Spørg Læserne: Kan man gemme lys i en kasse?

 torsdag 01. jul 2010 kl. 17:00

Dennis Olesen vil gerne have jeres bud på følgende:

"Hvis man laver en kasse med spejle på alle indvendige flader, og lyser ind i den og skynder sig at lukke kassen (overnaturlig hurtigt), ville man så kunne gemme lys i en kasse for evigt?"

Vi lægger spørgsmålet ud til jer læsere. Har du et godt bud på et svar? Så skriv det i debatten nedenfor. Vi følger alle jeres gode bud i debatten.

Spørg Scientariet er i dag redigeret af Tine Havkrog, thb@ing.dk



01. jul 2010 kl 17:15

Berndt Barkholz

Nej...

...det kan man ikke, heller ikke hvis man havde totalreflekterende spejle.


01. jul 2010 kl 17:34

avatar

Poul-Henning Kamp

Re: Nej...

...det kan man ikke, heller ikke hvis man havde totalreflekterende spejle.

Jo, hvis du har totalreflekterende spejle kan man i princippet godt, problemet er at så snart man prøver at finde ud af om fotonen stadig er der, er den der helt sikkert ikke mere.

Selv med de spejlflader vi har i virkeligheden kan man faktisk nå op på rigtig lange "mean paths" for en foton i den slags opstillinger.

Der blev experimenteret meget med stort set præcis den opstilling efter anden verdenskrig, man håbede at kunne lave "relativistiske frekvensnormaler" med "noget i den stil".

Experimenterne førte ingen vegne for så vidt frekvensnormalerne, men via den almindelige videnskabelige smittespredning med ideer, kom denne forskning i håndværksmæssig reflektionsoptik til at danne fundamentet under både den praktiske opbygning af laseren, og senere den optiske gyro mv.

Poul-Henning


01. jul 2010 kl 18:11

Berndt Barkholz

Re: Re: Nej...

Jo, hvis du har totalreflekterende spejle kan man i princippet godt, problemet er at så snart man prøver at finde ud af om fotonen stadig er der, er den der helt sikkert ikke mere.

Så vidt jeg kan se, er det det samme problem med en svingningskreds som har tabsmodstand, kun ved at anvende superledere kunne man komme evigheden lidt nærmere... :o)

Berndt


01. jul 2010 kl 19:42

Birger Nielsen

Hvad blev der så egentlig af fotonen?

Hvis fotonen nu var i den lukkede kasse, hvad skete der så med den?

Blev den absorberet af kassens materiale? For trænge igennem kan den vel ikke uden at man ville kunne se lys uden for kassen!


01. jul 2010 kl 19:49

Rasmus Elmelund Nielsen

Re: Re: Re: Nej...

Jeg bliver nødt til at stille et tillægsspørgsmål.

Hvad ser man hvis man ombord på ISS befinder sig midt inden i en tænkt "perfekt" reflekterende sphære og tænder sin lommelygte..

Oplever man en middel lysintensitet svarende til det udledte antal fotoner delt ud over spherens invendige areal? eller vil ens eget spejlbillede dominere og forhindre enhver reflektion?

R


01. jul 2010 kl 20:03

Berndt Barkholz

Re: Re: Nej...

Selv med de spejlflader vi har i virkeligheden kan man faktisk nå op på rigtig lange "mean paths" for en foton i den slags opstillinger.

Det kan du forøvrigt også med en nær tabsfri resonanskreds og sætter du lidt forstærkning på, så svinger den endda hele tiden :o)


01. jul 2010 kl 20:41

Henning Max Hansen

Nej, men hvor bliver fotonen så af?

