Жизнь и смерть сферической волны фотона

[Шаройко Лилия]

В учебнике оптики 2022 года это выглядит так

 https://books.ifmo.ru/file/pdf/3093.pdf
 
ФИЗИЧЕСКАЯ ОПТИКА
УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ
РЕКОМЕНДОВАНО К ИСПОЛЬЗОВАНИЮ В УНИВЕРСИТЕТЕ ИТМО
Санкт-Петербург 2022
 

2.8 Открытый и закрытый резонатор . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
2.9 Прямоугольный волновод . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
2.10 Сферические волны . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 2.11
Спектральное разложение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
2.12 Разложение в ряд Фурье . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

2.10 Сферические волны
Сферические волны - еще одна важная физическая модель, поскольку многие источники излучения являются точечными, поэтому их волновой фронт не является плоским. В свою очередь, плоская монохроматическая волна должна быть возбуждена бесконечной плоскостью, что в реальном мире, конечно, нереализуемо.
 
Для описания сферических волн логично перейти в сферические координаты. Займемся рассмотрением истинно сферических волн, то есть таких волн, для которых 𝐸⃗ будет зависеть лишь от модуля вектора ⃗𝑟:
 
 
 
распространения. На рисунке 14 рассмотрен случай расходящихся сферических волн от точечного источника. Так как направление 𝐸⃗ на полюсах не определено, можно сделать вывод, что истинно сферических электромагнитных волн не бывает. Представленное выше решение отлично подходит для акустических и электромагнитных продольных волн (гамма и радио излучение). Таким образом, нужно искать решение в виде функции, зависящей от углов, так что необходим полный оператор Лапласа в сферических координатах. Оператор Лапласа, записанный в сферических координатах, имеет большое практическое применение при решении задач квантовой механики, поэтому стоит его запомнить:
 
 
Рис. 14. Распространение сферических волн от точечного источника где 𝑅(𝑟) - радиальная часть решения, 𝑌 (𝜃, 𝜙) - сферическая функция. На больших расстояниях слагаемые с 1/𝑟2 в операторе Лапласа стремятся к нулю быстрее, чем слагаемое с 1/𝑟. В таком случае получится уравнение (2.27). Таким образом, на больших расстояниях решение (2.28) является асимптотическим решением для электромагнитных волн, распространяющихся от точечного источника.

Мы задались дома вопросом как каждый фотон сферически распространяя волну гаснет через миллиарды километров и как распространяется эта волна и как она гаснет при столкновении фотона.

И где и как берется энергия для этого действа

В том числе интересна и история науки, как это выглядело в учебниках прошлого, вот  датированный 1989, он много раз переиздавался, Ландау умер в 1968

Лев Дави́дович Ланда́у  9 (22) января 1908, Баку — 1 апреля 1968, Москва

https://scask.ru/c_book_t_phis4.php
Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Теоретическая физика: Учеб. пособие.
Для студентов старших курсов физических специальностей вузов, а также аспирантов и научных работников соответствующих специальностей.
Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1989,—728 с


глава 7. Сферические волны фотонов

https://scask.ru/c_book_t_phis4.php?id=9

[Метвед]

Мы задались дома вопросом как каждый фотон сферически распространяя волну гаснет через миллиарды километров и как распространяется эта волна и как она гаснет при столкновении фотона.

И где и как берется энергия для этого действа

Физический смысл волновой функции фотона тема крайне мутная   

[Шаройко Лилия]

Согласна, но можно просто посмотреть, что и как происходит в материальном мире известных нам вещей и не брезговать формулами.

Я надеялась Метвед, что именно вы здесь в теме появитесь, в прошлом я сталкивалась с Вашими ясными и внятными объяснениями сложных для меня вещей, именно в практической физике. И как то до меня доходило то, что не получалось понять.

Честно говоря у меня было много задач для этой темы, начиная и даже несколько шкурных интересов и они же просветительские. Например я сейчас бурно осваиваю домашнюю профессию электрика, начав с починки удлинителей и сбора новых из вилок и колодок розеток, мы переделали несколько светильников и и даже есть некоторая надежда что Василий Андреевич на некоторые практические вопросы ответит по спектрам длин волн последнего поколения.

Это я меняю освещение возле моих пресловутых 54 горшков с цветами возле 30 окошек в нашем доме и спектры новых ламп мне не ясны.


Поэтому

Здесь я хочу рассмотреть законы фотоэффекта, в частности закон Столетова

Первый закон фотоэффекта (закон Столетова) : сила фототока насыщения прямо пропорциональна интенсивности светового излучения. Число электронов, выбиваемых из катода за секунду, пропорционально интенсивности падающего на катод излучения (при его неизменной частоте). Следовательно, чем больше энергии несет излучение, тем ощутимее наблюдаемый результат

и вообще историю открытий законов фотоэффекта

https://ru.wikipedia.org/wiki/Фотоэффект

В 1888—1890 годах фотоэффект систематически изучал русский физик Александр Столетов[5], опубликовавший 6 работ[6][7][8][9][10][11]. Им были сделаны несколько важных открытий в этой области, в том числе выведен первый закон внешнего фотоэффекта[12].

