Groen met gele stippels...

Maar alle gekheid op een stokje: een foton is een lichtdeeltje.
Licht kan worden gezien als olf- of deeltjesverschijnsel.
Als deeltje heeft het een energie, die als golf bij een frequentie f zou horen (E=hf). Daarom zegt men dat het lichtdeeltje een kleur heeft die overeenkomt met een golf met de passende frequentie f.  Voor de voor het oog "onzichtbare" straling met foton frequenties waar het oog niet gevoelig voor is, zijn er geen kleuren. Sommige dieren hebben gevoeligheden ver buiten de gevoeligheid van het menselijk oog dus zij zullen wel een kleur "infrarood" of "ultraviolet" kunnen herkennen.
Radiogolven of gamma-straling hebben geen kleur omdat er geen ogen zijn die dat "zien". Alleen in slechte sci-fi films.

Theo de Klerk, 7 okt 2012

 en bij elke frequentie hoort (in het zichbare deel van het spectrum) een kleur. 

En het vastleggen van zo'n spectrum is dan weer gebaseerd op een grootste gemene deler van de menselijke ogen, hoe die zo'n spectrum waarnemen. Eigenlijk heel subjectief en met een behoorlijke foutmarge dus, en een waarnemingssysteem dat bovendien prima te foppen is, bijvoorbeeld met "kleuren" waarvoor geen frequenties elektromagnetische straling bestaan (bijvoorbeeld alles wat paars is)  

Groet, Jan

Om dan het verhaal maar compleet te maken: we zien eigenlijk maar 3 kleuren en wat daarom heen zit als frequentie. We hebben 3 lichtgevoelige soorten kegeltjes in het netvlies, gevoelig voor rood, groen of blauw. Maar niet voor 1 kleur (=1 frequentie) rood maar een interval aan frequenties.

Als nu 3 paarse lichtstralen het oog treffen en elk wordt door een rood, groen resp. blauw kegeltje geabsorbeerd dan gaat naar de hersenen een mengsignaal van iets rooiigs, iets groenigs en iets blauwigs, tezamen "paars" gevend. (Je moet 3 fotonen hebben wat eentje kan maar door 1 kegeltje worden geabsorbeerd).

Voor kleurenblinden (waar bijv. rood-gevoelige kegeltjes niet werken) komt maar een deel van dat signaal door ("iets groenigs en iets blauwigs") en die nemen dan ook een andere kleur waar. Een foton dat door de roodgevoelige kegel wordt geabsorbeerd geeft door de "storing" geen signaal af.

Waarin 'f' voor frequentie staat.

Of: hoeveel keer twee opeenvolgende identieke toestanden zich voordoen per seconde.

Dat impliceert dat er sprake is van een variatie die op een exact identieke manier en in een exact dezelfde tijdspanne bij herhaling gebeurd.

Welke variatie kent 1 foton ?

f staat voor frequentie en is het aantal trillingen dat de elektromagnetische golf in een seconde doet.

> Dat impliceert dat er sprake is van een variatie die op een exact identieke manier en in een exact dezelfde tijdspanne bij herhaling gebeurd. Welke variatie kent 1 foton ?

Een niet zo zinnige vraag bij een golf. Een golf herhaalt zijn patroon elke trillingsperiode T ofwel  1/T = f maal per seconde. Een foton als lichtdeeltje is geen golf kent dus geen golfvariatie. Maar de energie ervan wordt geassocieerd met een even grote energie als een golf met bijpassende frequentie. 

1 foton (iets niet continu) heeft dus geen kleur, want kleur is een associatie bij frequentie (iets continu) ?

Da's onjuist. Een kleur hoort bij een specifieke frequentie van een lichtgolf en een foton als lichtdeeltje wordt geassocieerd met zo'n golf met een frequentie die met de energie overeenkomt (E=hf). Maar deeltje (foton) en golf zijn 2 benaderwijzen van wat we electromagnetische straling ("licht") noemen.
Een foton is geen eeuwig durende golf - er zit een "kop en een staart" aan zodat het een energiepakketje is en ook als "deeltje" kan worden opgevat.

Continue rode straling zou je kunnen zien als een bombardement van fotonen met een frequentie van de rode kleur. Dit lijkt zich te registreren als een eindeloze golf. Maar is het niet.

Ik vrees dat ge u zelf niet verstaat. Daar uit kan ik veilig uit afleiden dat ge mij niet verstaat.

Wees dus zo vriendelijk om exact uit te leggen wat er onjuist is.

Ik van mijn kant zal trachten mezelf te verduidelijken.

Te beginnen met de begrippen continue en discontinue. Of de basis van dat alles : E = h.f

h is een constante. Dat betekent dat E enkel maar kan verhogen of verlagen (varieren dus) in stappen gelijk aan h. E is dus discontinu. En dat is in het kort het belang van de booschap die deze 'wet' brengt.

Fotonen zijn energie pakketjes, dat heet discontinu te zijn.

f, de frequentie, daar en tegen heet continu te zijn. Ze kan elke waarde aannemen.

