Скорость отражения

[realeugene]

wrest в сообщении #1178642 писал(а):

Длина это $\lambda=\dfrac{c h}{E}$?

Нет, вы записали выражение для его длины волны. Подразумеваемая мною длина, о которой я вас просил подумать - это $L=c\tau$, где $\tau$ - время излучения/поглощения/пролёта фотона мимо вас. Сам фотон не может пролетать через установку и, значит, отразиться от зеркал мгновенно. Как правило, время пролёта фотона - это много-много его периодов колебаний, и его длина - это много-много длин его волн соответственно. Вы же знаете, что физическое соотношение неопределённости в квантовой механике - это просто следствие математического соотношения неопределённости для преобразования Фурье? Представьте себе даже не один фотон, а классическую радиоволну, излучаемую антенной. Помните, что если какие угодно колебания гармонические и их частота точно известна, то такие колебания должны длиться бесконечно долго, а если колебания когда-то начинаются и заканчиваются, то неизбежно в спектре это будет не одна частота, а какое-то распределение частот с бесконечными хвостами? Это же касается и фотонов: чем точнее вы знаете его частоту, тем дольше он должен пролетать через вашу установку. Поэтому, ваш вопрос о времени отражения фотона становится немного бессмысленным: фотон неизбежно отражается быстро, так как его фаза сдвигается незначительно, но одновременно при этом он отражается и достаточно долго, чтобы отразиться целиком. И хоть обсуждаемый фотон - это одна квантовая частица, и любой детектор, поглотивший этот фотон и щёлкнувший в динамике скажет, что летела ровно одна частица, не больше, но сам процесс его отражения от зеркала может быть очень сложным, протяженным во времени и использовать взаимодействие этого фотона сразу со всеми атомами зеркала (ну точнее, наверное, со всеми атомами в поверхностном слое металла в зеркале). Поэтому этот единственный фотон не просто поглощается и переизлучается за какое-то время, но долго-долго одновременно поглощается и переизлучается, причём, сразу огромным количеством атомов в зеркале. Оставаясь при этом одним фотоном, который, окончательно поглотившись в детекторе, щёлкнет в детекторе ровно один раз или же даст единственную точку почернения на фотоэмульсии.

[Munin]

wrest в сообщении #1178616 писал(а):

Мы включаем источник света (открываем затвор например или применяем какой-то еще способ быстрого включения) и засекаем время. Пройдет ли ровно одна секунда между посылкой и приемом?

В общем, да.

Конкретно, надо обсуждать форму начала сигнала, и конкретную физическую реализацию зеркала.

Есть даже ситуации, когда импульс света, двигаясь в среде, "ускоряется", так что кажется, будто его фронт движется быстрее света.

[wrest]

realeugene
Много рассуждений и никаких оценок.
Так можно рассуждать что и скорость света это не фазовая, а групповая, и что фотон размазан по всему пространству, что плоских волн не бывает и так далее и тому подобное, и все это будет правда. Но для скорости света в пустом пространстве есть конкретное значение, в метрах в секунду. И если при измерении она у вас получилась больше -- ищите ошибку или получите нобелевскую премию.

Вот я и спрашиваю, конкретно, если свет прошёл $l$ метров в пустом пространстве и при этом отразился $n$ раз, чему будет равно время за которое этот путь пройден, будет ли отличаться от $l/c$ и насколько. Если это зависит от чего-то (материала зеркала, длины волны волны света, поляризации, интенсивности и т.п.) -- скажите от чего.

[realeugene]

(Оффтоп)

wrest в сообщении #1178671 писал(а):

Вот я и спрашиваю, конкретно

Круто. Я офигел.
Пожалуй, я больше не буду вам пытаться объяснять "на пальцах для малограмотных". Читайте сами книжки по физике.

[Munin]

wrest в сообщении #1178616 писал(а):

Это случайный процесс (положительная-отрицательная задержка) или детерминированный?

Ни то, ни другое. Это квантовые альтернативы, которые сначала происходят с комплексными амплитудами, потом вступают в суперпозицию, и в конце концов возводятся в квадрат модуля. Только потом получаются вероятности. В итоге, в среднем задержка нулевая.

-- 20.12.2016 19:11:30 --

wrest в сообщении #1178671 писал(а):

Много рассуждений и никаких оценок.
Так можно рассуждать что и скорость света это не фазовая, а групповая, и что фотон размазан по всему пространству, что плоских волн не бывает и так далее и тому подобное, и все это будет правда. Но для скорости света в пустом пространстве есть конкретное значение, в метрах в секунду.