At et spejl er totalreflekterende må vel tolkes som at der reflekteres lige så meget lys som rammer spejlet. Det kan selvfølgeligt ikke laves. Men da dette er et tankeeksperiment så er mulighederne lidt større.
Hvis man sender en foton af sted i det tomme rum, ja så har man eksempler på fotoner der har været over 10.000.000.000 år undervejs, men de har så tabt energi og er blevet rødforskudt. Hvis det på en eller anden måde er en egenskab, ved det hvori fotonen bevæger sig, så kan det ikke lade sig gøre for lys at udbrede sig uendeligt.
Spejle der reflekterer fuldstændigt er kun mulige hvis man ser bort fra alle centrale fysiske love.
Den første ting der kan ske med fotonen er at den rammer et molekyle eller atom der kan optage den. Så er den væk.
En anden mulighed er at når fotonrn rammer spejlet så skifter bevægelsesmængden retning og der betyder at der kommer en kortvarig kraft på spejlet, der så giver lidt efter. Herved taber fotonen lidt af sin frekvens på grund af doblereffekten. Og da fotonens energi er proportional med frekvensen så går lidt af energien også tabt.
Så lyset kan optages i stof som energi eller det kan tabe energi ved rødforskydning der kan skyldes rummets udvidelse eller sammenstød med stof.


01. jul 2010 kl 20:52

Birger Nielsen

Re: Nej, men hvor bliver fotonen så af?

Tak for det!

Lys er nu meget spændende at sidde og småfilosofere over. Osse på mit niveau :)


01. jul 2010 kl 20:55

avatar

Poul-Henning Kamp

Re: Hvad blev der så egentlig af fotonen?

Hvis fotonen nu var i den lukkede kasse, hvad skete der så med den?

Hvis spejlene er andet end 100% perfekte, vil den før eller siden absorberes af en eller anden elektron og ende som varmeenergi.

Ingen af de metaller vi kender kan bruges til at lave perfekte spejle, men man kan komme indenfor omkring 1 promille af perfekt.

Poul-Henning


01. jul 2010 kl 20:57

avatar

Poul-Henning Kamp

Re: Re: Nej, men hvor bliver fotonen så af?


Lys er nu meget spændende at sidde og småfilosofere over. Osse på mit niveau :)

Jeg kan varmt anbefale at du kigger på Feynmanns foredrag her:

http://vega.org.uk/video/subse...es/8

Poul-Henning


01. jul 2010 kl 21:15

Birger Nielsen

Re: Re: Re: Nej, men hvor bliver fotonen så af?

Det må jeg sige ja til. Jeg ku' næsten ikke løsrive mig.

Tak for linket, det vil jeg bruge med glæde :)


02. jul 2010 kl 08:40

Sven Nielsen

Re: Re: Hvad blev der så egentlig af fotonen?


Ingen af de metaller vi kender kan bruges til at lave perfekte spejle, men man kan komme indenfor omkring 1 promille af perfekt.

Man kan lave langt bedre spejle af ikke-metaller, men de virker ved interferens, altså kun for lys med bestemte frekvenser. Jeg mindes engang at have læst, at man i laboratoriet har haft lys stående i få sekunder mellem et par af disse dielektriske spejle.
Lyset overlever altså mange millioner af reflektioner.


02. jul 2010 kl 09:07

avatar

Stig Johansen

Det samme spørgsmål kan stilles med lyd.

"Kan man gemme stående lydbølger i en kasse?"
Problemstillingen er den samme, for der findes nok intet 100 pct. reflekterende materiale.

Men i tankeeksperimentet, burde det være muligt at gemme stående (lyd/lys) bølger i en kasse, men som man er inde på, så vil enhver form for (forsøg på) måling ødelægge resultatet, da 'måleapparatet' optager energi.


02. jul 2010 kl 09:13

Michael Egtved Christensen

Det kan man godt?


Med andre ord, så kan man godt gemme lys.

Det praktiske spørgsmål er bare tiden det kan gemmes, inden tab i spejle, m.m. har spist alt lyset.


02. jul 2010 kl 11:00

avatar

Ole Oberg

Hurtigt

Det må kunne gemmes i en 300.000 del sekund.
Ole Oberg
www.oleoberg.dk


02. jul 2010 kl 12:28

Henning Eilersen

Re: Re: Re: Re: Nej...

Den danske forsker Lene Hou, vist nok, har lavet forsøg, hvor hun har sendt lys ind i en kasse, hver hun kan hive lyset ud igen når hun har brug for det.

