Licht vertragen en versnellen
 

De Deense Harvard natuurkundige Lene Hau slaagde er in 1998 in om de gemiddelde snelheid van het licht te verlagen tot 17 m/sec, zo'n 61,2 km per uur. Zij deed dit door atomen af te koelen tot een miljoenste graad boven het absolute nulpunt. Atomen gaan zich dan gedragen als behorend tot een enkel superatoom. Deze toestand noemt men een Bose-Einsteincondensaat.

In 1999 slaagde de onderzoeksgroep erin om het licht zelfs volledig stil te laten staan. De tijdsduur dat het licht stil stond duurde slechts één milliseconde.

Recente proeven hebben ook aangetoond dat het mogelijk is om de groepsnelheid van licht boven c te brengen. Een experiment zorgde ervoor dat een laserstraal door een cesiumwolk vloog over een zeer korte afstand met een snelheid van 300 keer c.

Bron: Wikipedia.org

Ik vroeg me af:
*Hoe hebben ze beide proeven kunnen aantonen?

*Er is aangetoond dat licht sneller dan licht kan; wordt hier de algemene relativiteitstheorie mee ontkracht?

*Waarom kan met deze snellere lichtsnelheid geen informatie worden verzonden?

Licht heeft toch geen massa? Hoe kan temperatuur er dan effect op hebben?

De temperatuur heeft invloed op de atomen waar het licht doorheen gaat. Bij een zeer lage temperatuur gaan de atomen zich gedragen als 'superatoom' (Bose-Einsteincondensaat), waardoor het licht wordt vertraagt.
De temperatuur heeft dus geen directe invloed op de snelheid van het licht.

Maar als atomen massa hebben, en licht uit atomen bestaat, moet licht toch een massa hebben?

Als licht geen massa heeft zie ik ook niet waarom het zich door een massa zou laten afremmen.

Ik meen ergens gelezen te hebben dat de relativiteitstheorie hiermee niet wordt ontkracht, maar ik heb er verder de ballen verstand van.

Licht dat onderhevig is aan heel veel zwaartekracht kan trouwens van baan veranderen, dus de bewering dat licht geen massa heeft en dus niet beïnvloed kan worden door massa lijkt me niet relevant, T_ID.

Van Wiki:
Afhankelijk van de gebruikte meetopstelling zal straling (een vorm van energie) zich voordoen als golven of als een stroom van massaloze energiedeeltjes, fotonen.
(...)
Einsteins algemene relativiteitstheorie voorspelde dat de baan van fotonen door zwaartekracht wordt beïnvloedt. Dit was destijds (1905) volstrekt in tegenspraak met de heersende opvattingen, maar werd later bevestigd door waarnemingen.

Ja, 'beïnvloedt' zou daar inderdaad 'beïnvloed' moeten zijn. Wat is er mis met 'massaloze'?

Dat bedacht ik ook net, je kunt idd met zwaartekracht licht van baan laten veranderen, dus effect heeft het. Maar ja, massa veroorzaakt zwaartekracht, waarom massa op zichzelf licht af zou remmen als dat geen massa heeft (en dus ongeacht dichtheid tussen de atomen door zou moeten kunnen komen).. Hoewel dat dan ook weer niet kan kloppen met het botte feit dat je een lichtstraal kunt stoppen door er iets met massa tussen te houden.. Afijn, ik ben geen natuurkundige, ik hoor nog wel wat er uit komt.

Misschien een idee dat je de betekenis van het woord 'relevant' nog eens op kan zoeken in in een geaccrediteerd woordenboek. Ik merk dat jij nogal gefixeerd bent op een 'd' of 't', terwijl een mogelijke gemaakte spellingsfout hier niet gecorrigeerd hoeft te worden.
Bovendien gebruik je het eerdergenoemde woord te pas en te onpas. En retorische vragen zijn geen voeding voor dit topic.

Hier ben ik het helemaal mee eens.

Verder is de massa van fotonen niet helemaal massaloos, maar verdomd-fucking licht (als in het tegengestelde van zwaar heh), te verwaarlozen.

Het feit dat temperatuur invloed heeft op licht is eigenlijk heel simpel. Wel eens hete kolen gezien? Die zijn niet zwart, en dat komt door een temperatuurstoevoeging.

Bij een lage temperatuur zou ik veronderstellen dat de fotonen die uitgezonden worden door een terugval van een elektron in een lagere energiebaan van een atoom een dergelijke golflengte zullen hebben dat ze ultraviolet (grote golflengte dácht ik) aan het oog voordoen, met andere woorden, dat we ze niet zien. Maar dit is volgens mij ook afhankelijk van de atoomsoort...

Ik denk niet dat er iets mis is met mijn woordkeuze, heren.

Het lijkt mij voorts niet relevant hier op de man te spelen. Hoe oud zijn jullie eigenlijk?

Dat hangt ervanaf welke benadering je neemt. Licht is massaloos, indien het een massa zou hebben zou er oneindig veel energie nodig zijn om het tot de lichtsnelheid te kunnen versnellen.

:o

Het hangt er maar net van af of je licht als deeltje of als golf benadert... Of zie ik dat verkeerd?

Dat staat naast mijn geslacht, maar over een halve maand word ik al 20 :D

Ik over een maand(Y)

OT: Het terugvallen van een electron in naar een lagere energie baan heet emissie, waarbij licht wordt uitgezonden. Ik begrijp wat je bedoelt.