Ещё Столетов пришёл к выводу, что «Разряжающим действием обладают, если не исключительно, то с громадным превосходством перед прочими лучами, лучи самой высокой преломляемости, недостающие в солнечном спектре», то есть вплотную подошёл к выводу о существовании красной границы фотоэффекта. В 1891 г. Эльстер и Гейтель при изучении щелочных металлов пришли к выводу, что, чем выше электроположительность металла, тем ниже граничная частота, при которой он становится фоточувствительным[13].

Томсон в 1898 году экспериментально установил, что поток электрического заряда, выходящий из металла при внешнем фотоэффекте, представляет собой поток открытых им ранее частиц (позже названных электронами). Поэтому увеличение фототока с ростом освещённости следует понимать как увеличение числа выбитых электронов с ростом освещённости.

Исследования фотоэффекта Филиппом Ленардом в 1900—1902 годах показали, что, вопреки классической электродинамике, энергия вылетающего электрона всегда строго связана с частотой падающего излучения и практически не зависит от интенсивности облучения.

Есть еще мысль докопаться по возможности до практических стартов реакции фотосинтеза, в лекциях по физиологии растений, курс который я не стала сдавать по причине барахления сердечной области, но ответила на многие вопросы, которые там даются после лекций и хочу найти аналоги этих лекций в сети. Диапазон длин волн для фотосинтеза это конечно короткий и однозначный ответ но есть детали фотосинтеза которые могут направить в сторону с фотосинтетических деталей разных способов фотосинтеза в том числе в сумерках.
И всяческих фаз фотосинтеза.
Есть например такой САМ-метаболизм, он нам не подходит для выяснения вопроса сумеречного освещения, так как эволюционно сформирован в засушливых регионах и его появление связано с дефицитом влаги, просто я по нему писала семинар, и это просто пример необычных условий для фотосинтетических реакций.

ВОПРОС: У САМ-растений вакуолярного запаса малата хватает только на первую половину дня. Во второй половине дня декарбоксилирование малата не происходит. Какими изменениями в функционировании световой фазы фотосинтеза, темновой фазы фотосинтеза и клеточного дыхания должно сопровождаться исчерпание пула малата у САМ-растений?

Короткий ответ на вопрос выглядит так: в темновой и световой фазе фотосинтеза в случае САМ-метаболизма происходит разделение ассимиляции СО2 и цикла Кальвина не в пространстве как, например, у С4 а во времени. Ночью в вакуолях накапливается малат, днем при закрытых устьицах идет цикл Кальвина.

Цитата из лекции курса(сокращенно) : «Накопление малата происходит в первую половину ночи, а расходование в первую половину дня. Далее вакуоль переполняется. Малат выходит из вакуоли и начинает ингибировать ФЕП – карбоксилазу. Процесс останавливается, ФЕП – карбоксилаза не может работать, так как поднялась концентрация малата не только в вакуоли, но и в цитозоли. Кислотность вакуолярного сока в этот момент симметрично падает, то есть ph возрастает.

Выделение кислорода происходит в то время когда можно фиксировать углекислый газ. Как только он исчерпался в вакуоли, процессы идут вхолостую, кислород может выделяться, но будет потрачен в окислительных процессах.»

В общем я хочу разобрать здесь то, что уже известно о частоте световых волн, что практикуется в электричестве и еще кучу всего.

Не торопясь и чередуя с учебниками для ВУЗов даже простые примеры типа вот такого ролика где фотонная волна показана в духе как школьникам объясняют про электрон как шарик, который вращается вокруг большого шарика ядра.

Почему бы и нет, надо же с чего то начинать.

Чтобы навести порядок в этих обрывочных представлениях отдельных вещей и создать какую-то общую картину связанной с ними единой и внутренне непротиворечивой реальности

[Метвед]

Честно говоря у меня было много задач для этой темы, начиная и даже несколько шкурных интересов и они же просветительские. Например я сейчас бурно осваиваю домашнюю профессию электрика, начав с починки удлинителей и сбора новых из вилок и колодок розеток, мы переделали несколько светильников и и даже есть некоторая надежда что Василий Андреевич на некоторые практические вопросы ответит по спектрам длин волн последнего поколения.

Это я меняю освещение возле моих пресловутых 54 горшков с цветами возле 30 окошек в нашем доме и спектры новых ламп мне не ясны.

Фотоны это не более чем физическая модель а любая физическая модель уместна и полезна для решения одних задач  и напротив - неуместна и бесполезна для других.  Не представляю зачем электрику фотоны. В этой области человеческой деятельности квантовые эффекты никак не проявляются.  Там много важнее группы допуска по электробезопасности. У меня в своё время была 4-я (обслуживание и ремонт электроустановок с напряжением до и свыше 1000 вольт). Хотя электриком в узком смысле (энергетические электросети) я никогда не работал но имел дело с мощной высоковольтной техникой.

В общем я хочу разобрать здесь то, что уже известно о частоте световых волн, что практикуется в электричестве и еще кучу всего.