Hvor langt hun nu er nået med forskningen idag ved jeg ikke.




02. jul 2010 kl 13:07

Martin Jørgensen

Re: Re: Re: Re: Re: Nej...

idet at fotonerne vil afgive energi i form af strålings tryk (http://en.wikipedia.org/wiki/R...sure) hver gang det reflekteres. vil lyset meget hurtigt rød forskydes, og ende som termisk stråling med samme energi som kassens termiske stråling, såfremt kassens temperatur er over det absolutte nulpunkt, hvilket den nødvendigvis må være.


02. jul 2010 kl 13:16

Henrik Mohr

Re: Hurtigt

I følgende lydoptagelse kan man høre Lene Hau tale om hvordan hun har sendt lys ind i et Bose Einstein-kondensat, og tilbage igen (det må være dette du refererer til?):
http://www.npr.org/templates/s...4502


02. jul 2010 kl 14:12

avatar

Simon Gjerløv

Re: Re: Nej...

problemet er at så snart man prøver at finde ud af om fotonen stadig er der, er den der helt sikkert ikke mere.

Man burde vel i princippet kunne teste for eksistensen af én foton ved stimuleret emission - ligesom i en laser.


02. jul 2010 kl 16:40

Re: Nej...

nej det kan men ikke


02. jul 2010 kl 23:25

Jacob Beltoft Jørgensen

Hvor stor er kassen?

Dimensionerne af kassen er ubekendt.
Lyset fra stjernerne er flere år gamle.
En teoretisk kasse kan jo være uendelig stor.

Derfor kan man lyset fra den ene side af kassen teoretisk set, muligvis aldrig nå den anden side pga. kassens indvendige dimensioner.


02. jul 2010 kl 23:40

Kim Sahl

Kasse

Jacob, ikke engang teoretisk er din kasse uendelig stor; uendelig er noget "der vokser ud over alle grænser", en kasse har grænser - kassens vægge - så enhver kasse er for lille til at være uendelig.


03. jul 2010 kl 00:09

Jacob Beltoft Jørgensen

Re: Kasse

Uendelighed behøver ikke vokse.
Tag tid f.eks. den er uendelig, men vokser ikke...

Bær over med mig..
Sidder lige og aften filosoferer lidt om lys..

En hurtig en her : Da massetyngde kan afbøje lys, vil man da ved en specifik tyngde kunne fastholde lys i en omløbsbane?


03. jul 2010 kl 11:47

Henning Max Hansen

Re: Re: Kasse

En hurtig en her : Da massetyngde kan afbøje lys, vil man da ved en specifik tyngde kunne fastholde lys i en omløbsbane?

Ja på overfladen (The "horizon") af et sort hul vil lys netop have samme krumning som overfladen og vil cirkle om hullet i samme afstand. Spørg mig ikke om hvor lang tid lyset vil være om at komme rundt om hullet. For en iagttager der følger med lyset vil der ikke være tale om at flyve rundt om noget. Han vil opfatte det som at flyve lige ud.


03. jul 2010 kl 13:49

Kim Sahl

Tid

Jacob, heller ikke tiden er uendelig - her er grænserne ikke kassens sider, men begivenheden, den fysiske vekselvirkning.
To usamtidige begivenheder, agerer kassevægge for tidens grænser, dette ifølge tidens geometri.


03. jul 2010 kl 22:40

avatar

Per Michael Jensen

Delkonklusion. Henfalder lys spontant?

Humlen i spørgsmålet må være om lys henfalder spontant.

Henfalder lys spontant kan man ikke genne lys mellem to perfekte spejle.

Henfalder lys ikke spontant, da kan man teoretisk gemme lys uendeligt mellem to perfekte spejle.

Så, henfalder lys spontant?


04. jul 2010 kl 08:58

Anders Thorseth

ReDelkonklusion. Henfalder lys spontant?

Humlen i spørgsmålet må være om lys henfalder spontant.

Henfalder lys spontant kan man ikke genne lys mellem to perfekte spejle.

