Re: Doppler nella luce

From: 3p <2g3m05_at_gmail.com>
Date: Mon, 12 Nov 2007 20:17:26 -0000

On 7 Nov, 11:34, gino <gin..._at_alice.it> wrote:

> Ma un raggio di luce � assimilabile a un'onda sonora?

No, sono due fenomeni molti diversi. Nell'800 si pensava che fossero
fenomeni qualitativamente molto analoghi, e che la luce fosse
semplicemente la vibrazione di un mezzo (esattamente come avviene per
il suono), che veniva chiamato etere. Alla fine si � capito che
l'etere non esiste (almeno inteso in modo cos� semplicistico)

L'onda sonora
> non � assoggettata alla costanza di velocit� propria della luce.

infatti, fissate le propriet� del mezzo (densit� e elasticit�) la
velocit� del suono ha un certo valore fissato, ma solo si ci
riferioamo a osservatori in quiete nel mezzo. Ma gli osservatori
possono muoversi rispetto ad esso... Per la luce come ho detto la
situazione non � cos� semplice. La luce non pu� essere semplicemente
intesa come vibrazione di un mezzo materiale

> L'onda sonora poi non mi pare si configuri per la singola molecola
> d'aria, mentre il singolo fotone � perlomeno "anche" un'onda.

Sia la luce che il suono sono sia onde che corpuscoli (e quando parlo
delle propriet� corpuscolari del suono non mi sto affatto riferendo
all'esistenza delle molecole ma a tuttaltro, cos� come quando si parla
delle propriet� corpuscolari della luce non si fa riferimento
*affatto* all'esistenza di un mezzo particellare in vibrazione, ma al
fatto che la luce pu� essere interpretata anche come un flusso di
granelli che si muovono lungo la direzione del raggio di luce (mi
segui?)). A quanto ne so non esiste un solo fenomeno periodico in
natura alla quale nonn siano applicabili le relazioni di de broglie
(funzionano per le vibrazioni elettromagnetiche ma anche per il moto
orbitale della terra, per le onde del mare, per il moto circolare di
particelle, ecc. ecc.). I corpuscoli associati alle vibrazioni di
mezzi materiali sono detti *fononi* ed � possibile verificare
sperimentalmente l'esistenza dei fononi per mezzo di uno studio dei
calori specifici dei solidi cristallini alle basse temperature
(einstein e soprattutto debye). Insomma � vero che le onde sonore
assomigliano alla onde su un campo di grano (il grano oscilla e torna
alla posizione di equilibrio, mentre l'onda attraversa tutto il campo)
ma tutto lascia credere che ci siano delle vere e proprie propriet�
corpuscolari in moto con l'onda, per quanto possa sembrare assurdo
(c'� qualcosa che non sembri assurdo in mq?). Tutto ci� per� esula
abbastanza dall'argomento principale del tuo post

Mi
> parrebbe perci� il caso di ragionare sul Doppler del singolo fotone,
> ma a questo punto la figura di onda "continua" non riesco pi� ad
> immaginarmela.

Per oggetti come i fotoni (che non solo sono relativistici ma
addirittura ultrarelativistici, cio� sono nel limite estremo) �
necessario usare la relativit�. L'effetto doppler che usi normalmente
per il suono fallisce con la luce. Bisogna usare le trasformazioni di
lorentz per dimostrare l'effetto doppler relativistico. Non credo che
esista una sola persona al mondo capace di *immaginare* un fotone. Il
simbolismo della relativit� � molto solido e coerente ma anche molto
astratto. Io personalmente faccio una fatica immane a immaginarmi i
fenomeni relativistici. So ottenre le trasformazioni di lorentz dalla
costanza della velocit� della luce, e so applicarle per ricavare
risultati e risolvere paradossi. Ma non sento per niente di aver
capito la relativit�. Anzi dichiaro di non averla affatto capita. Io
mi fermo qui anche perch� non ho tempo. Nel tuo (lunghissimo :-)) post
mi sembra che cerchi di riflettere su un modo per ricavare la formula
per l'effetto doppler relativistico. Io lo ho ricavato applicando con
attenzione le trasformazioni di Lorentz ma non so se qualcuno ti
risponder� sulla scia del tuo ragionamento correggendolo o
respingendolo. Ti dico solo che in ragionamenti di questo tipo occorre
fare un'attenzione mostruosa alle procedure operative che si sceglie
di fare per effettuare le misure. Puoi benissimo (anzi devi) fare
ideali esperimenti mentali ma devi cmq chiederti: "cosa intendo di
preciso quando dico che qualcosa viaggia a tot velocit�?" o "cosa
intendo di preciso quando dico che i due orologi segnano tot tempi
diversi o che sono sincronizzati?", ecc.. Alla fine il modo giusto di
procedere coinvolge inevitabilmente le procedure di sincronizzazione
dei reticoli di orologi per mezzo di lampi di luce di
sincronizzazione... Ciao!
Received on Mon Nov 12 2007 - 21:17:26 CET