Есть.

Но что такое скорость света - у вас понимания нет.

Это на самом деле и ни групповая, и ни фазовая скорость, а просто коэффициентик в уравнении. Сделать эксперимент, который измерит именно эту скорость, чрезвычайно трудно, и ваши попытки пока серьёзно не выглядят.

-- 20.12.2016 19:12:25 --

realeugene в сообщении #1178680 писал(а):

Пожалуй, я больше не буду вам пытаться объяснять "на пальцах для малограмотных".

У вас это вообще плохо получается. Лучше никому не пытайтесь.

[realeugene]

(Оффтоп)

Munin в сообщении #1178686 писал(а):

У вас это вообще плохо получается. Лучше никому не пытайтесь.

Я устроился в зрительном зале и смотрю на действия профи.
Маэстро, действуйте.

[wrest]

realeugene в сообщении #1178680 писал(а):

Круто. Я офигел.
Пожалуй, я больше не буду вам пытаться объяснять "на пальцах для малограмотных".

Вы написали много текста, спасибо за труд.
Но как вас понять, если вы изъясняетесь парадоксами:

realeugene в сообщении #1178660 писал(а):

фотон неизбежно отражается быстро, так как его фаза сдвигается незначительно, но одновременно при этом он отражается и достаточно долго,

Привожу пример. При движении света в среде есть конкретный параметр -- показатель преломления, который показывает насколько свет движется медленнее в среде чем в пустоте. На данной частоте, естественно. И если запустить свет в среду с показателем преломления 1,5 то время на прохождение этой среды увеличится конкретно в 1,5 раза. Из одной секунды станет полторы секунды и так далее. На данной частоте, естественно. И это можно измерить, часами и линейкой.

-- 20.12.2016, 19:17 --

Munin в сообщении #1178668 писал(а):

В общем, да.

Ok, это из-за-того что некоторые задержки будут в плюс, некоторые в минус, или из-за того что задержки нет вообще?
На это уже есть ответ. В среднем будет ноль.

Munin в сообщении #1178668 писал(а):

Конкретно, надо обсуждать форму начала сигнала, и конкретную физическую реализацию зеркала.

Зеркало -- полированный металл (серебро, допустим), сигнал начинается механическим открытием затвора (например обтюратором).

[realeugene]

wrest в сообщении #1178692 писал(а):

Но как вас понять, если вы изъясняетесь парадоксами

Для начала, попытаться.

[wrest]

Munin в сообщении #1178686 писал(а):

Сделать эксперимент, который измерит именно эту скорость, чрезвычайно трудно, и ваши попытки пока серьёзно не выглядят.

Так это еще при Ньютоне померили, плюс-минус. Вопрос погрешности, конечно, есть. Ну так тогда и метра-то не было.
А потом вообще сказали что мерить больше ничего не надо, а скорость света в вакууме точно равна тому-то.

Но давайте ближе к отражениям, пожалуйста.

Или погодите, уже вроде выяснили: задержка при отражении в среднем равна нулю?

[Munin]

wrest в сообщении #1178692 писал(а):

При движении света в среде есть конкретный параметр -- показатель преломления, который показывает насколько свет движется медленнее в среде чем в пустоте. На данной частоте, естественно. И если запустить свет в среду с показателем преломления 1,5 то время на прохождение этой среды увеличится конкретно в 1,5 раза. Из одной секунды станет полторы секунды и так далее. На данной частоте, естественно. И это можно измерить, часами и линейкой.

Вот это конкретно неправда. И вы даже знаете, что неправда, потому что сами вспомнили слова "групповая и фазовая скорость". Но зачем-то вы это произнесли. Зачем?

wrest в сообщении #1178701 писал(а):

Вопрос погрешности, конечно, есть.

Вопрос не погрешности, а чего именно меряем?

Если ваш механический затвор открывается со скоростью 1/1000 секунды (это ещё реально, насколько я помню, хотя и с трудом), то вы и получите для вашей свето-секундной экспериментальной установки $c\cdot(1\pm 0{,}001).$ Если вас это устраивает, то пожалуйста.

wrest в сообщении #1178701 писал(а):

Или погодите, уже вроде выяснили: задержка при отражении в среднем равна нулю?