Henfalder lys ikke spontant, da kan man teoretisk gemme lys uendeligt mellem to perfekte spejle.

Så, henfalder lys spontant?

Den specielle relativitetsteori forudsiger at fotonen har uendelig levetid da dens egen-tid ikke går, på grund af relativistisk tidsforlængelse. Bedste bevis er vel at vi stadig modtager fotonerne der blev produceret ved big bang.


04. jul 2010 kl 16:57

Kim Sahl

Lys i en kasse

Om lyset kan gemmes i en kasse; her vil det konstant absorberes og emitteres ved de spejlende sider, indtil det forsvinder termisk. Teoretisk kan det godt gemmes, men det kræver nogle i praksis uholdbare forudsætninger.




05. jul 2010 kl 13:46

avatar

Erik Beck Jensen

Re: Nej...

nej ,- måske hvis du sænker lysets hastighed.
og spejlene danner en resonanskreds, uden tab?
- kender du den om ham der kommer ind i et meget mørkt rum og, mener at lyset må have været slukket meget længe. eller den morgen, da han trak gardinerne, bare lidt fra, for ikke at lukke for meget mørke ind i stuen, på men gang.


07. jul 2010 kl 09:24

avatar

Stig Johansen

Re: Re: Kasse

[quote]En hurtig en her : Da massetyngde kan afbøje lys, vil man da ved en specifik tyngde kunne fastholde lys i en omløbsbane? [/quote]
Det vil jeg sige ja til.

Jeg har min egen teori, men det er vigtigt st forholde sig til, at lys [b]afbøjes[/b], og ikke [b]tiltrækkes[/b] af masse.
Hvis der skulle være tale om [b]tiltrækning[b] fra masse, ville c jo ikke være konstant, når lyset udgår fra et (stort) tyngdefelt (aka masse).


07. jul 2010 kl 11:12

steen ørsted

Re: Re: Re: Kasse

Til Jacob : Uendeligheden er jo nok mere et begreb, der findes i vores syndige hoveder, end noget, der findes i den fysiske verden.
Til Anders : Ved vi, om de fotoner, vi modtager fra fjerne himmellegegemer, er de samme som dem, der blev udsendt, eller er der tale om det samme som bølger i vand eller lydbølger i luft, hvor det ene skubber til det andet ? Steen


09. jul 2010 kl 15:18

Anders Thorseth

Re: Re: Re: Re: Kasse

@Steen
Man skal passe meget på med at sammenligne lys med lyd- og vandbølger, eftersom lyset ikke umiddelbart bevæger sig i "noget". Grunden til at man antager at lyset er det samme er at man ikke kender nogen effekt der skulle være ansvarlig for en sådan "ombytning".


09. jul 2010 kl 16:49

Søren Fosberg

Re: Re: Re: Re: Re: Kasse

Man skal passe meget på med at sammenligne lys med lyd- og vandbølger, eftersom lyset ikke umiddelbart bevæger sig i "noget".

Hvis lys kunne observere ville det opfatte universet som to-dimensionelt, udbredende sig vinkelret på dets bevægelsesretning (som at se på et maleri?). Med andre ord, lys vil ikke opfatte et tidsforløb i forhold til at det bevæger sig gennem universet - tiden er nul for at passere gennem hele universet - uanset hvor stort universet er!

Det er jo en mærkelig tanke. Hvordan kan man så forstå at lyset undervejs - set fra vores system - ændrer f.eks. retning eller bølgelængde?

Mvh Søren


19. jul 2010 kl 21:06

avatar

Lars Kristensen

Re: ReDelkonklusion. Henfalder lys spontant?

Den specielle relativitetsteori forudsiger at fotonen har uendelig levetid da dens egen-tid ikke går, på grund af relativistisk tidsforlængelse. Bedste bevis er vel at vi stadig modtager fotonerne der blev produceret ved big bang.

Vi kan ikke se fotoner fra Big Bang, da vores stofmasse så har bevæget sig med lysets hastighed i ekspansionen af rummet.

Fotoner fra Big Bang bevæger sig ikke i sneglefart og vores stofmasse bevæger sig ikke med lysets fart.