Een foton beweegt ook niet in een golf. Toch niet zover ik weet.

Een zwerm fotonen, of te wel een lichtstraal, heeft een magnetisch veld en haaks daarop een electrisch veld. Beide velden gedragen zich als golven in tegenfase.

Een golf in water kennen, kunnen berekenen en zelfs voorspellen zegt niks over de beweging, ook over de de positie, van 1 bepaald water atoom. Dit alleen maar ter verduidelijking. Want die analogie gaat niet volledig op.

Nu vroeg ik, wel in feite provoceerde ik met :

1 foton (iets niet continu) heeft dus geen kleur, want kleur is een associatie bij frequentie (iets continu) ?

Of:

(gewoon ter verduidelijking) Als ge heel veel zandkorrels samen brengt krijgt ge een stabiele ondergrond, maar de eigenschap stabiel is niet te associeren met een zandkorrel ?

Of:

(dezelfde vraag) 1 foton (discontinu/quantum/korrel) heeft dus geen kleur want kleur is een associatie bij frequentie (veel fotonen met een correlatie/continu/golfunctie/Maxwell) ?

> Ik vrees dat ge u zelf niet verstaat. Daar uit kan ik veilig uit afleiden dat ge mij niet verstaat.

Ik begrijp mezelf prima - ga dat niet voor mij vertellen. Jou kan ik allicht misverstaan maar mijn antwoorden op je vragen zijn serieus.

> h is een constante. Dat betekent dat E enkel maar kan verhogen of verlagen (varieren dus) in stappen gelijk aan h. E is dus discontinu. En dat is in het kort het belang van de boodschap die deze 'wet' brengt.

Daarmee suggereer je dat een foton energie h, 2h, 3h enz kan hebben. Dit is echter niet het geval. Een foton (deeltje) kan elke energie E hebben tussen 0 en oneindig binnen het reele getalbereik R.

E = h.f  vertegenwoordigt de energie van een foton als was het een e.m. golf met frequentie f. De E kan elke waarde aannemen, h is een constante maar de waarde van f kan ook alle waarden aannemen in het reele getalbereik. Er is zo een frequentie van 1000 Hz maar ook van 1000,00001 Hz en van 1000,00002 Hz enz. Er is hier geen discontinuiteit.

Zien we het licht als golf dan is er een frequentie f mee geassocieerd en als energie E = h.f Als deeltje gezien is geen eindeloze golf maar een beperkte omdat we niet precies 1 frequentie kunnen vaststellen maar een "onzekerheidsinterval" aan frequenties die, samengevoegd, overal nul opleveren maar zich als een "deeltje" uit op een bepaalde (wat uitgesmeerde) plek. Deze onzekerheid zit in de quantummechanica verborgen: we kunnen niet EN positie EN frequentie allebei met uiterste nauwkeurigheid meten (Heisenbergs onbepaaldheidsrelatie) maar beide met enige onnauwkeurigheid. De amplitudes van de "omringende" frequenties (indicatie voor "waarschijnlijkheid") neemt wel snel af. Een foton heeft energie E (=hf) plus of min een beetje (f±Δf). Gezien de symmetrie is het net zoveel te weinig als teveel zodat je ook hier een energie behorend bij de middelste frequentie f kunt nemen.
Een ideale golf heeft alleen die frequentie f, maar dan weten we weer helemaal niet waar die zich bevindt (overal is even waarschijnljk).

>Fotonen zijn energie pakketjes, dat heet discontinu te zijn.
f, de frequentie, daar en tegen heet continu te zijn. Ze kan elke waarde aannemen.
Een foton beweegt ook niet in een golf. Toch niet zover ik weet.

Licht kan op 2 manieren worden bekeken: als lichtdeeltjes en als lichtgolven. De eerste noemen we fotonen, de tweede "golven". Sommige verschijnselen kunnen door deeltjes verklaard worden (bijv. foto-electrisch effect) en andere alleen door golven (zoals breking). Licht heeft een duaal karakter (ofwel we hebben nog geen verklaring gevonden die beide methoden gelijktijdig dekt). Maar door golven met iets afwijkende frequentie te superponeren kun je een indruk van een lichtdeeltje krijgen. Met een energie E±ΔE  (golven f±Δf). Fotonen en lichtgolven bewegen beide met dezelfde snelheid, de lichtsnelheid c. Allebei zijn continu in de zin dat beiden alle energiewaarden kunnen aannemen (E=hf).

>Een zwerm fotonen, of te wel een lichtstraal, heeft een magnetisch veld en haaks daarop een electrisch veld. Beide velden gedragen zich als golven in tegenfase

Als we licht als golf zien dan is het elektromagnetische straling die inderdaad een magnetische en elektrische component heeft. De ene genereert de ander en zo kan licht zich in vacuum voortbewegen zonder medium nodig te hebben. De beide componenten zijn in fase (als je daarvan mag spreken): zowel E als B bereiken gelijktijdig een maximum waarde, de minimum waarde enz.
Een "zwerm" fotonen doet zich voor als een zwerm deeltjes met energie - daaraan zit geen elektrisch/magnetisch veld aan gekoppeld. Dat laatste hoort bij de golf-voorstelling van licht.

