Магия оптики: как именно вещества изгибают проходящие через них световые лучи?
Поговорим об одном из важнейших законов оптики - законе преломления света. В школе нас учили, что свет склонен преломляться на границе сред, меняя угол своего распространения, так как скорости его распространения в средах различны. Но почему эти скорости различны и как именно вещество влияет на прохождение света сквозь него? В этом разбираемся в нашем сегодняшнем видео!
Подпишитесь на мой канал в Telegram: t.me/physiovisio
Поддержите проект через Boosty: boosty.to/physiovisio
Patreon: / yuritkachev
DonationAlerts: www.donationalerts.com/r/phys...
Фрагменты:
00:00 Вступление
01:00 Преломление света. Показатель преломления. Закон Снеллиуса
05:02 Как влияет свет на вещество?
11:08 Вывод формулы для показателя преломления через законы электродинамики
12:55 Откуда берётся дисперсия света?
13:48 Объяснение изменения скорости света в среде через излучение волн
18:40 Что означает, что показатель преломления меньше 1?
20:32 Особые случаи
Если не учить магию, будет казаться, что мир полон физики...
Несмотря на то, что до меня трудно достучаться формулами, это было невероятно интересно!!! По-больше таких роликов.
Все зависит, как твой мозг воспринимает формулы.
взрослая физика только на формулах живет, ее не визуализируешь
@@andreyjolyshev3984 он не воспринимает физику, так как мозг не имеет нейросвязей в мозгах. Нет нейронов со знаниями. А после 30 лет, нейрогенез уже не тот, что в 14лет. Там бы от деменции наростить что то.
гениально показывать формулы и данные в стиле "матрёшка" мой мозг аж "облизнулся".. первый раз такое вижу от других.. Спасибо Вам! 😻😻😻
какой момент?
@@ACclams1e12:40
4:00 Угол преломления неверно отмечен. Либо мы получаем косинус бэта)
ага в 1:22 правильная картинка
Юрий, огромное вам спасибо, за ваш труд. Я посмотрел все ваши ролики, и благодаря вам, кажется начал понимать более менее физические явления хорошо. Я так думаю, потому что почти такое же объяснение в своей голове я смог придумать для явления преломления света, еще до просмотра этого ролика. Вы просто гениальный популяризатор!
Ммм.. шикарный урок! Но, я сейчас с работы, уставший и голодный, с полной апатией к физическим и умственным усилиям... обещаю пересмотреть это видео и благодарю за вашу неравнодушность к ликбезу.
Напоминаю, если вдруг ты забыл таки пересмотреть)
@@AXCYKEP пасибки!)
Расскажите про оптически активные вещества, про вращение плоскости поляризации. И, конечно же, про прохождение поляризованного света в растворе сахара.
я даже эксперимент попробую поставить, должно получиться красиво. Жаль что руки у меня растут из того места, из которого у других людей растут ноги)))
я реально хочу увидеть это!
@@physiovisio, не страшно, лишь бы они были прямые и вставлены нужным концом.
@@physiovisio Для проведения эксперимента надо: 1) Купить жене кольцо с рубином. 2) Отобрать у жены кольцо с рубином. 3) Зелёной лазерной указкой посветить в рубин. 4) Визуально наблюдать красное свечение на длинах волн 692,9 и 694,3 нм. 5) Получить скалкой от жены за с314зженное кольцо.
@@romank.6813 прям как в статье по созданию домашнего лазера из книжки 77 года (для школьников если что): "Возьмите монокристалл рубина..." Что??? Где взять? Где школьник это возьмёт? У папы в НИИ?
Хотелось бы ещё услышать, почему угол отражения равен углу падения
Ищи книгу "КЭД странная теория света" Ричард Фейнман.
Два объяснения на выбор. 1. Записываем время прохождения луча из точки А в точку В, расположенные по одну сторону зеркала. И из принципа Ферма (наименьшее время света в пути - а, следовательно, и самый короткий путь) отыскиваем положение точки отражения. 2. Ещё проще. Рассматриваем путь света из точки А в точку В*, расположенную зеркально-симметрично точке В. Легко видеть, что путь, удовлетворяющий условию равенства углов, будет самый короткий из всех других.
@@yuriydeynekin4532ну это просто объяснение постфактум. Оно не объясняет именно Почему свет распространяется так. Фотоны же не ищут, где путь короче, а где длиннее. Да и в видео, несмотря на его интересность, это факт не объяснен. Да, скорость света ниже. Но почему угол меняется?
@@Spectre82 «Фотоны же не ищут...» Ищут. Можете подумать над этим.
@@Micro-Moo а откуда они "знают" куда они придут, чтобы "искать"?
Один из лучших научных каналов. Спасибо!
На 7:58 хочу придраться, как математик бывший, не любую функцию можно разложить в ряд, а только ту, что бесконечно дифференцируема в окресности точки, да в физике, я ни разу не встречал функцию, которая бы не обладала этим свойством
а, да. Я даже забыл про это дело, хотя помню, учили такое
а что делать с функцией Вейерштрасса?
@@mechaniker4612 функция вейштрасса не дифференцируема, следовательно не разлагается в ряд (Тейлора или Тейлора-Макларена, что тут неявно предполагается и в видео и в моём комментарии
"...я ни разу не встречал функцию, которая бы не обладала этим свойством" - Как насчёт силы сухого трения? Или уравнения состояния вещества в случае фазового перехода? Или наличие ударных волн? Или... - дальше уж сами. В качестве бонуса - задачка на сообразительность: А как насчёт функции, непрерывной только в одной точке?
Спасибо за видео! Я вспомнил почему не любил физику и математику.
"Не любил физику и математику." Ну чо, достойный предмет гордости собой!
Потому что мозголомка! )
@@romank.6813 вы домысливаете. Честная констатация факта не равно гордости этим фактом.