Частота в системе СИ измеряется в герцах (секунда в минус первой степени).  Но в случае света (видимый диапазон) частотой на практике обычно вообще никогда не пользуются так как её непосредственно не измеряют а измеряют конечно же длину волны.

[Шаройко Лилия]

Мне не нужен допуск, в крайнем случае разрешение от мужа чтобы я тут во время работы газового котла эксперименты с электросетью устраивала рискуя оставить дом без отопления если скачок напряжения плате котла снесет мозги.

Мои условные 54 цветка уже наверное дотянули до сотни, потому что на всех 30 окнах их точно больше трех и половина из них больше метра высотой. Они постоянно рассаживаются и мне лень их пересчитывать так как это все равно картины не отражает, в одном горшке может быть и несколько растений и не ясно как считать и зачем.
 Так как в морозы больше 20-ти наш домик который памятник архитектуры урожденный 120 лет назад и по этой причине не может быть тотально изменен сифонит внешним воздухом, сколько мы его не оптимизировали в каждом квадратном метре стен и окон, то мы добавляем тепловой энергии открытым горением газа плит, их несколько в разных ключевых точках дома.

При этом мы рискуем скоплением СО2,  часть его поглощается этой биомассой и она явно реагирует, листья разворачиваются и поднимаются как бы толстеют, выглядит это как обжорство и не ясно как долго их можно так напрягать.

Спасибо за частоту и длину волны, я школьную программу уже напрочь в этом отношении начинаю забывать в силу невостребованности.



связь длины волны с частотой



Почему я с этим вообще вылезла на форум да еще и так нагло в научный раздел. Я хочу задействовать как научные лекции так и практику - я цветы раздаю каждый год, примерно половину всего выставляем на улицу с плакатами отдам в хорошие руки и их разбирают всегда за одни выходные с пятницы до понедельника. Остальные цветы за год разрастаются опять до такой же биомассы и я их опять раздаю. Это происходит каждый август примерно примерно семь последних лет.

Из чего я делаю вывод что цветочников множество, это может быть им полезно и я свой шкурный интерес совмещу с донесением инфы до читателей и они сами могут решать где и как им покопаться чтобы понимать ситуацию хотя бы на научно популярном уровне.
Параметры фитоламп выглядят(по крайней мере в Яндекс Маркете примерно так

Лампа светодиодная  для растений ФитоЛето UL-00004582, E27, A60
Лампа для растений LED-A60-15W/SPSB/E27/CL PLP30GR спектр для рассады и цветения Uniel UL-00004582

Типоразмер
A60
Мощность
15 Вт
Напряжение
220-250 В
Цвет свечения
фиолетовый
Степень пылевлагозащиты
IP20
Максимальная цветовая температура
650 К

там же на Маркете общие сведения так выглядят:

Виды ламп
Люминесцентные лампы. Низкая стоимость и отсутствие тепла, которое обжигает растение, несут за собой малую мощностью, недолговечность и вредные для органов зрения мерцания. Для взрослого растения понадобится 5 – 6 таких ламп.

Металлогалогенные лампы. Экономичны, но дают недостаточно света синего спектра.

Натриевые лампы. Светят в оранжевом и жёлтом спектрах. Долговечны и потребляют мало энергии. Из-за чрезмерной мощности требуют дополнительное регулирующее оборудование. Поэтому подходят для промышленных теплиц.

Светодиодные лампы. При высокой стоимости являются наиболее эффективными, сбалансированными и экономичными. Излучают спектр света оптимальный для роста и развития домашних растений и саженцев. При этом полностью безопасны для здоровья.

Спектры света Ориентируясь на стадию роста растения подбирается необходимый световой поток. Синий спектр подходит для выращивания рассады. Он активирует прорастание семян, стимулирует рост корневой системы. Красный спектр используют в период цветения и формирования завязей. Для органичного роста необходимо чередование синего и красного оттенков. Голубой и зеленый спектры способствуют накоплению хлорофилла в листьях растений. Желтый и оранжевый стимулируют процессы фотосинтеза, выработку бета-каротина. Ультрафиолет применяют для стимулирования роста зеленной массы и укрепления корневой системы.

Как выбрать? В зависимости от количества, размеров и формы растений подбирается форма фитолампы. Круглые точечные светильники используют для отдельно стоящих растений. Высокая мощность, компактные размеры и простота использования позволяют комбинировать различные спектры. Дома применяют лампы мощностью 36 Вт, для теплиц используют устройства на 100 Вт.

ТО есть это текст заточен на то чтобы продать как можно больше разного товара. Можно ли ему вообще верить и на это ориентироваться. Я рекламе не верю по умолчанию.
Так  часто не пишут ни спектра ни длин волн и как реально можно совмещать свет не вредный человеку и максимально полезный растениям.

Поэтому я хочу копнуть поглубже в фотосинтез, точнее в его старт связанный с энергией и в зрительные сенсорные системы человека.

