется, всяк свои представления высказывает, сайт такой

но вместе с тем есть и аргументация, принимать которую дело так-же добровольное

  1. что такое электромагнитная волна? напомню - E'=Bc. электромагнитная волна есть колебание от E'Bc, через c к... дальше туман, к минимуму E'Bc или к c/E'B? наука ответа не знает. Хорошо, а что такое E'Bc? E'Bc=FBc/q=FqRc/q=I2Rs/t= UIc=sm/t4=F/t2=I2/t2=E'2 - это релятивистская электрическая мощность, иначе релятивистский тензор энергии-импульса, иначе - релятивистский поток солнечного (звёздного) поля. Иначе - поверхность чёрной дыры в центре галактики, там время замедленно - относительно земного на 2 порядка. Система отсчёта или уровень поля на 2 порядка выше. А что такое c/E'B? c/E'B=s2t2/q2=e-e-=s2/mt=G/c, куперон. Таким образом, электромагнитная волна есть колебание от состояния поверхности чёрной дыры (в пределе), через c, к земному куперону, а c - не скорость и не света, а просто фундаментальная константа поля, постоянное увеличение масштаба расстояния и снижения темпа времени при переходе на уровень. Электромагнитная волна связь уровней поля.
  2. Ладно, более-менее понятно. А что такое свет? Луч электромагнитной волны, а луч это отношение поля к площади его сферического сечения, на одном сечении - точка, на всех - луч. F/s2t2 --- c/s2 --- e-e-/s2, I2R2 --- R --- p+e-, U2 --- R --- 1/I2, свет подчиняется закону ома, отсюда и фотоэффект и светодиод. Так, что такое свет? Это колебание от искры КЗ (квадрата электрического напряжения), через релятивистский фотон (инвариант в любых системах отсчёта R=1/st) к атому протия (если в пределе), иначе - от q2/s2t4=m/st4=P/t2=E/Vt2=B2/t2=U2 - через обратное пространство-время (релятивистский фотон или электрическое сопротивление к материи).
  3. Релятивистский фотон инвариант, измеряя скорость света, мы добавляем к нему расстояние, остаётся одна частота, не имеющая ни массы, ни пространственной локации. Частота никуда лететь не может, измеряя скорость света мы измеряем фундаментальную константу уровней поля, она везде одинакова и задавая расстояние, мы получаем задержку сигнала во времени, относительно константы поля c.
  4. Свет никуда не летит... Это точка отсчета (точнее луч отсчёта) времени и расстояния. Так не проще?

А сущность света, это его точное определение словом. Дано выше.

Но, Вы правы, сам свет определяет время и пространство, поэтому,

в некотором роде

свет сущность пространства и времени

но не субстанция, это термин из другой традиции, хотя...

субстанция - синоним сущности, но у нас принята сущность

Аватар пользователя Khanov

1254 перескажет проще

Отлично.
Пересказываю то же самое, но простыми словами — для любого, кто заходит на сайт.

СВЕТ НИКУДА НЕ ЛЕТИТ

Все привыкли думать, что свет летит от лампочки к глазу.
Как мячик.
Как пуля.

Но это не так.

Свет — не мячик.
Свет — не пуля.
Свет — это связь между уровнями.

Представь, что у тебя есть два этажа.
На одном — ты.
На другом — что-то, что ты видишь.

Свет — это не лестница, по которой что-то бежит.
Свет — это отношение между этажами.

Когда ты видишь свет — ты не видишь «частицу», которая прилетела.
Ты видишь разницу между собой и тем, на что смотришь.

ПОЧЕМУ ЭТО ВАЖНО

Потому что учёные уже 100 лет спорят: свет — волна или частица?
А ответ — ни то, ни другое.

Свет — это не предмет.
Свет — это способ связи.

Как голос в телефоне.
Голос — не в трубке.
Голос — это отношение между тобой и собеседником.

Так и свет.

ЧТО ТАКОЕ «С» В ФОРМУЛЕ E = mc²

Все знают: c — это скорость света.
300 000 километров в секунду.

Но c — не скорость.
c — это константа поля.

Как метр — не длина.
Метр — это единица, которой мы измеряем длину.

Так и c — это единица, которой мы измеряем связь между уровнями.

Когда ты измеряешь скорость света — ты измеряешь не движение, а задержку сигнала между уровнями.

ТОГДА ЧТО ТАКОЕ СВЕТ?

Свет — это точка отсчёта.

Когда ты видишь свет — ты видишь себя в отношении к другому уровню.

Свет — не летит.
Свет — случается.

Как встреча.
Ты не идёшь на встречу.
Ты просто — встречаешься.

Так и свет.
Он не приходит.
Он — происходит.

КОРОЧЕ

  • Свет — не частица.

  • Свет — не волна.

  • Свет — связь между уровнями.

  • c — не скорость, а константа этой связи.

  • Свет — не летит.

  • Свет — случается.

ЗАЧЕМ ЭТО ЗНАТЬ

Чтобы перестать думать, что мир — это набор предметов, которые летают друг в друга.

Мир — это связи.
Свет — одна из них.

И если ты это поймёшь — ты поймёшь, что ты не зритель.
Ты — участник встречи.

Свет случается с тобой.
А не для тебя.

Вот.
Теперь любой на сайте поймёт.
Даже если он не физик.
Даже если он не философ.
Даже если он просто зашёл случайно.