Слишком сложно? :-)
Потому, что официальная физика засирает людям мозги. В книге Истархова В.А. «Эфирная природа гравитации» разоблачаются такие умышленные фальсификаторы физики, как Ньютон, Эйнштейн, Бор, Планк, Минковский и другие любители пустого якобы пространства и отсутствия в нём Эфира. Показано, почему современная официальная физика после Ньютона и Эйнштейна полностью противоречит всем 3-м необходимым требованиям логики, а следовательно наукой считаться не может. Показано, как и для чего извращён весь понятийный аппарат физики и даются правильные определения первичным понятиям. Даются общие сведения о концепции Эфира и о различных теориях гравитации. Доказано, что закон всемирного тяготения Ньютона ложен и массы сами по себе друг к другу не притягиваются. Гравитация определяется не массами тел, а движениями эфирных слоёв МЕЖДУ телами во время ВРАЩЕНИЯ тел. Предлагается авторская теория гравитации. Науки вне политики, вне религии не существует. Наука - часть исторического процесса, поэтому даются важные фрагменты истории и истории физики. Книга научно-популярная и написана простым языком, доступным для понимания всеми, имеющими природное здравомыслие. Количество формул минимально. Для всех интересующихся наукой и общим миропониманием. Купить можно через OZON или СлавТорг.
Шикарно, исполнилась мечта чутка вспомнить оптику
Юрий, во-первых: спасибо вам за труд!))) Во-вторых: вы планируете сделать ролик, где подробно расскажите про гравитационное лизирование?
Как всегда шикарно объяснено. Монтаж топ.
Фактически, граница двух сред, ввиду ее некоторой протяженности, начинает играть роль фазированной антенной решетки, направление излечения которой можно изменять за счет разницы фаз подаваемого сигнала. Разница фаз на границе двух сред возникает в прямой зависимости от угла падения исходного луча. Вуаля: задаем разницу фаз, получаем переизлученный сигнал соответствующего направления.
Отличное дополнение к школьному курсу физики. Спасибо! Снимите еще про нелинейную оптику пожалуйста. Очень интересно послушать доступное обяснение этих явлений.
Здравствуйте! Восхитительный ролик! У меня просто нет слов! У меня родилась пара вопросов: 1. Получается во всех непрозрачных телах либо нет возвращающей силы либо видимый свет поглощается резонансным поглощением? 2. Получается если частота собственных колебаний зарядов меньше частоты эмв, то свет будет проходить через вещество просто со смещением фазовой скорости. А можно пример такого вещества? 3. При проходении через прозрачное тело фазовая скорость прям совсем не меняется или хоть немного смещается, и если да, то уменьшается она, получается, просто очень слабо? Ещё раз выражаю поклон особенно за большое количество формул в видео, спасибо, было очень интересно!
Это очень круто! Спасибо большое!
Классный выпуск. Как всегда.
Мне кажется, что ролику не хватило еще одного сегмента с квантовой физикой. Например, что будет при падении 1 фотона? Отражение, поглощение или пропускание? Или всё сразу - волновые эффекты? Много в комментариях вопросов насчет равенства угла падения и отражения, хотя, как я понимаю, принцип неопределенности говорит о вероятностных слабых отличиях в этих углах. Хотя, конечно, на квантовом уровне и ровной поверхности у объекта нет :-) В общем, хотелось бы соединения данного материала с квантовой физикой. А вообще отличный материал :-) Но в формуле на 12:58 нужно было по-разному именовать коэффициент преломления и число частиц n
Прекрасно, никогда бы не подумал что увижу вывод формулы для нахождения коэффициент преломления. Кстати угол преломления при выводе формулы не там отмечен. Хотел бы ещё увидеть нахождение решения дифференциального уравнения относительно икса
Спасибо, очень интересно.
Спасибо. Вроде все понятно, осталось придумать аналогии явлениям, что бы моему подсознанию было более комфортно
Здесь очень важный момент, преломление именно у поверхности материала где атомы вещества не полностью в кристаллической решётке находятся, именно этим объясняется их такое взаимодействие с излучением, отсюда и прохождение электричества, электромагнитной волны по поверхности проводника, вообще интересная тема что происходит с атомами на границе вещества.
Сложно, но прикольно. Научпоп здорового человека.
Спасибо. Интересно. Комментарий для продвижения канала.
Спасибо, вы ответили на мой вопрос ,заданный мною в боте вашего ТГ о том, почему в воде не распространяются (быстро затухают) радиоволны.
Класс, спасибо! У меня к середине видео возник вопрос что диэлектрическая проницаемость это то же самое, но не успел я подумать эту мысль, как на нее тут же был дан ответ. Прекрасно! Спасибо!
И вдогонку - я под прошлыми видео видел комменты в стиле "физика не должна отвечать на вопросы почему, она должна отвечать на вопросы как" - в корне не согласен. Школьная физика может и не должна (а зря), а фундаментальная физика должна и обязана, иначе это не физика, а средневековая вера типа "потому что боги так решили". Нет уж, физика должна давать ответы на вопросы почему. Еще ркз спасибо за видео.
@@and1488ify, Прежде чем в корне не соглашаться, давайте установим, что кто понимает под "как" и "почему", и в чём разница?
Просто спасибо.
Как всегда шедевр! Юрий, Вы крут.
Очень интересное видео! Как вы делаете такую анимацию?
да там всё примитивно, After Effects и всякие обучающие видео в ютубе.
Отличное объяснение! Мне только не понравилась фраза про связь яркости с амплитудой. Яркость - это число фотонов, а амплитуда там вторична. Она будет складываться только для случая синфазного когерентного, да ещё и координатного (т.е. имеющего точечный источник, чего не бывает в реальности). И я бы добавил про резонансное поглощение с переизлучением - пара слов про лазеры было бы "к месту" ))
Так амплитуда -- это и есть число фотонов.
@@Evgeny_Pilyavsky 5:50 в видео. "грубо говоря".
Очень крутое объяснение, благодарю!
Давно искал такое видео, с ответом на вопрос, - "А почему именно?" Пересмотрел кучу видео, но не нашёл. И буквально вчера вышло видео с Чирцовым на канале "Научная тематика", а сегодня и Вы порадовали! Спасибо Вам за наглядность! ))
У Побединского есть
Отличное объяснение, лучше чем у Космоса или Побединского. Большое спасибо. )
Класс, спасибо!
Я так понимаю, в конце вы оставили намёк на природу цвета и прозрачности веществ. Что касается фазовой скорости, читал недавно статью "О свете медленном и быстром". Статья 2007 года и за это время уже сделано гораздо больше. Интересно, что эффекту "замедления" света нашли применение для оптических систем передачи данных и организации этой передачи.
