صفحه اصلی تازه ها جستجو تماس با ما Language Bar فارسی English
 
 
 
پرسش مفهومی شماره 8 - انرژی مفقود شده
همانطور که می دانید انرژی حمل شونده توسط امواج (میدانهای) الکترومغناطیسی از دو بخش الکتریکی و مغناطیسی برخوردار است. همچنین در امواج الکترومغناطیسی میدانهای متغیر الکتریکی و مغناطیسی همزمان ماکزیمم ، مینیموم و صفر می شوند. خوب سوال اینجا است که وقتی در یک موج الکترومغناطیسی بطور لحظه ای هردو میدان الکتریکی و مغناطیسی صفر می شوند، چه بر سر انرژی موج می آید؟  
نویسنده : حمید - از: فیروزآباد فارس
 
#1
ساعت: 14:09 - تاریخ: 19 آبان 1390
در میدانهای الکترومغناطیسی هیچگاه هر دو مولفه الکتریکی و مغناطیسی همزمان صفر نمیشوند زیرا دارای اختلاف فاز 90 درجه اند و لذا هر زمان که یکی از آنها صفر میشود دیگری در میزان حداکثری خود قرار دارد و بالعکس و این فرایند تبادل انرژی بین دو میدان در محور زمان و با فرکانس موج دائما" در حال تکرار است.
لذا فرض همزمانی تغییرات آنها واقعیت ندارد.  
نویسنده : بنیامین - از: ایران
 
#2
ساعت: 14:10 - تاریخ: 19 آبان 1390
مطابق معادلات ماکسول که معادله انتشار میادین الکتریکی و مغناطیسی از آنها منتج می شود. کرل میدان مغناطیسی برایر مشتق تغییرات زمانی میدان الکتریکی است. بنابراین بردار میدان الکتریکی و مغناطیسی عمود برهم و عمود بر محور انتشار می باشد. این زاویه 90 درجه هیچ ارتباطی با 90 درجه اختلاف فاز زمانی مورد نظر شما ندارد. اتفاقاً انتشار امواج الکترومغناطیسی به نحوی است که میادین الکتریکی و مغناطیسی حین انتشار در مد سینوسی نسبت به فضا و زمان هم فاز هستند. بنابراین میادین مذکور از نظر زمانی همزمان صفر، مینیموم و ماکزیمم می شوند به نحوی که نسبت اندازه این دو میدان ثابت و با مشخصات فیزیکی محیط انتشار (ε,μ) ارتباط دارد.

 
نویسنده : حمید - از: فیروزآباد فارس
 
#3
ساعت: 14:16 - تاریخ: 19 آبان 1390
حقیقتش پاسخ روشن به این پرسش در چارچوب فیزیک کلاسیک مشکل است و شاید بتوان گفت هنوز در چارچوب بحثهای پژوهشی می گنجد. یکی از پاسخهایی که می توان به این پرسش داد در چارچوب مکانیک کوانتوم و اصل عدم قطعیت هایزنبرگ است. بنا بر این اصل مشخص نمودن مکان دقیق و اندازه حرکت یک ذره بطور همزمان ناممکن است. اما حاصل ضرب این عدم قطعیتها در نامساوی زیر صادق است.

Δx.Δp > h/2π=1.05 x10 -34 J.s


از سوی دیگر تغییرات اندازه حرکت کوانتوم موج الکترومغناطیسی را می توان به صورت تغییرات انرژی آن تقسیم بر سرعت نور تصور کرد. به عبارت دیگر عدم قطعیت هایزنبرگ دقت در اندازه گیری انرژی را نیز محدود می کند. اگر زمانی که در آن این اندازه گیری انجام می شود Δt باشد، عدم قطعیت در انرژی  ΔE از رابطه مشابه زیر بدست می آید.

Δt.ΔE > h/2π=1.05 x10 -34 J.s


در رابطه فوق با وجود کوچکی بسیار زیاد ثابت پلانک، درصورتی که بازه زمانی مورد بحث بسیار کوچک باشد (همانند مسئله ما که بحث بر سر تعیین تکلیف انرژی در نقطه صفر است)، مقدار انرژی موج می تواند چنان بزرگ باشد که میزان قابل توجه انرژی مفقود شده در این بازه زمانی کوچک را توجیه کند.
 
نویسنده : حمید - از: فیروزآباد فارس
 
درج پاسخ

 
 
تغییر زبان :