Dan zouden jullie toch moeten weten dat telkens wanneer een spelfout wordt gemaakt, er een kind in Afrika sterft aan aids.

Eerste vraag: geen idee, zou je het artikel voor moeten lezen.

Tweede: Nee. En ook niet de speciale relativiteitstheorie. Het klopt dat iets massaloos altijd met de lichtsnelheid reist, echter is hier geen rekening gehouden met de interactie die het licht kan hebben met zijn omgeving.

Derde vraag: omdat dat juist wel de speciale relativiteitstheorie zou schenden.

Wat overigens ook een goede vraag is, is wat er nou precies die snelheid heeft bereikt. Licht bestaat uit golfpakketjes, en daaraan kan je wel 8 verschillende snelheden ontcijferen, die allemaal verschillend kunnen zijn (zoals fase- en groepssnelheid, welke wel de bekendste zijn).

Licht is een elektromagnetisch verschijnsel (het bestaat uit een oscillerend magnetisch veld, en een oscillerend elektrisch veld, die elkaar in stand houden). Een atoom bestaat zoals je weet uit een geladen kern, en een geladen elektron. Deze lading zit niet stil, maar beweegt voortdurend. Bewegende lading zal zowel een magnetisch als een elektrisch veld opwekken. Dit veld interfereert op zijn beurt weer met licht. Het licht zelf bestond ook uit magnetisch en elektrisch veld, wat juist weer invloed heeft op de lading. De lading gaat hierdoor bewegen en creeert daardoor weer een ander veld, wat weer interfereert met het oude veld... Enfin, dit hele proces zorgt voor een netto vertraging in het licht. (Komt dus neer op de koppeling tussen bewegende lading en licht). Dat licht wordt afgeremd is niet iets bijzonders. In water, glas, en ook lucht vind precies dezelfde koppeling plaats tussen de atomen en het licht. Ook hier is de lichtsnelheid lager, en wel gelijk aan c/n (c = lichtsnelheid; n = brekingsindex).

Temperatuur is in dit geval een maat voor de (thermische) beweging van de atomen en elektronen. En die beweging heeft juist invloed op het licht.

In een Bose-einstein condensaat zijn overigens nog veel gekkere dingen aan de hand (quantumeffecten gaan een rol spelen), wat ook de reden is dat het licht zo sterk wordt afgeremd.



Door de koppeling tussen lading en het licht ontstaat er dus netto een nieuw elektromagnetisch veld welke een lagere voortplantingssnelheid kan hebben.

Overigens:
Licht is gewoon massaloos. De ART is gebaseerd op het feit dat niet alleen massa, maar ook energie zwaartekracht kan veroorzaken. De reden dat licht beinvloed wordt door zwaartekracht, is omdat in de ART zwaartekracht een vorm van ruimte-tijd kromming is. Het is de ruimte-tijd die gekromd wordt door aanwezige massa/energie, en wanneer licht vervolgens door deze ruimte-tijd heen gaat het precies de kromming volgt. technisch gezegd: licht volgt altijd een geodeet. In de afwezigheid van zwaartekracht is een geodeet gewoon een rechte lijn. Maar anders kan deze ook een gekromd pad zijn.

Ok, dit maakt het allemaal wat duidelijker. Bedankt :)

Erg duidelijk. Vooral het laatste stukje. (y) :)

Ja. Op dat laatste ;)

Licht gedraagt zich soms als een deeltje en soms als golf.
Als het echter een deeltje is, is het een deeltje zonder massa vanwege de relativiteitstheorie ;).

Top@cavia

Dat tweede, ok. Maar licht opvatten als een golf of deeltje is meer dan puur de gedraging van licht.

Het blijkt in de Kwantummechanica dat als je de plaats van een lichtdeeltje weet (hebt gemeten), het onmogelijk is het pad van dit deeltje (als golf door de lucht oid) precies te bepalen. Andersom, als je het pad weet (hebt gemeten), is het niet mogelijk een interferentiepatroon (de plaats van het foton) te zien.

Álle materie gedraagt zich soms als golf en soms als deeltje. Elektronen, bijvoorbeeld, kunnen zich ook als golf gedragen en zelfs met zichzelf interfereren (!).

weer wat geleerd :)

Heb je een link voor iets meer info?

(dan ga ik proberen met mijn 2 jaar MAVO natuurkunde de boel te ontcijferen :p)

In 1923 had de Franse natuurkundige Louis de Broglie het idee geopperd dat deeltjes zich soms ook als golven kunnen gedragen. Stel dat een deeltje met massa m een snelheid v heeft, dan heeft dit deeltje een impuls p=m*v. Volgens De Broglie gedraagt dit deeltje zich dan als een golf met golflengte labda=h/p, waarbij h=6,63*10^-34 Js de zogenaamde constante van Planck voorstelt. Een elektronenmicroscoop werkt volgens dit principe, aangezien snelle elektronen zich ook als een gollfverschijnsel kunnen gedragen. Omdat hun golflengte kleiner is dan die van zichtbaar licht kun je zo voorwerpen waarnemen, waarvan de afmetingen ook kleiner zijn dan de golflengte van zichtbaar licht. Voor nadere details verwijs ik je naar http://www.natuurkunde.nl/home.jsp

Zie ook http://en.wikipedia.org/wiki/Double-slit_experiment

:cool:

bedankt