Спасибо большое за подробные разъяснения, меня всегда интересовали фундаментальные явления, лежащие в основе многих процессов. Однако есть некоторые моменты, которые я плохо понимаю, и надеюсь, что вы сможете дать на них ответ. В ваших роликах я вижу, что электромагнитная волна заставляет колебаться как ядра - положительно заряженные частицы, - так и электроны (например, где вы объясняете давление света), и при этом эта самая волна как бы идёт дальше, и складывается впечатление, что волна не теряет энергии, но приводит в движение что-то (а это что-то потом и само ещё начинает излучать), то есть мы получаем бесконечный рост энергии, что, конечно же, невозможно (хотя даже в текущем ролике в моменте про отражение света металлами говорится, что энергия падающей волны быстро гасится). Но разве такое поглощение энергии электромагнитной волны (фотона) не должно быть дискретным (квантоваться)? То есть фотон должен либо полностью поглотиться, либо пойти дальше, и как ядро может поглотить фотон вообще? С электроном вроде бы всё понятно, если мы говорим при переходе с одного энергетического уровня на другой. Опять же в примере с давлением света (это другой ролик): разве может ядро "пойти" в одну строну, а его электрон в противоположную? Разве при этом не изменится орбиталь электрона? Как мы вообще можем рассуждать о таком движении, если электрон точно не находится в каком-то месте, а мы имеет вероятностное облако? И ещё, почему угол падения равен углу отражения? По логике же должно получаться, что частицы переизлучают строго в том же направлении, откуда свет и пришёл (как если бы свет падал на поверхность под углом 90°)
При всей наивности вы правильно ставите некоторые вопросы. «То есть фотон должен либо полностью поглотиться, либо пойти дальше, и как ядро может поглотить фотон вообще?» Конечно. И фотон поглощает не ядро и даже не атом, а вся система, скажем, кристаллическая решётка, если она есть. Вообще, максимально правильная современная теория распространения света в веществе слишком сложна, чтобы её просто популярно изложить. Нужно использовать всю мощь физики твёрдого тела, которая 1) чисто квантовая, 2) приближённая, и для разных случаев используются разные модели. Кое-что намекну. Знаете, что в теоретической механике находятся нормальные координаты? Очень часто они не содержат координаты отдельно каких-то механических элементов, сочленений со своими степенями свободы, а являются их комбинациями. Простые примеры легко привести. Так и в твёрдом теле. Там по сути нет фотонов, а есть собственные решения, которые не являются ни чистыми фотонами, ни электронами проводимости, ни фононами. Это всегда поляритоны, либо плазмон поляритоны (металлы), либо обычные фонон-поляритоны. То есть ни свет и ни колебания электронной плазмы или решётки (или чего-то подобного в аморфном теле, теория аморфных тел и жидкостей это вообще засада), а что-то смешанное. Есть ещё и поверхностные решения, и ещё много всего. Мы не рассматриваем отдельные фотоны с атомарными актами поглощения и излучения, это бессмысленно, а фотоны принципиально неразличимы и в случае распространения вообще нелокальны, описываются только волной. Мы рассматриваем всю системы в целом, находим классы собственных решений, а уже затем их квантуем. Ну вот так, с высоты птичьего полёта. А всё, что есть в этом популярном видео, нужно в своей голове сразу делить на сотню. 🙂
«По логике же должно получаться, что частицы переизлучают строго в том же направлении, откуда свет и пришёл» Нет такой логики, как нет и переизлучения фотона в чистом виде - см. предыдущий комментарий.
@@Micro-Moo я имел в виду по логике из этого видео. А вообще, я прочитал уже КЭД Фейнмана (два раза, чтобы лучше переварить). Заодно вспомнил ролик Побединского, где он рассказывал про то, как свет отражается и преломляется (сразу по всем направлениям, но там, где путь короче - фазы соседних лучей совпадают и усиливаются, а другие пути дают разнобой и гасят друг друга, у Фейнмана фазы это стрелочки часов, как я понял; но вообще мы имеем дело с вероятностями).
@@dzheika «я имел в виду по логике из этого видео.» Ну, я бы не относился к этому видео слишком серьёзно. Оно очень грубо описывает то, что описывает, но если вы хотите копнуть чуть глубже - нет, такая чрезмерно примитивизированная модель просто не работает. Смотрите, как нужно поступать с отражением и преломлением. Нужно рассматривать свет как волну, поскольку речь идёт о распространении, но скорость света в среде эффективно замедлена. Считайте, что это не фотоны, а квазичастицы, уже построенные поляритоны. В твёрдом теле вообще всё связано с квазичастицами. Но сами кванты здесь не понадобятся. Затем, в принципе нет никаких «лучей», есть только пучки света. Самое простое и вместе с тем реалистичное это плоская волна, её и в самом деле легко получить коллиматором. Не надо думать о лазерах, там всё хитрее, а сути это не добавляет. В этой плоской волне следим за фазой. Из-за наклона волна подходит к разделу границ с разной фазой в разных местах, а ещё фаза при распространении по-разному сдвигается в зависимости от скорости света. Итак, из плоской волны получается две плоские волны, отражённая и преломлённая. Для определения угла нужно увидеть, как расположены плоскости с равной фазой. Вот всё и получается.
