Термодинамический парадокс

[mihiv]

Xey в сообщении #720964 писал(а):

В задаче одна поверхность находится в среде с показателем n1, а другая в среде с другим показателем n2.
А у вас опять какое то n0

Постараюсь пояснить подробнее постановку задачи. Рассматриваются два полупространства, заполненные диэлектриком с коэффициентом преломления $n_0$, разделенные пластинами с коэффициентами преломления $n_1$ и $n_2$. Соотношение между коэффициентами преломления такое: $n_0>n_2>n_1$. Будем считать, что границы раздела сред лежат в вертикальной плоскости. Таким образом, двигаясь слева направо, мы проходим последовательно: полупространство с коэффициентом преломления $n_0$, затем пластину с коэффициентом $n_1$, далее пластину с коэффициентом $n_2$ и, наконец, снова полупространство с коэффициентом преломления $n_0$.
Теперь вопрос: зачем рассматривать эту вспомогательную задачу вместо предложенной ТС? Дело в том, что эта задача на первый взгляд содержит тот же парадокс, что и исходная, а именно, все лучи, выходящие направо из пластины $n_1$ ,беспрепятственно проходят в правое полупространство, что же касается лучей идущих налево из пластины $n_2$, то часть этих лучей за счет полного внутреннего отражения на границе раздела пластин $n_1$ и $n_2$ возвращается в правое полупространство.
Как этот парадокс разрешается показано в моем предыдущем посте: кратко говоря из правого полупространства в пластину $n_2$ поступает больше квантов, чем из левого полупространства в пластину $n_1$,но лишние кванты из пластины $n_2$ за счет полного внутреннего отражения на границе $n_1,n_2$ возвращаются в правое полупространство, так что потоки излучения c обеих сторон выравниваются.
Теперь, по-моему, понятна и причина парадокса: нужно детально рассматривать, как происходит переход излучения от излучающей поверхности в пластины $n_1,n_2$, чего в исходной задаче не сделано.

[Xey]

mihiv в сообщении #721086 писал(а):

два полупространства, заполненные диэлектриком с коэффициентом преломления , разделенные пластинами с коэффициентами преломления и .

Третий раз намекаю, что это другая задача.

[mihiv]

Xey в сообщении #721097 писал(а):

Третий раз намекаю, что это другая задача.

Но парадокс того же самого происхождения вы в ней видите,надеюсь?

[Xey]

mihiv в сообщении #721144 писал(а):

Но парадокс того же самого происхождения вы в ней видите,надеюсь?

В ней нет рассматриваемого парадокса. В ней равновесные излучения слева и справа появляются при одинаковых n.

[mihiv]

Xey в сообщении #721150 писал(а):

В ней нет рассматриваемого парадокса. В ней равновесные излучения слева и справа появляются при одинаковых n.

Вы имеете в виду $n_0$? На это можно ответить, что в исходной задаче излучения справа и слева появляются при одинаковых свойствах излучающих поверхностей.

[Xey]

mihiv в сообщении #721153 писал(а):

излучения справа и слева появляются при одинаковых свойствах излучающих поверхностей.

Показатели сред, в которых поверхности , разные (это уже пятый раз, повторяю).

[mihiv]

Xey, вы говорите загадками , то есть все-таки вы просто хотите сказать , что левая излучающая пластинка находится в среде с $n_1$, а правая - в среде с $n_2$?
Теперь рассмотрим мою задачу: левый диэлектрик с показателем $n_0$ своей излучающей поверхностью находится в среде с $n_1$, а излучающая поверхность правого диэлектрика с $n_0$ в среде с $n_2$. И в чем принципиальная разница?
Я ведь не утверждаю, что это та же самая задача. Это более простая задача, которую легко проанализировать и которая помогает понять ( мне по крайней мере) происхождение кажущегося парадокса.

[Xey]

mihiv в сообщении #721192 писал(а):

левый диэлектрик с показателем своей излучающей поверхностью

Диэлектрик прозрачный?
Если да, то он ничего не поглощает и значит не излучает.