Лекцию Чуба, которая у меня была в курсе Физиологии растений в проекте Открытого образования  я все таки нашла в открытом доступе:

Физиология растений - Чуб В.В. - Лекция 3 - Световая и темновая фаза фотосинтеза

Там вначале описаны именно входящие прцессы на старте попадания энергии.

Что нам гуторят фтоламповщики при продаже и что не противоречит лекциям Чуба и курсу Физиология растений
https://openedu.ru/course/msu/PLANTP/

Чуб Владимир Викторович
Доктор биологических наук, профессор специализированного учебно-научного центра имени А.Н. Колмогорова (СУНЦ МГУ)
Должность: директор ботанического сада МГУ, профессор кафедры физиологии растений биологического факультета МГУ имени М.В.Ломоносова

Вот как выглядят картинки с сайтов рекламирующих фито лампы:



А что и как на самом деле происходит.
В общем вопросов много поэтому я хочу постепенно в них разбираться.

И так для одного сообщения это слишком много

[Метвед]

Видел этот мерзкий фиолетовый свет в окнах...на мой взгляд, если выращивать цветы не в Заполярье зимой вся эта бодяга с искусственным освещением вообще не нужна.  Дело в том что энергетический КПД фотосинтеза ничтожен, в районе 1 процента  (и самый высокий - не у цветковых растений а у каких-то микроорганизмов). А переплюнуть Солнце по части ФАР даже зимой даже в средних широтах искусственным освещением...нереально в рамках типового договора о электроснабжении частных домовладений    Зачем же людЯм эти фиолетовые лампы? Ну...если это квартира с окнами только на Север...а если есть место на земле, то лучше сделать парник и даже зимнего Солнца растениям более чем хватит. Главное, не скупиться на удобрения и...углекислого газа поболее!  В хорошем зимнем парнике должно быть реально ДУШНО...что в прошлом достигалось банально - преющим назьмом.

[Шаройко Лилия]

Дело в том что энергетический КПД фотосинтеза ничтожен, в районе 1 процента  (и самый высокий - не у цветковых растений а у каких-то микроорганизмов). А переплюнуть Солнце по части ФАР даже зимой даже в средних широтах искусственным освещением...нереально

Можно поподробнее вот эту  часть про КПД
В лекции Чуба которая выше указывается, что фотосинтез использует один процент от поступающего света.
Нам нужен для целей цветочков определенный поток фронта световой волны которая содержит определенное количество энергии попадающей непосредственно на листья.
Голодающим что-то лучше чем ничего обычно физиологически.
Диффенба́хия, которой у меня основные вагоны(это не моя взято просто из сети)
 
сбрасывает листья которые не может прокормить и растет дальше, потом я обрезаю ее весной она корни пускает за пару тройку дней новые и ветки в той части где остался корень и корни и листья из всех палок стебля.
Но это типа как бы издевательство ...наверное.
Хотя новые ростки и новые корни выглядят молодыми и здоровыми, возможно процесс омоложения тканей растения идет, тут в генетику надо лезть смотреть, это позже будет, если будет.

Дык вот, какая энергия будет у направленного света размещенного над подоконником при закрытых шторах?

Какой плотности должны быть эти шторы чтобы в относительно замкнутом пространстве давать определенную энергию определенной биомассе. И какая часть энергии полетит бездарно в окно на улицу. И не лучше ли шторами ограничить окно близко к стеклам а на цветы направить свет создав диафрагмы в начале исходного потока переделав конструкцию бра так чтобы в комнату попадал только остаточный рассеянный свет.

Поэтому нужно понимать как идет волна при перекрывании ее диафрагмой. Какова структура сферической волны?
Я раскрутила одну люстру на фрагменты и из нее мы сделали настенные бра , пока с исходными цветами-плафонами из матового стекла, но так как теперь каждый участок можно развинтить то и конфигурацию диафрагмы ограничивающую поток света можно навесить любую и  можно менять как угодно.
Мой отец создавал как раз замкнутые пространства для рассады с лампами дневного света примерно лет 20 назад, тогда светодиоды такого типа

не продавались.
у вот этой написано в описании Цвет свечения красный 650 нм, синий 450 нм (соотношение красного и синего спектра 5:1)

Я честно говоря вообще фиолетовые не хочу. Я подкармливаю трубками, которые у нас местами все еще висят во многих помещениях (их 18 включая 4 санузла 4 кухни и 4 как бы то ли коридора то ли проходных комнаты метров по 8-9 квадратных и 8 собственно комнат, дом построен инженером Сибиряковым 1915 году для своей семьи и прислуги), в части как бы коридоров, они же проходные комнаты окна тоже есть.

Дык вот как мне все это оптимизировать по энергии. Цифровые сети, описанные Игорем Антоновым в теме его статьи  даже не возьмутся.
Чат бот тоже не потянет у него фрагментарное мышление.
Поэтому приходится человеческим чайникам как-то теоретизировать по мере сил. Собрав воедино свои небольшие научно популярные знания по биологии и физике.