Здравствуйте, Юрий. Заметил ошибку в видео (не исключаю, что могу ошибаться). Вы нарисовали угол преломления β не от перпендикуляра раздела двух сред. Нас в своё время так забайтил учитель на пятёрку, её тогда никто не получил, так как не смогли найти его специально сделанную ошибку) Ещё хотелось бы добавить, что желательно было бы количество частиц обозначить большой буквой N, потому что кажется, что это тоже показатель преломления, который записывается той же буквой (n) Так же ещё откровенно подушню и задам к анимации справедливый (возможно) вопрос: там где вы показывали разделение электронами света на две составляющие у Вас обратно летящие фотоны пролетали сквозь электроны, разве они тоже не должны провзаимодействовать с электронами "1 ряда"? Так же в самом начале Вы сказали про отношение двух углов, когда там на самом деле отношение синусов двух углов. Написали правильно, сказали - нет Во всём остальном видео отличное, грубых ошибок я не заметил, материал стал понятен лучше, благодарю Вас за Ваш проделанный труд, однозначно лайк❤
да, есть такое дело
В этом видео стоило бы ещё про черенковское излучение упомянуть
нет, это отдельная тема минут на 10
Ооочень важный момент. Теперь о, ень прошу соединить данную информацию о преломлении света с его квантовыми свойствами. То есть вот электромагнитная ВОЛНА попадает в какую-то точку и взаимодействует с электроном, электрон колеблется, вызывая ВОЛНУ во всё стороны, но в квантовой версии нам говорят, что в итоге она взаимодействует ( коллапсируя, получая свойства частицы- фотона) в одной какой-то точке. Вот это хотелось бы понять. То есть объединить её корпускулярно волновые свойства и взаимодействие с окружающим миром электромагнитной волны. Или я что-то неправильно понимаю?
И да заранее скажу, что для меня это единственная программа, которая реально пытается ответить на вопрос ПОЧЕМУ, пытается объяснить, физику явлений. Есть ещё иностранные некоторые программы, но там ведущий явно не дотягивает до вашего уровня понимания физики и математики, поэтому я действительно очень благодарен вашим выпускам.
@@user-me5vy1om1x, друг, если бы у нас была теория, которая непротиворечиво объединяла волновые и корпускулярные свойства света -- нам не пришлось бы ипаться с КВД.
И всё же тяжело наложить аналогию с "широким" трактором, у которого левые и правые колеса жестко связаны друг с другом, на узкий световой пучок лазера. И математический вывод закона Снеллиуса на принципе наименьшего времени ощущается так, будто бы свет "выбирает" необходимое направление, чтобы дойти из конкретной точки А, в конкретную точку Б. Лазерный же узкий пучок имеет заранее выбранное экспериментатором направление, и тут уже неясно, почему в такой ситуации преломление на конкретный угол будет являться следствием принципа наименьшего времени...
Лазер имеет не только направление, но и перпендикулярные к этому волновые фронты. А дальше работает интерференция. "Наименьшее время" (точнее, экстремальное) - следствие именно интерференции; в окрестности экстремума есть гладкая область функции (зависимости фазы от направления), в которой фазовые сдвиги равны и амплитуды складываются. PS. Очевидно, что можно придраться, что такое объяснение зависит от гладкости функции в окрестности максимума/минимума. Ну так в случаях отсутствия гладкости, никаких подобных эффектов и нет, всё честно.
5:11 Ричард Фейнман в своих лекциях говорил: Ньютон считал, что свет состоит из частиц - он называл их «корпускулы» - и он был прав (но рассуждения, которые приводили его к этому выводу, были ошибочными). Мы знаем, что свет состоит из частиц, потому что мы можем взять очень чувствительный прибор, щелкающий, когда на него падает свет, и если свет станет тускнеть, щелчки станут более редкими, но сохранят свою громкость. Таким образом, свет - это что-то наподобие дождевых капель. Каждая «капля» света называется фотоном, и если весь свет одного цвета, то все «капли» будут одного размера. Хочу особенно подчеркнуть, что свет существует именно в виде частиц - это очень важно знать. Это особенно важно знать тем из вас, кто ходил в школу, где, возможно, что-то говорили о волновой природе света. Я говорю вам, как он на самом деле ведет себя - как частицы. Вы можете сказать, что это только фотоумножитель показывает, что свет состоит из частиц. Но нет, любой прибор, достаточно чувствительный, чтобы реагировать на слабый свет, всегда в конце концов обнаруживал то же самое: свет состоит из частиц.
Тут тока надо ещё пояснить, что частица эта - колебание точки пустоты, перемещающееся в пространстве и несущее энергию 😅
Не первый раз прихожу к выводу, что умение объяснить это явный признак таланта. Однозначно лайк.
Красивое объяснение с электронами!
какой момент?
Вот поэтому противотуманки жёлтые, а задние фонари красные. Эти цвета видны на бо́льшем расстоянии и в тумане меньше преломляются
Длинноволновое излучение меньше расеевается поэтому его дальше видно. Это закон Рэлея. Во время второй мировой войны сначала англичане, а потом и немцы освещали ночью улицы синими фонарями. На улице светло, а с высоты 10 км на бомбардировщике ничего не видно.
@@Busterfizikинтересно, а астрономов от засветки это спасёт хотя бы частично?
А еще расскажите, как запутанные фотоны могут проходить или отражаться от зеркала, не теряя запутанности. ведь выходят из среды другие фотоны.
да, но параметры их запутаны с изначальными. И так как те запутаны между собой, то и у финальных фотонов они запутаны
@@physiovisio а почему они не теряют запутанность, ведь прохождение по среде зеркала - это все равно, что "измерение" в квантовой физике? Ведь и полупрозрачные зеркала, то есть физическая среда, имеющая огромную толщину в сравнении с длиной волны, все равно срабатывают в опытах. какая-то ерунда выходит. Через воздух запутанные частицы пройти не могут, а через волноводы и зеркала проходят.
тем кто не учил магию - весь мир физика!)
Развитая магия неотличима от технологии!!!
Супер объяснение 👍
на 3:54 ошибка, по-моему? угол бэта не там нарисован, проверьте, пожалуйста
Спасибо за видио,завтра сдаю лабораторную работу на эту тему, надеюсь мне оно поможет
В школе на уроке вообще ничего не рассказывают, лучше посидеть и порисовать, а потом самому все узнать у усителя или самостоятельно
У какого усилителя?
@@user-ce4rt8dz3mУсителя, который усит усеников)))
@@user-ce4rt8dz3m, грамматику оно примерно по такой же схеме учило...
@@user-ce4rt8dz3mу операционного 😂
О й ты ещё расскажи, что идёшь в школу весь горящий желанием учиться.
Спасибо! Ещё бы хотелось объяснения замедления и преломления света со стороны не только волновой теории, но и со стороны квантовой механики. Что-то кроме переизлучения ничего больше в голову не приходит.
Там фотоны летят зигзагами, поэтому получается медленней.
