Опять одиночный фотон в дисперсионной среде.

[Xey]

(Оффтоп)

upgrade в сообщении #1140108 писал(а):

задержка на одной
$1,10076\cdot 10^{-9}/1771097615=$

$0,621514\cdot 10^{-18}$ сек

Воздух (азот), в 1000 раз менее плотный чем вода , имеет n=1.0003.
Задержка получается в 100 раз меньше?.

[upgrade]

(задержка для азота)

$1$ моль азота весит $0,028$ кг
плотность азота $1,251$ кг/куб м
значит в одном куб м $44,68$ молей азота, или $268,08 \cdot 10^{23}$ штук молекул.
одна молекула азота содержится в объеме
$1/268,08 \cdot 10^{23} = 3,73023 \cdot 10^{-26} $ куб м
диаметр этой области
$d=2 \cdot (\frac{3}{4} \cdot 3,73023 \cdot 10^{-26})^{1/3}= 6,07149\cdot 10^{-9}$ м
на одном метре уместится
$\frac{1}{6,07149\cdot 10^{-9}}=164704088,4$ штук
задержка на всех
$1,0003/299 792 458-1/299 792 458 =1,00069 \cdot 10^{-12}$ сек

задержка на одной
$1,00069 \cdot 10^{-12}/164704088,4=$

$6,0757 \cdot10^{-21}$ сек
получается у азота задержка в области молекулы в 102 раза меньше.

свет пролетает в вакууме это $d$ за $6,07149\cdot 10^{-9}/299 792 458=$

$2,02523 \cdot 10^{-17}$сек

[Munin]

Xey

(Оффтоп)

Вы обманули upgrade. Воздух - газ, и он нашёл размер молекулы вместе с окружающей её пустотой.

[upgrade]

Munin в сообщении #1140222 писал(а):

Xey

(Оффтоп)

Вы обманули upgrade. Воздух - газ, и он нашёл размер молекулы вместе с окружающей её пустотой.

Я это учел - там везде пишется "в области, в которой" или аналогично

[Munin]

upgrade

(Оффтоп)

Не-а, не учли, и даже представления не имеете, как учитывать.

[Xey]

upgrade в сообщении #1140204 писал(а):

получается у азота задержка в области молекулы в 102 раза меньше.

Спасибо. Интересно, что будет , если в сторону увеличения $n$ например, для алмаза
$n=2.42$

Munin в сообщении #1140228 писал(а):

Не-а, не учли, и даже представления не имеете, как учитывать.

Я не имею. Так, из общих соображений. Фотон в среде движется медленнее, видимо взаимодействует со средой. Похоже, что взаимодействия с газом и с жидкостью отличаются.
А как с кристаллом?

[upgrade]

Для алмаза проблема (или для расчетов):
время задержки в области молекулы $1,53688 \cdot 10^{-18}$ сек
больше
времени пробега света этой области $1,08231\cdot 10^{-18}$ сек.

-- 26.07.2016, 14:07 --

(Оффтоп)

Munin в сообщении #1140228 писал(а):

upgrade
Не-а, не учли, и даже представления не имеете, как учитывать.

Я считаю задержку не для молекулы, а для области в целом - для областей, на которые разбито вещество по количеству молекул

[Munin]

Xey в сообщении #1140230 писал(а):

Похоже, что взаимодействия с газом и с жидкостью отличаются.
А как с кристаллом?

Кристалл - примерно как жидкость. Газ - да, особь статья.

upgrade

(Оффтоп)

upgrade в сообщении #1140234 писал(а):

Я считаю задержку не для молекулы, а для области в целом

Ну да. То, что эта цифра не имеет ни малейшего отношения к физике, вас не волнует.

[upgrade]

(Оффтоп)

Munin в сообщении #1140245 писал(а):

Ну да. То, что эта цифра не имеет ни малейшего отношения к физике, вас не волнует.

То есть свет не задерживается внутри вещества или не задерживается какими-либо областями внутри вещества по отдельности?

[Xey]

Если если все в минус двадцатой степени, то усредненная задержка на одном взаимодействии
для вакуума 0
для азота 0.6
для воды 60
для алмаза 150
Так?