 

[Метвед]

Этим здоровенным лопухам вроде дифенбахии и прочих тропических лопухолистных растений из нижнего яруса тропического леса (именно потому они столь популярны в квартирном декоративном растениеводстве что крайне нетребовательны к свету) дополнительный свет как таковой вообще не нужен. Они прекрасно растут даже зимой даже в квартире с окнами только на Север. Было бы корням чего сосать из горшка а углекислого газа в квартире зимой и так достаточно.  Если Вы не занимаетесь экспресс-выгонкой тюльпанов к празднику или рассады скороспелых сортов помидоров на продажу, не тратьте попусту время и деньги.

[Шаройко Лилия]

Согласна, что

Этим здоровенным лопухам вроде дифенбахии и прочих тропических лопухолистных растений из нижнего яруса тропического леса

Согласна Много света таким растениям не нужно. Но немного - это сколько? Раз листья сбрасываются значит света не хватает. Или углекислого газа.  И каких то микровеществ в почве, я беру для рассаживания то, что продается(микроэлементы в более высокой концентрации) и смешиваю с дворовой, там почвенных живых бактерий теоретически больше и они мертвую продажную цветочную землю могут заселять, если она долго лежит и высохла до такой степени, что микробиота там погибла.
Углекислого газа в доме действительно не хватает, в обычной среднестатистической квартире народу больше на квадратный метр,  и они дышат. Конечно через щели по градиенту концентрации сифонит вместе в воздухом, но что мы имеем в результате даже хотелось бы измерить.
И как быстро плита газовая нажигает углекислоту тоже.Это тоже интересно, люди которые холодец варят по шесть часов в однушке со стеклопакетами рискуют наверное. Хотя нормативы такого не запрещают.

Если Вы не занимаетесь экспресс-выгонкой тюльпанов к празднику или рассады скороспелых сортов помидоров на продажу, не тратьте попусту время и деньги.

Коммерческой составляющей в этой области у меня  нет.
Денег как трат тут немного выйдет, я такой суммы даже не замечу, в смысле  я почти ничего покупать не буду, у меня запасов в основном хватит.
Чем заполнить оставшееся время жизни это конечно вопрос. Думаю должно быть интересно и эмоционально позитивно, и главное вреда окружающей природе, включая людей  не приносить.

Эта ветка вроде пока не противоречит заявленному минимуму.

В любом случае, спасибо огромное Метвед, но я завтра продолжать буду гнуть свою линию.  В смысле я не только практически хочу решить вопрос, мне интересно как там идет волна возле препятствия диафрагмы. Всяческие интерференции и тп. На сегодня пожалуй мои силы копаться в источниках закончились.

[Метвед]

Вы представляете на чём растут (в смысле, почва) эти тропические лопухолистные?  Да любой наш грунт взятый где угодно для них шик и блеск, без всяких добавок/подкормок/бактерий и прочего. Сорняки тропические. Они ж даже не плодоносят и не цветут путём, больше вегетативно размножаются. В общем, проку от этих лопухов дома, ну разве что как пылесборник. Листья отмирают как раз от этого, от пыли квартирной и от непривычной этим лопухам нашей зимней сухости воздуха... В тропическом лесу дожди, пыль всю смывает и влажность всегда высокая.  Может, Вам домашний лимонарий замутить?  Цитрусовые в наших широтах вырастить куда сложнее! 

[Шаройко Лилия]

Прок от листьев кислород и живые существа рядом. Влажность и пыль, конечно имеют значение но листья опадают всегда осенью и те же растения бурно начинают наращивать биомассу весной при увеличении светового потока.
 Все остальное остается стабильным разве, что пыли летом больше мы не смотря на бурную растительность в доме и еще более дикую во дворе все таки живем в примерно 70-80 метрах от главной улицы города, во втором ряду от нее.
И летом открываем часто многие форточки.

Лимон у меня есть один, два я раздала, он цветет периодически, но плодов не приносит, но никто этого и не ждет от него. Его советуют опылять вручную между цветами, но это работает не для всех видов.

Что касается света думаю нужно вычислить сферический (телесный) угол потока энергии




на определенном расстоянии от лампы и энергию на таком расстоянии, она должна уменьшаться по отношению к площади и объему с расстоянием от источника,  а потом от этого плясать уже с диафрагмами.

Расчеты будут конечно примерными, но хотя бы будет ориентир.

Я не все окна хочу освещать,  у нас здесь есть эркеры и фонарики которые выступают из дома эркер это когда что то на воздухе висит как слева, а фонарик опирается на нижние стены как справа на фото, но на картинке  конечно намного красивее чем наша избушка развалюшка




 и там остекление с трех сторон и большие столы на них тусуется большинство биомассы. А на почти половине других плоских окон растения вполне нормально себя чувствуют.

Я вероятно исчезну в очередной раз по своим причинам на несколько дней. И потом буду продолжать копать формулы расчетов.