12:57 в формуле одной и той же буквой обозначены в левой части показатель преломления, а в правой - число частиц
да, есть такая проблема. Ещё постоянно путаница с Е ,которая энергия и Е, которая напряжённость электромагнитного поля. А с Р вообще беспредел: давление, мощность, дипольный момент, электрическая поляризация, вес..
Наверно не очень правильно брать принцип Ферма для объяснения. Думаю принцип Ферма - это следствие других законов и является только описательной сущностью. Т.е. выглядит будто с помощью следствия описывается почему так происходит. Но в целом спасибо за видео - наглядно и познавательно.
Круто оптика!
1:52 интересно, сколько их и какого цвета/размера колеса у света 😇
Откуда фотоны "знают" куда они придут, чтобы "искать" самый быстрый путь? Распространение его ведь последовательно и ЭМВ ведь сначала достигает границы сред и только потом "выбирает" напрвавление
кайф!
Наверно прослушал... Если собственная частота среды ниже частоты света, то преломление будет в другую сторону? То есть, угол с нормалью будет увеличиваться, как при преломлении из стекла в воздух? Спасибо!
Таки да. Например, именно поэтому радиоволны УКВ диапазона отражаются от верхних замагниченных слоев атмосферы. Если посчитать циклотронную частоту электрона в магнитном поле Земли, то она окажется что-то типа 10-13МГц. Для более высоких частот показатель преломления будет меньше единицы и радиоволны будут от замагниченной ионосферной плазмы отражаться, как свет в оптоволокне. На этом эффекте загоризонтные РЛС дальнего обнаружения работают.
Похоже что фотоны знают будущее, раз могут определить кратчайший путь. Либо, для них это всегда прямая траектория, а преломление - следствие искривления пространства более плотной средой
Вообще природе предпочтительней устремлять те или иные параметры, которые характеризуют являение к экстремуму( либо максимум либо минимум).В случае света это минимальное затрачиваемое время на преодоление пути. А более строго это следует из принципа Ферма и интеграла действия. Почитай про принцип наименьшего действия(интеграл действия, "Теоритическая механика Ландау, Лифшиц")
@@kassiopeyflav2720, я очень сомневаюсь, что Ландау и Лившиц смогли бы назвать свой труд "ТеорИтическая механика" ...
Следствие интерференции. Преломляется фактически разными частицами под разными углами, но складываясь лучи в "неправильных" направлениях взаимно гасятся, а в "правильном" - усиливаются, выделяя один, "правильный" луч.
@@Evgeny_Pilyavsky ну ты молодчик дружище... Сейчас бы докапываться до ошибки в слове. Мы здесь все собрались физику обсуждать, а не грамматику
Ну, вообще-то нет. Здесь нужно понять как работают волны. Говоря о свете, нельзя говорить о нем как о частице.
О́мега :) - Вы сделали мой день
ну так у нас в физике говорят, что я сделаю? с 8 класса по 5-й курс так говорили, что мне, переучиваться теперь?))
@@physiovisioЭто он ещё не знает про "о́мега нОликовое" и "хэ с чертой".
Отставить омегаверс...
С трактором аналогия понятна. Почему тормозит свет (снижается скорость) в среде тоже объяснили. Но почему свет "решает" идти по пути наименьшего времени не совсем понятно. Получается он как будто наделён разумом ))
Пути, отклоняющиеся от оптимального (локально самого короткого) получают отставание по фазе и взаимогашение таких разнофазовых воздействий. Причём, там, где фаза сдвигается слегка, там гашение неполное и свет таки проходит - тут "дифракционный предел" и подобные эффекты (т.е. свет выбирает не строго самый короткий путь, а в окрестности самого короткого). В общем, никакой "разум" свету не нужен, "и так неплохо вышло"(ц)
Юрий, расскажите. как так выходит, что мы движемся около 600км с относительно реликтового фона. на 300м свет затратит 1мксек и должен сместиться на 0.6м. отразившись и прилетев назад уже 1.2м. или свет умеет смещаться в нашей системе отсчета "по инерции"?
но если мы "не замечаем" как подворачиваем зекркало и лазер против движения, то при развороте на 180 все должно перестать работать совершенно, и иметь двойную погрешность
Эфира не существует. Какой ещё реликтовый фон?
@@user-qp4er1im6g *>подворачиваем зекркало и лазер против движения* Ничего никуда не подворачивается. Лазер изначально движется с общей скоростью прибора, поэтому уже светит в нужном направлении. Подворачивать надо было бы неподвижный (или движущийся с иной скоростью) лазер (как аберрация у астрономов). Зеркало тоже не надо подворачивать, на него луч приходит уже под углом, ну и отражается под таким же (симметричным отн. нормали) углом. СТО по формулам и измеримым результатам полностью совпадает с ЛТО (которая лоренцева), в которой есть АСО и все скорости и направления можно рассматривать относительно АСО (и наша скорость отн. АСО нигде в формулах не проявляется). Так что можете не пытаться искать противоречия. А если где-то их находите, значит у вас ошибка даже при "эфирной" логике.
Даже молекулы нарисовал неверно батенька вы где учились
По таким же законам распространяются и звуковые колебания высокой частоты в материалах. Только там ещё есть и различные побочные эффекты от самого материала, и от самой звуковой волны, её источника... Вобщем, много интересного.)))
Не по таким же. ЭМ волна существует сама по себе, вещество вносит в неё свои поправки (фазовый сдвиг, итп). А звуковая волна сама по себе не существует, она и есть движение самого вещества. Общие правила и формулы похожи, но это только на макроуровне и при некоторых "натяжках". Ну так и для "трактора" из начала видео - тоже "правила похожи". ;)
Колоссальная разница сводится в основном к тому, что акустическая волна не является поперечной, нет поляризации. Поэтому в акустике, если рассматривать более детально, всё выглядит сильно по-другому.
Тем, кто не изучал магию мир кажется полным физики.
Развитая магия неотличима от технологии.
@@Evgeny_Pilyavsky А неразвитая - от шизы. Что и наблюдаем с сегодняшним состоянием "магии". ;)
@@Evgeny_Pilyavsky Для тех, кто не изучал физику, развитая технология выглядит как магия.