>Een golf in water kennen, kunnen berekenen en zelfs voorspellen zegt niks over de beweging, ook over de de positie, van 1 bepaald water atoom. Dit alleen maar ter verduidelijking.

Waterdeeltjes (of deeltjes in een snaar of luchtdeeltjes) bewegen feitelijk rondom een evenwichtsstand en verplaatsen zich niet. De energie die de golf opwekt (het zwiepen aan het touw bijvoorbeeld of telkens het water een beetje op/neerwiegen) wordt doorgegeven via de golf, maar dit gebeurt door de energie van deeltje naar deeltje door te geven terwijl de deeltjes op hun plek blijven (of trillen rondom de evenwichtsstand). In licht omgedacht is dit een bron (vallende steen) die fotonen in alle richtingen stuurt (energie wordt in alle richtingen verbreid). De energie wordt verdeeld over de fotonen (elk deeltje wat), of over golven (in alle richtingen uitbreidend, per richting evenveel energie).

>1 foton (iets niet continu) heeft dus geen kleur, want kleur is een associatie bij frequentie (iets continu) ?

Een foton is de representatie van licht als een deeltje met een energie E. Daarbij wordt een frequentie (of eigenlijk klein interval aan frequenties) gedacht met E = h.f  (f als "middenfrequentie in het pakketje) en daarmee wordt een kleur geassocieerd. Kleur zien ze door kegeltjes in ons netvlies. De interactie van licht met de kegeltjes is een interactie van lichtgolven (met een frequentie die een kleur representeren), niet van een lichtdeeltje. Door het duale karakter van licht zijn interacties altijd verklaarbaar door licht als golf (bijv. interferentie) of als deeltje (bijv. botsing) te zien. Nooit werkt de verklaring tegelijk voor beide voorstellingen. Helaas maar waar.
Wat zou je denken dat "geen kleur" zou betekenen bij een lichtdeeltje?

>Als ge heel veel zandkorrels samen brengt krijgt ge een stabiele ondergrond, maar de eigenschap stabiel is niet te associeren met een zandkorrel ?

Inderdaad. Evenzo is de eigenschap "kleur" een eigenschap van de golf of, bij benadering, van een foton (of zwerm identieke fotonen) en niet van continue of discontinue. Een foton of een golf met frequentie f wordt met een kleur geassocieerd. Meerdere fotonen of golven hebben zo'n kleur. Elke "zandkorrel" licht heeft een kleur, een strand vol korrels heeft dezelfde kleur. Veel fotonen tegenover 1 foton (of golf/golven) maakt hierbij geen verschil. "Strand" doet niet ter zake.

>dezelfde vraag) 1 foton (discontinu/quantum/korrel) heeft dus geen kleur want kleur is een associatie bij frequentie (veel fotonen met een correlatie/continu/golfunctie/Maxwell) ?

Zelfde antwoord. Een foton heeft energie E en daarbij wordt een frequentie f gedacht (ook al suggereert dit een golf - dit is een "deeltje" representatie in het duaal karakter). Met frequentie f wordt een kleur geassocieerd.

Voordat we in een rondje blijven draaien: sla er eens wat boeken over licht als deeltje en golf op na en hopelijk wordt dan ook e.e.a. duidelijker.

"Voordat we in een rondje blijven draaien: sla er eens wat boeken over licht als deeltje en golf op na en hopelijk wordt dan ook e.e.a. duidelijker."

Ja, dat is een goeie. Die drogreden hebben we nooit eerder gezien. Was het niet evident mischien dat ik de vraag stelde om via een antwoord 'er over te lezen' ?

Bedankt voor de moeite, en vooral voor de extra moeite om mij af te schepen. Ik heb gelukkig mijn antwoord op dit adres gevonden: http://arxiv.org/abs/quant-ph/0508202

Groetjes.

ikke, 8 okt 2012

"Ja, dat is een goeie. Die drogreden hebben we nooit eerder gezien. Was het niet evident mischien dat ik de vraag stelde om via een antwoord 'er over te lezen' ?

Bedankt voor de moeite, en vooral voor de extra moeite om mij af te schepen. Ik heb gelukkig mijn antwoord op dit adres gevonden: http://arxiv.org/abs/quant-ph/0508202

Ik wil niemand afschepen maar als mijn uitleg niet begrijpelijk is dan zijn er allicht andere personen die het op een andere manier wel voor jou duidelijk kunnen maken. Vandaar de suggestie.

Blijkbaar heb je een ander antwoord gevonden. Daar gaat het om.

Nou Theo, die 'Ikke' maakte het zo'n 9 jaar geleden wel erg bont in deze thread! Wat een ondankbaar figuur.

Ik was blij met de duidelijke uitleg die je hierboven hebt gegeven, dat wilde ik toch even laten weten.

groet, Arjen