[василий андреевич]

  Насчет прямого сжигания природного газа, то опасность для здоровья не в концентрациях диоксида углерода, и даже не мизерности оксида, а в "недогаре", когда образуются сложные хлористые и пр. углеводороды и, так называемые ноксы NOх - различные окиси азота.
  Лучше пользоваться керамическими горелками, где сгорание газа интенсифицируется внутри пористых керамических панелях. Там высокотемпературное полное окисление до воды и диоксида, но оттого и повышенный выход окисей азота, которые должны убираться теми прибамбасами, на которые обычно не обращают внимание при изготовлении. На выходе из керамики должна быть сеточка из нержавейки, якобы для механической защиты от повреждений, но ее первоначально "ноухавная" роль в осаждении сажистых частиц, которые реагируют с ноксами, восстанавливая их до азота.

  По поводу ламп "дневного света" для растений, надо обращать внимание на те цифры, которые стоят перед буквой К. К - это Кельвины, то есть абсолютная температура того электромагнитного спектра, который получился бы при нагреве до этой температуры черного тела. Навскидку на пару ламп с 77К (красный максимум интенсивности) достаточно одной с "тысячью"К (синий спектр) - их спектры перекроются так, что дадут достаточные интенсивности в промежуточном диапазоне. Есть и черные лампы-трубки для растений.
  Но тут еще сложная бодяга с прерывистостью включений, собственно которая и направлена на основную экономию средств. Я чуть касался этого вопроса по намечавшейся теме выращивания хлореллы в закрытых помещениях при ТЭС (в угоду Киотского протокола), где излишков тепла и углекислоты выбрасывается на ветер предостаточно. Но ушлые люди объяснили, что тема швах - заинтересованности не будет, хотя бы из-за сложности борьбы с обрастаниями в прозрачных трубах, по которым циркулирует хлорелла. Потому отчет по частоте включений-выключений осиливать не стал.

  Ну а про фотон, вовсе не уверен, что мои доморощенные позывы понять, кому-нибудь сгодятся. Фотоэффект же очень и очень маленький фрагмент фотосинтеза.

[rod1gin]

как каждый фотон сферически распространяя волну гаснет через миллиарды километров и как распространяется эта волна и как она гаснет при столкновении фотона.

Мне кажется, в самом первом приближении интуитивная интерпретация получается довольно простая. Источник излучения превращает некоторую дозу энергии в точечный фотон. Этот фотон летит в каком-то направлении, но из-за соотношения неопределённостей в принципе невозможно предсказать, в каком именно. Можно поставить вокруг источника сферический экран и посмотреть, в какую его точку фотон врежется. Тогда можно будет пост-фактум определить, в каком направлении он летел.

Поскольку заранее невозможно предсказать, куда частица полетит, её поведение удобно описывать не траекторией, а "плотностью вероятности", показывающей, насколько вероятно то, что частица в заданный момент времени окажется в заданной точке пространства. Если источник точечный, плотность вероятности получится сферически симметричной.

Но это только первое приближение. В квантовой механике есть эффекты, не следующие из такой простейшей интерпретации (иначе квантовую механику не стали бы изобретать). В частности, законы интерференции частиц противоречат бытовому здравому смыслу, поскольку плотность вероятности пропорциональна КВАДРАТУ волновой функции, а интерферируют (складываются) сами волновые функции (значением волновой функции является комплексное число, а её квадрат - вещественное число).

[Шаройко Лилия]

Мне кажется, в самом первом приближении интуитивная интерпретация получается довольно простая. Источник излучения превращает некоторую дозу энергии в точечный фотон. Этот фотон летит в каком-то направлении, но из-за соотношения неопределённостей в принципе невозможно предсказать, в каком именно. Можно поставить вокруг источника сферический экран и посмотреть, в какую его точку фотон врежется. Тогда можно будет пост-фактум определить, в каком направлении он летел.

Поскольку заранее невозможно предсказать, куда частица полетит, её поведение удобно описывать не траекторией, а "плотностью вероятности", показывающей, насколько вероятно то, что частица в заданный момент времени окажется в заданной точке пространства. Если источник точечный, плотность вероятности получится сферически симметричной.

Но это только первое приближение. В квантовой механике есть эффекты, не следующие из такой простейшей интерпретации (иначе квантовую механику не стали бы изобретать). В частности, законы интерференции частиц противоречат бытовому здравому смыслу, поскольку плотность вероятности пропорциональна КВАДРАТУ волновой функции, а интерферируют (складываются) сами волновые функции (значением волновой функции является комплексное число, а её квадрат - вещественное число).

Я немного проще представляю картину.
Сферическим в моем понимании является фронт волны фотонов, которых триллионы, и каждый импульс энергии направлен в разные стороны. Эта сферическая волна, я думаю, не является абсолютно равномерным распределением энергии всей этой толпы фотонов, но относительно равномерна, вероятно нахождению в одном месте на выходе из источника рядом мешает уровень энергии, он не оптимален при слишком высокой кучности, поэтому отдельные квантовые всплески(как теперь определяют фотон) летят во все стороны света.

https://ru.wikipedia.org/wiki/Фотон
Фото́н (от др.-греч. φῶς, фос — свет) — фундаментальная частица, квант электромагнитного излучения (в узком смысле — света) в виде поперечных электромагнитных волн и переносчик электромагнитного взаимодействия.