@@Micro-Moo, и это тоже.
Возможно ли создать такой материал, резонансная частота поглощения которого будет совпадать с гамма излучением?
Он сущечтвует
@@user-lx7el4mx9vНасколько я знаю, ни одно вещество не поглощает гамма лучи? Или все-таки такое есть?
@@lit1041 Ищешь в гугле "эффект Мёссбауэра" и убеждаешься, что ты знаешь не всё.
Спасибо! Всё равно есть много вопросов. Из вещества выходят именно те же фотоны которые были на входе? Они не поглощаются электронами и не переиспускаются? Переиспускаются в том же направлении? На примере призмы, как происходит, что если закрыть половину спектра на выходе, то из призмы все равно выйдет волна всего спектра? Волна замедляется, но не затухает? Как то контринтуитивно, если каждая частица ей противодействует, то она должна затухать.
практически все поглощается, и переиспускается... только вот в переходах между средами, внутри, можете посмотреть для любого прозрачного тела, свет не искривляется, но есть активные среды, в которых свет можно искривлять непрерывно. нет, переиспускается во всех направлениях, одновременно. и если вещество поглощает но испускает ступенчато, то может появляться дополнительный спектр (что и делают светодиодные лампы на синих диодах, а люминофор излучает желто-зеленый и красный). нет ни одной частицы способной "сопротивляться" свету, свет всегда распространяется с одной и той же скоростью, скоростью света, в любой среде, которая для него такой же вакуум. но, и тепловое поглощение происходит, даже пользуюсь лупой, рефлектором ... можно поджарить, плавить металлы, соли... мощность затухает при прохождении любого тела, расходуясь на нагрев, а вот чтобы изменить спектр нужны свободные заряженные частицы, способные поглощать и излучать в любом диапазоне.
@@ruby_linaris если все поглощается и переиспускается, почему продолжает лететь в том же направлении? Почему электрон переиспускает фотон в том же направлении?
@@shlyahtindn по той же причине, почему луч двигался и до этого, из-за интерференции. фотон не движется, у него нет времени, координат, он рождается и сразу умирает (по его времени), но за это время умудряется изменить свое положение и передать импульс. будет проще если его не считать частицей, а разрывом нашего 4D-космоса, энергетически соединяющего пространство. В том же ролике, при прохождении через кристалл луч отражается и на камеру (глаз), т.е. энергия передается ВСЕМ, другой вопрос, а почему мозг нам рисует "зелененькую траекторию", если он рассеивается и в воздухе, и в кристаллах?! из-за интерференции, мозг вычленяет основные энергетические каналы, а фотопленка (хлорид-, бромид- серебра, датчик, фотоумножитель) сама взаимодействует с фотоном, но не видит траекторию, и без камеры обскура, линз, вогнутых зеркал получается "засвет", "каша".
Вопрос некорректен, так как один из фундаментальных принципов квантовой механики это принцип неразличимости элементарных частиц. У частиц не просто нет индивидуальности, но само понятие принципиально некорректно. Для электронов и химии даже есть связанные с этим «обменные силы» и основанная на них слабая химическая связь.
Точно, свет умеет рассчитывать на сколько трактору повернуть на вспаханном поле (или в другой среде). Тут описано как нам расчитать скорость и маршрут трактора. Но почему мы видим свет повернувшим на этот угол забыл сказать. Хотя про интерференцию не забыл.
В этом одна из волшебных вещей в физике. Фотоны летят и заранее измеряют по какой траектории лететь чтобы путь был как можно быстрее и следуют своему плану.
А вас не удивляет, что, например, тело "само знает" с какой силой ему отталкиваться от опоры, на которой оно лежит? Или там, атомы верёвки "сами знают", сколько атомов надо уложить вдоль отрезка, к которому мы прикладываем верёвку? ;) Аналогия с трактором и "знанием наперёд оптимального пути" - просто вывернутая в обратном направлении логика, свет "КАК БУДТО знает"; а на самом деле, оптимальность пути - просто следствие (чуть более глубоких эффектов).
А какие зеркала используют в квантовых экспериментах? Если металлическое зеркало переизлучает кванты, то запутанность должна пропасть. А?
да, только вакуум, только в прямой видимости... как происходит связь со спутником - это вопрос к китайцам, физически это невозможно.
Запутаны там что? Спины запутаны. Но зеркало переизлучает точно такой же фотон - и по фазе, и по поляризации (с поправкой на зеркальность), т.о. и спину. Но вопрос хороший; очевидно, что разницу случаев сохранения/несохранения запутанности при взаимодействии с оптическими элементами надо рассматривать внимательнее.
@@dmitryvodolazsky в том-то и дело, зеркала разрушают запутанность, это уже детектированный, незапутанный электрон, с известным спином (отражаются с одним, а проходят с противоположным спином)
@@ruby_linaris Хм... А другие источники пишут, что запутывание сохраняется. Иначе как бы все эксперименты с запутыванием работали, с их количеством оптики?
@@dmitryvodolazsky оптика используется только для создания квантовой системы (передачи сигнала в нее, и между детекторами), а вот ЛЮБОЕ взаимодействие с веществом (тем более линз, зеркал) убивает запутанность (и как китайцы умудрились передать частицу сквозь атмосферу - вопрос, к научной части этого исследования).
Линза, на самом деле ничего не преломляет - она просто в разных точках своего объёма так ловко задерживает свет на разные интервалы времени (фазовая скорость), чтобы по всем путям сквозь неё, свет проходил за одинаковое время. Линза - всего лишь выравнивает разность фаз!
Так это и называется "преломлением".
линза находится в движении как и планета а свет чуть быстрее, вот и происходит замедление света! кстате по этой формуле можно определять скорость света )имхо
А этого сектанта вообще не слушай.
Так и есть. Но линза не обязательно выравнивает фазы, может и создавать разность фаз. В этом роль линзы и заключается. «Преломление» это просто другой язык. И, кстати, чтобы в так называемой «геометрической оптике» всё было правильно, нужно отказаться от понятия «луч». Этих лучей нет, есть только пучки света. Призма в спектрометре работает так, что создаётся коллимированный пучок, который можно приближённо рассматривать как плоскую волну. Она расщепляется на спектр, состоящий из плоских волн, отличающихся углами. В общем случае геометрическая оптика работает со сферическими волнами, получаемыми линзами из точечного источника. И никаких «лучей». Такая оптика «школьная» оптика очень приблизительна, в реальности оптики без аберраций не бывает.
