FÉNYERŐSSÉG

A Wikipédia szerint: "A fényerősség a hét alapmennyiség egyike, ezért nem szabad leszármaztatott mennyiségként értelmezni – annak ellenére, hogy a hivatalos definíció a sugárerősségből határozza meg." Továbbá: "Egy fénysugár fényerősségének mérését a Nemzetközi Világítástecnikai Bizottság a megalakulása óta műszeres mérési alapokra igyekszik helyezni. Ennek egyik megvalósítása a Planck-sugárzó. Jelenleg a fényerősség mérését kalibrált fényérzékelőkkel végzik." A fényerősség mértékegysége a kandela: "annak a pontszerű fényforrásnak a fényerőssége, amely monokromatikus fényt bocsát ki izotróp módon (a tér minden irányába egyenletesen)." Ezen fény frekvenciája: 540x10^12 Hz (sárga). "A kandela – funkcióját tekintve – alapmértékegység; meghatározása ennek ellenére egy sugárzástechnikai (radiometriai) mennyiségen alapul. A candela szó jelentése latinul gyertya. Egy átlagos gyertya fényerőssége 1 cd, egy 100 wattos izzólámpáé kb. 120 cd."

A fentiekből következik, hogy miközben más mértékegységeket nagyon jól és pontosan sikerült definiálni az elmúlt évtizedekben, a fényerősség meghatározása terén még mindig bőven akad tennivaló. Ami főként annak köszönhető, hogy a hivatalos fizikában máig tévesen definiálják a fény fogalmát, lásd: foton, a fény elemi részecskéje, ami elektromágneses sugárzás.

Az időfizikában másképp definiáljuk a fény fogalmát, lásd: fotinó, a fény elemi alkotója, ami egy időhurok és nem elektromágneses sugárzás. A fénysugár: fotinók sokasága, amik egy sugárforrásból kiindulnak és a kibocsátott gömbhullámterük dopplerje miatt torlódási frontot keltenek maguk elé. Vagyis a fénysugár két komponensű (nem kettős természetű!): forrásokból és ezek hullámtereiből áll, ezért viselkedik úgy, ahogy. Ezzel kapcsolatban érdemes elolvasni a korábbi cikkeket az Eseményhorizonton: Fénytan, Az anyag és fény kölcsönhatása, Ősfénylés, Fényözön (2021, létfilozófia).

Ebből következően a fényerősség definíciója az időfizikában a következő: Az egységnyi felületet egységnyi időtartam alatt merőlegesen elérő (abba becsapódó, arról visszaverődő) fotinók darabszáma. Még pontosabban és egyszerűbben megfogalmazva: Az egységnyi térfogatban tartózkodó fotinók darabszáma. Ennek a meghatározásnak számos következménye van, amiket alább próbáltam röviden összefoglalni, a teljesség igénye nélkül:

1. Minél nagyobb egy fénysugár frekvenciája, azaz minél rövidebb a hullámhossza, annál több fotinó követi egymást benne. Vagyis egy időegység alatt annál több ütközik a mérési felületnek. Tehát a sárga fény fényerőssége relatíve nagyobb a pirosnál, de kisebb a zöldnél. Ez nem energiakülönbség, hanem darabszám különbség, ami a mérési felületre gyakorolt hatása miatt értelmezhető energiakülönbségként is. Ezért pontosabb egységnyi térfogatban megmérni a fotinók darabszámát, mert ez esetben két különböző színű fénysugár lehet azonos fényerősségű is, a térfogaton belüli eltérő fénysűrűség eloszlásuknak köszönhetően.

2. Az időtartam csökkentésével pontosabban meghatározható egy fénysugár keresztmetszeti síkjában (valójában: kockájában) egymás mellett haladó fotinók maximális darabszáma. Feltéve, hogy a darabszámot abban a pillanatban mérjük, amikor az egymást követő fotinó csoportok hullámai épp elérik a maximumot (hullámhegy). Ha a hullámvölgy becsapódásának pillanatában mérünk, akkor kapjuk a fénysugár minimális fényerejét. Ebből következik, hogy a színes fénysugarak fényerőssége nem egyenletes hosszirányban (a haladásuk irányában) vizsgálva, hanem folyamatosan ingadozó, a hullámhosszuk függvényében. Az ideális (tökéletes) fehér fénysugár fényerőssége egyenletes, mert nincsenek benne fotinószám növekedések-csökkenések hosszirányban. Ezért a fényerősség mérése könnyebb rajta.

3. Mivel a fotinók átmérője a Planck-hossz körül ingadozik, túl kicsik ahhoz, hogy anyagból készült műszerekkel egyenként megszámolhassuk őket. Egyetlen anyagi részecske (neutron vagy proton) belsejében nagyságrendileg kb. 100.000 db fotinó található az időfraktál szerkezetében, ezért a részecskékből felépülő különböző atomok óriásiak egy darab fotinóhoz képest. Ennélfogva egy darab fotinó becsapódása egy atomba szinte észrevehetetlenül kicsiny hatást gyakorol rá. Még akkor is, ha sikerül eltalálnia az atommagot vagy valamelyik elektront és nem szalad át az atom javarészt üres terén akadálytalanul, egyenes vonalban vagy eltérítve valamilyen irányba a komplex hullámterében. Ebből következik, hogy jelenleg nincs rá módszerünk, hogyan lehetne a fotinókat egyesével detektálni, megszámolni. Csak sok fotinóból álló sugárnyalábok áramait tudjuk mérni és ezek erősségei közt tudunk relatív különbségeket meghatározni.