Я вижу ситуацию так, что возбужденный электрон (с избытком энергии, превосходящим возможность жить спокойно( , людям это хорошо знакомое чувство) испускает сгусток энергии, в принципе его частицей можно назвать, частица это что-то чья плотность капитально выше чем окружающая среда.
Движение фотона  движение волнообразно ( за эту фразу меня Василий Андреевич все время ругает),.

В общем каждый отдельный всплеск энергии имеет совершенно определенную частоту и длину волны и ни каким сферическим образом, я думаю, не движется. А движется линейно и может так жить бесконечно как эльф, пока его не убьет гоблин, в смысле препятствие, которому он при столкновении отдает всю свою энергию и на этом его бесконечная жизнь заканчивается.

Смерть фотонов видели многие, в принципе все, кто видит, и ясно видел каждый, кто фокусировал на этом свое внимание, с бесконечной его жизнью сложнее. Свет от звезд доходит, и это очень долго.



Настоящих точечных источников фотонов нет,я однажды потратила день чтобы найти историю, случайно наткнувшись на вот такие новости
https://k156.ru/newid.php?idn=175

2018-11-03 (№ 175)

Однофотонные источники света высокой чистоты
КАЗАНЬ, 3 ноября пресс служба КФУ. Магистрант КФУ исследует генерацию однофотонных состояний света, необходимых для квантовых вычислений Это поможет разработать однофотонные источники света.

Диплом за лучший доклад на XXII Международной молодежной научной школе "Когерентная оптика и оптическая спектроскопия", проходившей в КФУ, получил Илья Чуприна. Организаторами Школы являются Казанский федеральный университет, Казанский физико-техническим институт КазНЦ РАН и Академия наук Республики Татарстан.

Молодой ученый Института физики КФУ представил в октябре на суд строгого жюри свою работу «Генерация чистых однофотонных состояний света на основе спонтанного четырехволнового смешения в системе связанных кольцевых микрорезонаторов». Научные исследования Илья, который в сентябре стал лауреатом Премии имени К.А.Валиева, ведет под руководством профессора РАН, профессора КФУ, директора КФТИ ФИЦ КазНЦ РАН Алексея Калачева. «Разработка однофотонных источников света, которой мы сейчас занимаемся, — важная задача оптических квантовых технологий, поскольку однофотонные состояния являются необходимым ресурсом квантовых коммуникаций и квантовых вычислений. В частности особенно востребованы интегральные источники квантовых состояний света на основе фотонных чипов, поскольку они легко масштабируются и могут быть встроены в сложные квантовые схемы», – отмечает магистрант кафедры оптики и нанофотоники Института физики Казанского федерального университета. В августе этого года в журнале Laser Physics Letters вышла статья, одним из авторов которой является Илья Чуприна. Молодой физик рассказал о научных результатах, которые нашли отражение в этой публикации.
«В нашей работе мы исследовали генерацию однофотонных состояний света в кольцевых микрорезонаторах, представляющих собой волновод в форме кольца на кремниевой подложке. Такие резонаторы можно изготовить стандартными литографическими методами и объединить в целую систему на одном фотонном чипе. В результате нелинейных оптических эффектов при воздействии излучения накачки в такой системе могут рождаться коррелированные пары фотонов. Тогда детектирование одного из них говорит о наличии второго, и мы получаем так называемый однотонный источник с оповещением, – рассказывает Илья. – Цель нашей работы состояла в том, чтобы найти оптимальные условия для генерации чистых однофотонных состояний, то есть состояний, которые заданы с максимально возможной точностью. Это очень важная задача, поскольку именно такие состояния нужны для оптических квантовых вычислений».

Авторам исследования удалось доказать, что в системе связанных резонаторов при некоторых оптимальных условиях можно генерировать почти идеальные чистые состояния и сразу разделять коррелированные фотоны по каналам, что упрощает оптическую схему. По словам Ильи Чуприны, этот подход можно использовать для оптимизации и других источников квантовых состояний света, основанных на нелинейных эффектах в микрорезонаторах.

У меня как то глаз сразу выпал - то есть как это поможет разработать однофотонные источники???
А до этого  в двухщелевом опыте в 1801 году у Томаса Юнга что было?
решила поискать что вообще с этими источниками по истории создания:

нашла несколько работ процитирую фрагмент одной, чтобы стал понятен порядок цифр.

2009 г. В. А. Гайслер

Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова СО РАИ, Новосибирск E-mail: haisler@thermo.isp.nsc.ru

Приведен краткий обзор результатов разработки излучателей одиночных фотонов на основе полупроводниковых квантовых точек. Рассмотрена конструкция однофотонного излучателя с токовой накачкой, содержащего одиночную квантовую точку InAs и брэгговский микрорезонатор. Показано, что в однофотонных излучателях данного типа может быть достигнута высокая внешняя квантовая эффективность на уровне 78%.