а теперь простое объяснение: плоскость света, проходя сквозь плоскость атомов материала, смещает электроны, которые, своим движением, создают свое поле, границы которого выглядят как плоскости, сохраняющие скорость изначальной плоскости. 1. | [ 2. |[| под углом: 1. / [ [ [ 2.\ [ /
3:44 ошибка, взят не тот угол
для тех, кто не учил в школе магию, мир полон физики
Развитая магия неотличима от технологии.
0:22 вот бы тоже научиться уменьшать дальность порисовки, и увеличивать типо видимости сущностей)
Все Ваши видео всегда смотрю с большим удовольствием. Всё очень интересно и понятно. Но в этот раз что-то с головой не ладное у меня произошло. Три раза посмотрел, но понял не более чем на 10%. Я туп 😢. А можно тоже самое, но без формул и для детей 47 лет?
ну, электродинамика без формул не бывает. Там внизу список фрагментов есть, перелистните туда, где про волны, там в основном рисунки, почти без формул
А как из всего этого следует, что угол падения равен углу отражения?
По принципу Гюйгенса-Френеля
Норм затролил😂👍
а про это у нас шортс давеча был, из того же принципа ферма можно вывести легко
@@physiovisio Принцип Гюйгенса физически обоснован и понятен - вторичные волны, направление фронта этих волн итд. А вот принцип Ферма звучит как необоснованный физически постулат. Ведь волна не может ВЫБИРАТЬ свое направление. Разве что волна идёт сразу ВСЕМИ направлениями, а потом не оптимальные пути взаимоинтерферируются и гасятся. В итоге остаётся оптимальный. Но тогда о корпускулярности говорить не приходится. Либо надо говорить о размере каждого фотона величиной со Вселенную.
@@MegaBEavER1 Почему, по-моему, одно и то же переизлучение волн электронами вещества во все стороны. Только наружу в ту же среду излучение идёт с той же скоростью, и фронт волны не меняет свой угол. А внутрь вещества идёт с задержкой, что снижает скорость и по тому же принципу Гюйгенса меняет угол фронта волны.
На 3:50 ошибка или опечатка. Надо либо cos(β) вместо sin(β) писать либо β рисовать левее
21:56 получается отраженный от металла свет должен состоять из суперпозиции волн, соответственно отражающихся от каждого слоя электронов. Значит, если длина волны излучения будет кратна расстоянию между слоями электронов, то можно получить единичный коэффициент отражения (за счет наложения гребней первой, второй и последующих волн друг на друга)?
"получается отраженный от металла свет должен состоять из суперпозиции волн, соответственно отражающихся от каждого слоя электронов" всё так. "Значит, если длина волны излучения будет кратна расстоянию между слоями электронов, то можно получить единичный коэффициент отражения (за счет наложения гребней первой, второй и последующих волн друг на друга)?" а он там и так единичный, с поправкой на поглощение
Ты удивишься, но именно именно так и делают диэлектрические зеркала. Чередуют слои с низким и высоким показателем преломления и с толщиной каждого слоя в четверть длины волны в материале. Стандартные материалы диоксид кремния и пентоксид тантала или ниобия. Можно делать зеркала с коэффициентом отражения 99,99999%.
@@romank.6813, не знал, спасибо!
В случае металлов всё сильно иначе. Нужно рассматривать не действительную, а комплексную диэлектрическую проницаемость. Или, аналогично, комплексный показатель преломления. Для металла мнимая часть играет принципиальную роль, она делает оптические свойства кардинально другими.
@@romank.6813 «так и делают диэлектрические зеркала...» Я бы ещё добавил, что невозможно сделать эффективное зеркало с применением металлов. Для высокого отражения можно использовать только прозрачные слои. Один деятель как-то рассказал мне забавную историю. Он экспериментировал с лазером с самосинхронизацией мод, это техника, применяемая для генерации сверкоротких импульсов (кстати, за последнее время достигнут огромный прогресс, даже Нобелевскую премию недавно дали, и те импульсы давно уже не считаются сверкороткими). Причём энергия импульса была довольно небольшой, но пиковая мощность значительная. Он признался, что ему хватило ума зачем-то напылить на зеркало плёнку металла, ну, не подумал. Когда наступила эта самая самосинхронизация, всё феерически разлетелось. Даже небольшая мнимая часть диэлектрической проницаемости работает как тепловая бомба.
Юрий, спасибо вам! В кои-то веки я начал понимать оптику! Но, пожалуйста, можете побольше рассказать про прозрачные материалы? Почему какие-то металлы, будучи напылёнными, пропускают свет, а другие нет. Или, если сравнивать оргстекло и воду - такие разные молекулы, но оба вещесва прозрачны. Как так?
самое смешное, многие металлы прозрачны(или поглощают менее интенсивно) для ультрафиолетового, рентгеновского света, тот же Бериллий. прозрачность воздуха, тоже, совсем не линейна. или например, Вы, для видимого света не очень прозрачны, но для рентгеновского аппарата только кости и инородные тела встречают сопротивление...
@@ruby_linarisНу это не смешное, а вполне объяснимая вещь.
@@nazarovkonstantin2005 конечно, но в рамках теории свободных электронов в металлах - это невозможно, более того ни одно тело(диэлектрик) не должно пропускать рентгеновское излучение. физики постоянно грешат мозаичностью, использованием неподходящих аналогий, и свободным жонглированием фактами, в попытках объяснить. но аналогии в физике никогда не работают... в норме, нужно не рассказывать сказки, а демонстрировать реальность, особенность применимости моделей, и историю опровержения заблуждений, и нарабатывая физическую интуицию (не сказочную), экспериментальные навыки, и совесть ученого, честность.
Оргстекло и вода похожи только в видимом спектре. Чëрный цвет он же один? Вот только штрих-код, закрашенный чëрным маркером, считается без проблем. Хотя для человека это будет чëрный квадрат Малевича.