Да.

[wrest]

Munin в сообщении #1178723 писал(а):

Вопрос не погрешности, а чего именно меряем?

Если ваш механический затвор открывается со скоростью 1/1000 секунды (это ещё реально, насколько я помню, хотя и с трудом), то вы и получите для вашей свето-секундной экспериментальной установки $c\cdot(1\pm 0{,}001).$ Если вас это устраивает, то пожалуйста.

Вообще-то это именно вопрос погрешности.
Меряем расстояние (один раз) и время (много раз).
Затвор можно делать быстрее, измерять время можно многократно.
Устраняем систематическую погрешность, оцениваем оставшуюся, делаем много измерений, усредняем, считаем доверительный интервал и прочие метрологические премудрости.
Время мерить легко, вот большое расстояние, без помощи известной скорости света, мерить конечно труднее.
Но тоже можно -- Ньютон не даст соврать.

-- 20.12.2016, 22:40 --

Munin в сообщении #1178723 писал(а):

И вы даже знаете, что неправда, потому что сами вспомнили слова "групповая и фазовая скорость". Но зачем-то вы это произнесли. Зачем?

Да, надо было строже писать (или не писать вовсе), виноват. Случаи бывают всякие, аномальная дисперсия, или еще что-нибудь аномальное.

[Munin]

wrest в сообщении #1178750 писал(а):

Вообще-то это именно вопрос погрешности.

Ну не понимаете - так не понимаете. Окружающим всё равно, знаете ли.

Если вы пришли сюда кого-то переспоривать - вы пришли не по адресу. Этим занимаются в других местах.

wrest в сообщении #1178750 писал(а):

Случаи бывают всякие, аномальная дисперсия, или еще что-нибудь аномальное.

Да и нормальная тоже бывает. Видимо, всё-таки вы понятия не имеете, что это такое, и к чему приводит.

[wrest]

Munin в сообщении #1178772 писал(а):

Ну не понимаете - так не понимаете.

Munin в сообщении #1178772 писал(а):

Видимо, всё-таки вы понятия не имеете,

Да, это вы часто произносите. Но как правило перед эти успеваете ответить по существу :)

Munin в сообщении #1178772 писал(а):

Если вы пришли сюда кого-то переспоривать

Просто вы подняли вопрос, который не планировался к обсуждению (как измерить скорость света, что именно при этом мерить), я не вижу тут каких-то непонятных мне нюансов или того, чего я не найду в википедии. А вот "задержка" при отражении для меня была загадкой.

Со средой и дисперсиями я, как видно, погорячился.

[Munin]

wrest в сообщении #1178784 писал(а):

Но как правило перед эти успеваете ответить по существу :)

Тут ситуация такая. Существо - большое и сложное. Как можно было кратко - я (и далеко не только я) - ответил. Но дальше - это надо как минимум немного изучить квантовую механику. Боюсь, в форумную тему не влезет.

wrest в сообщении #1178784 писал(а):

А вот "задержка" при отражении для меня была загадкой.

В общем, пока вы не лезете в КМ (и тем более КЭД), можете считать, что задержки нет никакой.

Вообще, фотон - страшно сложная штука. И нелепа ситуация, когда толпы народа произносят это слово, и даже пытаются про него придумывать какие-то глупости, в то время как они абсолютно не знают, о чём речь.

[AnatolyBa]

Может быть вам понравится вот эта картинка обсуждаемого явления
https://science.dirty.ru/vysokoskorostn ... la-631926/
И вот мои пять копеек. Мне кажется, что КМ здесь не нужна. Достаточно, вплоть до оптического диапазона, обыкновенной электродинамики.
И надо различать отражение от диэлектрика и от металла. При отражении от диэлектрика к фазе добавляется (или отнимается) $\pi$, независимо от частоты. Это следует учитывать в интерферометрических опытах, но для групповой скорости (для импульсов света) это означает нулевую задержку.
Для металлов сдвиг фазы при отражении зависит от частоты (а это означает задержку для импульса). Но как именно - в оптическом диапазоне вопрос сложный. В радио диапазоне можно посчитать, хотя формулы довольно громоздкие (полагаю, кто-то когда-то это сделал, но искать не буду). Вы можете почитать ЛЛ-8 параграф 87 о поверхностном импедансе (там еще ссылка на ЛЛ-10), или Борна.