[mihiv]

Xey в сообщении #721199 писал(а):

Диэлектрик прозрачный?

Можно добавить какие-то поглощающие вкрапления, частицы сажи, например.

[Xey]

mihiv в сообщении #721203 писал(а):

Можно добавить какие-то поглощающие вкрапления, частицы сажи, например.

Вот, в вашем случае сажа в среде с n0 и будет излучать и слева, и справа.

А в задачке слева излучатель в n1 , а справа в n2.

[dvb]

dvb в сообщении #721020 писал(а):

Да поглощение тут непричем. Как-то неявно предполагается, что все, что упало на поверхность до Брюстера

Я тут Брюстером упорно обзывал угол полного внутреннего отражения, за что извиняюсь. Брюстер - это про поляризацию.

Xey в сообщении #721078 писал(а):

Хотелось бы понять механизм этого увеличения яркости .

Да почти наверняка этот механизм сидит у Ландау в "Электродинамике сплошных сред", где рассматривается задача прохождения ЭМ-волны через границу двух сред.
Тупо решаются уравнения Максвелла, выводится этот самый закон преломления. А на каком еще уровне вы бы хотели понять механизм? На квантовом? Сам закон преломления - идеализация, используя его отвлекаются от того, что происходит с интенсивностями ЭМ-волны. Ваш же парадокс возникает только в том случае, если считать ЭМ-волну пучком биллиардных шаров, с которыми на границе ничего не происходит, кроме того, что они упорядоченно меняют направление движения.
Ну и еще. Все вот эти попытки вставлять там какие-то слои - шаманизм. Есть две бесконечные среды, разделенные границей произвольной конфигурации. Если нет посторонних источников, тепловое равновесие будет детальным, то есть установится на каждом участке поверхности и никаких тепловых потоков там не будет. Ни вдоль, ни поперек. С теплопроводностью, или без таковой.

[Someone]

dvb в сообщении #721259 писал(а):

Ваш же парадокс возникает только в том случае, если считать ЭМ-волну пучком биллиардных шаров, с которыми на границе ничего не происходит, кроме того, что они упорядоченно меняют направление движения.

Там же ещё и скорость меняется: больше коэффициент преломления -> меньше скорость распространения -> больше плотность излучения.

[nikomaru]

нельзя говорить о термодинамике, рассматривая настолько открытую систему. Если речь о потоке тепла от одной пластины к другой, то этот поток обязан быть как-то замкнут. Если, разумеется, нет предположения о наличии источников тепла. А если поток замкнут, то он равен нулю - это единственное возможное решение . Примерно как в цепи с термопарой, где тоже вроде как асимметрия есть.
Детали этой картины, на уровне частиц, фотонов, и т.д., можно обсуждать сколько угодно, но конечный итог будет тот же.

[dvb]

nikomaru в сообщении #722679 писал(а):

нельзя говорить о термодинамике, рассматривая настолько открытую систему.

В сущности, термодинамика в самом вопросе фигурирует лишь как фигура речи. По существу же речь идет о тепловом равновесии на границе двух сред без источников тепла. То, что температура будет одинаковой с обеих сторон, очевидно хотя бы потому, что иначе можно было бы засунуть фрагмент такой границы с прилегающими областями в адиабат и, поставив тепловую машину, бесплатно превращать тепловую энергию во что-то полезное. Термодинамическая неприятность в том, что система в этом случае будет охлаждаться без затрат энергии.
Увы, доказательства такого рода чем-то похожи на доказательства от противного в математике - они говорят да или нет, но не объясняют почему. Вот чтобы термодинамка не превращалась в религиозную доктрину, в сомнительных случаях полезно выяснять, как она соотносится с другими частями физики.

[Xey]

nikomaru в сообщении #722679 писал(а):

Детали этой картины, на уровне частиц, фотонов, и т.д., можно обсуждать сколько угодно,

Эти детали и обсуждались несколько страниц. В итоге вопрос о кажущемся парадоксе прояснился, причем не из общих соображений, а на уровне фотонов.

Почитали бы.