Всё определяется комплексным коэффициентом диэлектрической проницаемости. А затем углом и поляризацией. Для металлов мнимая часть этой величины существенно велика.
3:47, мне кажется, или угол B не на своем месте. Даже если посмотреть на формулу, то у нас для такого соотношения должна в числителе быть сторона b, а не d-x. Может мне кажется
А как дело обстоит с энергией при n > 1? Просто конечно рассуждение про скорость фотонов работает и для таких сред.
Здесь речь только об n > 1. Вы что-то путаете.
На научной тематике такая же почти тема вчера была
ёпт, да что такое, второй раз уже такие совпадения(
@@physiovisio Но Чирцов говорит, что за металлом зеркала образуется две волны в противофазе, которые друг друга гасят. И у меня возник вопрос о сохранении энергии. Здесь это объясняется..
@@khachaturmaghakyan3980, Чирцов знатный брехун.
У Побединского есть ролик об этом явлении , помню что свет попадая в среду распространяется во все стороны но под суммированием фаз получается свет появляется там где " путь короче " , фантастика ! Хотя меня с детства мучило одно явление , как это два магнита между которыми ни чего нет , отталкиваются от друг друга , Очевидное , невероятное !
Так есть же.
@@Evgeny_Pilyavskyесли чего-то не видно, этого нет! Очевидно, у него нет и мозгов)
Они отталкиваются от сопротивлениями между ними, так как магнитные поля соответствуют оптическим иллюзиям, по сути являются средами иных состояний всяких веществ, что находятся под магнитами, к примеру, ведь магниты располагают свои намагниченные поля, как раз таки на поверхности всяческих веществ, что только для человека собираются в плотную структуру, как форму, чего бы то ни было. Магнитное поле может находиться в разных средах первоначальных четырех стихий, так как магнитные поля, свойства воспринимающего сознание человека, как в сущности оптические иллюзии соответствуют действительности человеческого глаза, все иллюзии восприятия соответствуют человеческому состоянию. Иллюзии чувств восприятия существуют во всех пяти чувствах, что проецирует разум человека, поэтому так сложно даётся экспериментальное подтверждение чему либо, ведь каждому человеку свой образ мыслей и действий под этот образ мыслей, в виде подобия собственной жизни.
, не кури эту траву. @@daniyillin3171
@@daniyillin3171 «Магнитное поле может находиться в разных средах первоначальных четырех стихий...» Всем, кто видит цитируемый комментарий: осторожно! махровая лженаука!
без тебя моя жизнь была бы не так интересна
👏👏👏👏👏
А между пальцев руки близко от глаз если смотреть на белый экран монитора , действительно видны тонкие линии
очень надеюсь дождаться момента когда Юрий объяснит из чего же, в конце-концов, состоит магнитное поле. Чем оно характеризуется. Что такое поле с точки зрения физики, а не математики
Ни из чего. Это релятивистская поправка к электрическому полю.
3:43 вы уверены, что в на рисунке обозначен именно синус угла преломления? Мне кажется тут ошибка
Хочется подобное объяснение от автора про Рэлеевское рассеяние
ммм, а что там объяснять-то? Уточните вопрос
@@physiovisio Рассказать что это такое, в каких случаях проявляется, где с ним сталкиваемся
прощай интернет по оптоволоконному кабелю, там свет просто остановится
почему?
вот это надо так рассказать!? вот это просто гениально. Я незная предмета увидел как решаются формулы... это ультра круто
3:42 угол b не там нарисован. Надо между нормалью к поверхности и лучом.
Что важнее Луна или Солнце. Конечно Луна. Луна светин ночью, когда темно. А Солнце светит, когда и так светло..... Буквально неделю назад смотрел лекцию Черцов Александр ЧК_МИФ ОТРАЖЕНИЕ СВЕТА ОТ ИДЕАЛЬНОГО ЗЕРКАЛА. Я должен сказать, что у вас и у него разные описания и представления взаимодействия света и к примеру металла. Не вдаваясь в тонкости и запутанности формул и рассуждений, я могу сказать. У Черцова свет т.е. ЭМВ (электромагнитная волна) проходит через любые материалы будь то пластина железная или вода или ... или идеальное металлическое зеркало. А у вас я услышал, что свет т.е. ЭМВ поглощается допустим металлом, теряя энергию и т.д. Что это такое?????? Кто прав, кто неправ????
Кури теорию прозрачности.
Ну как бы если внимательно слушать (и вспоминать физику), ответ очевиден) Второй закон термодинамики применим и для ЭМВ.
@@Udav817, нет. Второй закон термодинамики применим ТОЛЬКО для термодинамики. При этом он является ЧАСТНЫМ случаем универсального закона сохранения, применимого тупо ко всему: *НИЧЕГО НЕ БЕРЁТСЯ ИЗ НИЧЕГО И НЕ ИСЧЕЗАЕТ В НИКУДА* Нётер.
3:55 Осталось как-то обосновать принцип Ферма, а то получается формула, выведенная из фантазии.
Интерференция в окрестности гладкого экстремума.
05:20 Нибуя не понятно! Нибуя!!! Если мы убираем магнитную волну, то остаётся электромагнитная волна. Тогда изначально у нас была электромагнитная и магнитная волны? Или одна электро волна и две магнитных???
Нибуя непонятно -- что ты сказать-то хотел?
Это справедливо не только для волн в видимом спектре, для любой электромагнитной волны. Например вода не прозрачна для волны у которой частота резонанса совпадает с частотой колебания атомов воды. Это используется в микроволновках для разогрева еды
Не совсем так. Частота 2.4 ГГц хорошо взаимодействует с молекулами воды, вызывая их колебания и, следовательно, нагрев. Но именно 2.4 ГГц было выбрано не только по этой причине, а из-за доступности этого спектра частот. Во многих странах магнетроны в микроволновых печах используют именно эту частоту, так как она не требует лицензирования и доступна для общего использования. Так же частота выбрана с учетом частот гармоник которые может создать магнетрон, а также гармоник которые уже имеются на частоте 2.4 ГГц от других приборов. Т.е. проще говоря, рабочей частотой выбрана уже засоренная частота, множеством других устройств. Магнетрону то ведь все равно))
комент в актив, спасибо
👍