Интересно, водород поместится между вакуумом и азотом у него $n$ примерно $1.0001 $

[Munin]

Xey
Все газы (при н. у.) у вас будут примерно в одном порядке, все твёрдые тела и жидкости - в другом. Потому что в воздухе расстояние между молекулами примерно в 10 раз больше размеров самой молекулы.

-- 26.07.2016 15:00:16 --

Вот если бы вы взяли жидкий азот, или водяной пар при атмосферной плотности, это было бы более содержательное сравнение...

[upgrade]

Xey в сообщении #1140253 писал(а):

Интересно, водород поместится между вакуумом и азотом у него $n$ примерно $1.0001 $

Для вставки в 10 строку эксел:

=((D10-1)/299792458)/(1/(2*((3/4)*(1/(6,02214129*10^23*C10/B10)))^(1/3)))

где
D10 - показатель преломления
C10 - плотность
B10 - молярная масса

[VCh]

Хочу, прежде всего, поблагодарить всех за интересную дискуссию и уточнить свою ситуацию. Работаем мы с детекторами ионизирующих излучений с плотной рабочей средой как, например, сжиженные благородные газы, являющиеся хорошими сцинтилляторами. Энергии частиц обычно не очень высокие, но в некоторых скучаях частицы действително релятивисткие. Например, гамма-квант с энергией 0,5 МеВ взаимодействуя с жидкостью может породить фотоэлектрон примерно с такой же энергией (т.к. энергия связи на оболочке К <30 кэВ) или комптоновский электрон с меньшей энергией.

Возмем 0.5 МеВ-ный электрон. Его $\gamma$-фактор 2, $\beta$=0,87, т.е. релятивисткий. Пробегает он, например в жидком ксеноне, около 0,5 мм за $\sim 0.02 ps$ и оставляет вдоль своего трэка возбужденные и ионизированные атомы со средним расстоянием между ними $\sim 15-20 nm$. (Для сравнения - расстояние между атомами среды около 0.4 nm.)

Затем, в течении $\sim ps$ (как считается) формируются возбужденные димеры $Xe_2^{[*][*]}$, быстро релаксируют за счет столкновений (время между двумя упругими столкновениями в жидкости $\sim 10^{-14} s$ в одно из двух нижних возбужденных состояний $Xe_2^*$, которые живут $\sim 3 ns$ (синглет) и $\sim 25 ns$ (триплет). Энергия этих состояний пректически неразличима, оба перехода в основное состояние сопровождаются испусканием фотона с $\lambda \approx 175 nm$. Параллельный механизм формирования $Xe_2^*$ - через рекомбинацию $Xe^+ + e \rightarrow Xe_2^{[*][*]}$, дальше - то же самое. Время рекомбинации немножко больше - около 40 нс.

Иными словами, картина такая: Хотя первичный источник возбуждения и единый (быстрый электрон), состояния испускающие ВУФ фотоны формируются за довольно длительное время и в результате сложных процессов, в котором участвуют столкновения между атомами. Поэтому, думаю, можно считать излучающие переходы нескоррелированными (в том смысле, что каждый конкретный $Xe_2^*$ "не знает" о том. что происходит с другими $Xe_2^*$). Есть, правда, некое сомнение - ведь расстояние между ними $\sim 20 nm < \lambda$... Хорошо бы обсудить этот аспект.

С технической точки зрения, мы не испускаем фотоны по-одному - один 0,5 МэВ-ный электрон в сумме производит около 30 000 фотонов. Однако регистрируем действительно по-одиночке, в режиме счета фотонов. И в Монте Карло симуляциях рассматриваем их по одиночке, по этой и по двум другим причинам - путь пройденный разными фотонами различен (отражения, преломление) и потому, что быстрее просимулировать распространение частицы, чем волны.

[amon]

А детектор какой и где расположен?

[VCh]

amon в сообщении #1140421 писал(а):

А детектор какой и где расположен?

Фотоумножитель или кремниевый лавинный диод. Расположен на расстоянии от нескольких см до нескольких десятков см.