4. Az atomok részecskéi az energiaszint átmeneteik során bocsáthatnak ki magukból fotinókat, különböző darabszámban, különböző irányokba, különböző ritmusban (hullámhosszon), illetve el is tudnak nyelni valamennyit, ha fénysugár éri őket. Ezen energiaszintek jól mérhetők és számolhatók, de nem árulnak el semmit a folyamatban részt vevő fotinók tényleges darabszámáról.

5. A részecskék és az atomok közti térben mindig pattognak kisebb-nagyobb fotinó csoportok, illetve magányos fotinók, amik különböző útvonalakon szétszóródva átlagos gerjesztést okoznak és meghatározzák az anyagi testek hőmérsékletét. A hűlés a fotinók elkerülhetetlen megszökése egy tárgyból. A fotinók részecske időtartályoknak ütközései a torlódási frontjaik taszító hatása miatt mozgásra kényszerítik az anyagi részecskéket. Ezen vibráció okozza a hőzajt (rendezetlen kényszerrezgést). Mivel a részecskék maguk is (kötött) fotinókból állnak, a komplex hullámtereik egymást is állandóan taszigálják. Ezért nem állnak meg a részecskék abszolút nulla fokon sem, amikor már nincsenek (szabad) fotinók az anyagban.

6. Az anyagnak van hőmérséklete. A fotinónak nincs hőmérséklete. A hőmérséklet két komponensű jelenség: az anyagi részecskék mozgásától és a részecskékben eltárolt, illetve a részecskék közt ide-oda pattogó fotinók darabszámától függ. A részecskék hőmozgását ezért le lehet csökkenteni célzott lézerfényes besugárzással, de ettől nem lesz az anyag még hidegebb, csak kevésbé mozgó, miközben a fény hatására melegszik.

7. A fotinók egymást is taszítják a hullámtereikkel, ezért nem nyomhatók egymásba. Tehát egységnyi térfogatban véges mennyiségű fotinót lehet összezsúfolni, ami egyben megadja az így elérhető maximális hőmérsékleti értéket is. Ilyen a természetben a csillagok, fekete lyukak belsejében jön létre. Épp ezért a hőmérsékleti skálának két végpontja van. Az abszolút nulla fok a fénymentes anyagi halmaz nyugalmi állapotban vibráló részecskéire vonatkozik. Az abszolút maximális fok a fénnyel telített anyagi halmaz gerjesztés miatt vibráló részecskéire vonatkozik. Ennek értékét jelenleg még megbecsülni sem tudjuk.

8. Az abszolút nulla és maximális hőfok között véges fotinó darabszám különbség van. Ha sikerülne a fotinókat darabra megmérnünk, létrehozhatnánk az abszolút hőmérsékleti skálát, egységnyi térfogatra vonatkoztatva, illetve az abszolút fényerősséget is meghatározhatnánk egységnyi térfogatban, ami pontosabb lenne, mint az egységnyi felületre vonatkoztatott becsapódások száma egy időegység alatt. Elméletileg ez lehetséges, gyakorlatilag valószínűleg nem. A jövő kutató generációira vár a feladat, hogy megbirkózzanak ezzel a kihívással.

9. Mivel az elektron sokkal kisebb a protonnál és neutronnál, jóval kevesebb fotinóból áll össze. Ezért egyetlen fotinó becsapódása a felszínébe jelentősebb hatást gyakorol rá, mint az atommag részecskéire. Ez valószínűleg kevés hozzá, hogy mérhető módon megváltoztassa a gerjesztettségi szintjét és a mozgását, helyét az elektronhéjon, viszont nagyon picit meglöki és eltolja a szabad elektront egy abszolút nulla fokos közegben, ami már mérhető az elektron alapállapotú kényszerrezgésétől való eltérésként. Mert kósza fotinók abszolút nulla fokon is előfordulnak az anyagban. Amennyiben meg tudnánk mérni az elektron elmozdulásainak nagyságát és irányát, sok kis, különböző irányú, de közel egyforma nagyságú elmozdulást észlelnénk, amik az elektronba időnként belecsapódó magányos fotinóknak köszönhetők. Amik véletlenszerű sorrendben, különböző irányokból érkezve taszigálják az elektront ide-oda. Ezek összegzésével megkaphatnánk az abszolút nulla fokos közegben kóborló magányos fotinók darabszámát, vagyis a térfogatra vonatkoztatott fényerősséget. Hogy ez lehetséges-e a gyakorlatban, az majd kiderül...

Készült: 2022.04.18. - 07.17.

Következő írás

Vissza a tartalomhoz