Абсолютный предел миниатюризации светоизлучателей - это разработка и создание излучателей одиночных фотонов. Эффективные однофотонные излучатели являются важнейшим ресурсом систем квантовой криптографии и квантовых вычислений, они также представляют большой интерес для создания прецизионного спектрального оборудования и эталонов оптической мощности

https://ru.wikipedia.org/wiki/Двухщелевой_опыт

Двухщелево́й опыт в современной физике  (англ.)рус. является демонстрацией того, что свет и материя в целом могут проявлять характеристики как классических волн, так и частиц; кроме того, он отображает фундаментально вероятностный характер квантово-механических явлений. Впервые опыт был проведён Томасом Юнгом со светом в 1801 году. В 1927 году Дэвиссон и Гермер продемонстрировали, что электроны проявляют такое же поведение, которое позднее расширено на атомы и молекулы

И дальше там такие выводы

Двухщелевой опыт (и его вариации) стал классическим мысленным экспериментом, как яркий пример загадок квантовой механики. Поскольку он демонстрирует фундаментальное ограничение способности наблюдателя прогнозировать экспериментальные результаты, Ричард Фейнман назвал это «явлением, которое невозможно [...] объяснить каким-либо классическим способом, и в котором заложено сердце квантовой механики. В действительности, оно содержит единственную тайну [квантовой механики]
Типа вот классический пример с которого любят начинать в научно-популярных квантовая физика

там примерно во второй половине описывается невозможные траектории и тп и всяческие загадки.
Если кто-то сможет осветить этот момент было бы здорово, я его действительно не понимаю, точнее все это может быть объяснено тем, что волны фотов рассчитаны неверно, такой техники тогда не было. Никакой фундаментальной загадочности вроде в таком случае нет.

Во всяческих фильмах ББС и прочих такого типа лет 10 назад шумно интерпретировалось это так, что каждый фотон находится одновременно в обеих щелях и как бы расщепляется и тут в кино ведущие делаю загадочные глаза и начинают говорить о парадоксе, типа представляете фотон одновременно находится в двух разных местах

Я этого не вижу, возможно вольная интерпретация и попытка донести до широкой публики максимально упростив картину сыграла над популяризаторами злую шутку.
Вообще было бы неплохо выяснить, что именно думает наука и упростить это по возможности не создавая мифов.

Думаю однофотонный источник  - это абстракция для упрощения вычислений. И сбивает с толку так как его не было тогда нет и сейчас.


Каждый импульс имеет частоту, длину волны, как мы видим из таблиц спектров для фотосинтеза. Белый свет создается смешением этих разных волн, каждая из которых в своем узком диапазоне частот
У японцев названий цвета что-то типа 180 или даже 280, это мне сестра подарила однажды во времена студенческой юности японскую палитру цветов, там для каждого отдельное слово.

https://ru.wikipedia.org/wiki/Традиционные_японские_цвета

В общем художники тоже видят очень широкий спектр отличий, это вопрос концентрации. Были исследования, скорее всего пресловутых британских ученых, что если нет слова, то человек цвета не видит. Мне это трудно представить, я в фотошопе 16 миллионов цветов конечно не различаю но 10 пикселей влево и вправо по фотошоповскому квадрату- на мой взгляд это очень заметно, а если у кого моз устроен так, что им скажи, что это лошадь они ее и увидят в обезьяне, то это их личная трагедия.

[Шаройко Лилия]

Насчет прямого сжигания природного газа, то опасность для здоровья не в концентрациях диоксида углерода, и даже не мизерности оксида, а в "недогаре", когда образуются сложные хлористые и пр. углеводороды и, так называемые ноксы NOх - различные окиси азота.
  Лучше пользоваться керамическими горелками, где сгорание газа интенсифицируется внутри пористых керамических панелях. Там высокотемпературное полное окисление до воды и диоксида, но оттого и повышенный выход окисей азота, которые должны убираться теми прибамбасами, на которые обычно не обращают внимание при изготовлении. На выходе из керамики должна быть сеточка из нержавейки, якобы для механической защиты от повреждений, но ее первоначально "ноухавная" роль в осаждении сажистых частиц, которые реагируют с ноксами, восстанавливая их до азота.

Евгений Борисович говорит, что там микродозы, а гораздо вреднее три кошки, которые тут бегают возле открытого огня и выясняют отношения, так как две из них подобраны на улице, последняя прямо перед морозами, И Софья на правах старожила решительно настаивает на том что именно она самый главный начальник, но беспризорникам это до лампочки
Типа спасайте, спасайте котиков, проснетесь однажды от того, что в окно выпрыгивать надо и хорошо если успеете.

Но кошки никогда не приближаются на опасное расстояние, огня не боятся, но и смотрят на него когда идут мимо, соблюдают дистанцию.
И вообще я в рамках борьбы с паранойей, точнее во славу соблюдения хотя бы основных параметров  техники безопасности нашла способ их закрывать на ночь в довольно просторных сегментах с едой, водой  и туалетом, где огня нет.

Но наш экстрим клуб "ничто не слишком" и так вроде вроде закрылся временно, по причине глобального потепления с завтрашнего дня.