Hvornår indser videnskaben at lys fra Big Bang ikke kan ses af os.

Endvidere bruges der energi til den elektromagnetiske vekselvirkning, i lyset, hvorfor lyset med tiden får en længere bølgelængde og dermed bliver rødforskudt.

Derfor kan der heller ikke opretholdes et lys uendeligt i en kasse med perfekte reflekterende spejle. Lyset vil med tiden dø ud og blot blive en skygge af sig selv.

Med venlig hilsen
Lars Kristensen


08. sep 2010 kl 12:58

Jacob Beltoft Jørgensen

Re: Kasse

Til Jacob : Uendeligheden er jo nok mere et begreb, der findes i vores syndige hoveder, end noget, der findes i den fysiske verden.
Steen

Uendelighed er et faktum.
Ikke bare i vores syndige hoveder, men i alting og i al evighed.

Begrebet om uendelighed, påpeger jeg kun fordi at, jeg mener at spørgsmålet ikke er helt fyldestgørende...
Begrebet kasse kan sådan set dække over enormt mange konstruktioner og alverdens forskellige størrelser.
Fra mikroskopisk til astronomisk...
Praktisk såvel som teoretisk.

For mit vedkommende behøver jeg kun en ja-mulighed for at acceptere at svaret på spørgsmålet, som ja.
Ligegyldigt hvor uendelig mange nej-muligheder, der så også findes.


08. sep 2010 kl 13:46

avatar

Michael Ebbesen

...

svaret ligger vel i spørgsmålet .. hvis man har en kraftkilde der kan sende lys ud konstant , og lyset bevæger sig gennem vacuum .. og spejlene er optiske perfekte spejle , så at lyset blir perfekt reflekteret .. så er der vel kun sol-vind effekten tilbage der kan drille !?


04. maj 2012 kl 06:09

avatar

Peter Andersen

Svaret erJa

Svaret erJa,jeg har gemt lys nok til at læse Biblen i en gammel cigarkasse og det er noget helsærlig god årgang fra P,S.Krøyers tid fra Skagen,


07. maj 2012 kl 00:32

Jens Madsen

Re: Kasse

Søg på optisk kavitet. Det er muligt, at reflektere lyset mange gange, og derved øge koherenslængden.


07. maj 2012 kl 00:42

Jens Madsen

Re: ReDelkonklusion. Henfalder lys spont

Hvornår indser videnskaben at lys fra Big Bang ikke kan ses af os

Ved ses, mener du vel indenfor synlig lys spektrum?

Hvad med den kosmiske baggrundsstråling?


07. maj 2012 kl 00:45

steen ørsted

Re: Svaret er Ja

@ Peter: Men så må du også først have lyst ind i den i meget lang tid, men pas på, for hvis du har foret æsken med sølvpapir, kan du risikere, at der til sidst er så mange fotoner inde i den, som ikke kan komme ud, at den eksploderer, så ikke for længe ad gangen. Husk det nu !
@ Jacob (hvis du ser det her): Hvordan findes uendeligheden i f.eks en blyant eller en foton ? Steen


07. maj 2012 kl 01:57

Søren Fosberg

Re: ReDelkonklusion. Henfalder lys spontant?

Den specielle relativitetsteori forudsiger at fotonen har uendelig levetid da dens egen-tid ikke går,

Hvis jeg har forstået det rigtigt så:

Hvis en observatør aflæser et ur som bevæger sig med lyset - står det stille. Tiden i lysets system er gået i stå - set fra observatørens system.

Set fra urets synspunkt går tiden (egentiden) normalt, men rummet det bevæger sig igennem har ingen udstrækning i bevægelsesretningem. Dvs hele universet er projiceret ned i et plan.

Set fra lysets system er der kun to rumdimensioner og en tidsdimension, fra observatørens synspunkt er der tre rumdimensioner men ingen tidsdimension.

Man kan måske diskutere om man kan tale om en tidsdimension hvis der ingen bevægelse er (set fra lysets synspunkt)


Ny i debatten? Opret en brugerkonto