Ställ era frågor om kvantmekanik

Du har i princip tänkt rätt här. Saken är den att den klassiska beskrivningen när man pratar om kontinuerliga fält och inte blandar in partiklar bara är en approximation, det är liksom ett genomsnitt av den kvantmekaniska beskrivningen. Så att partiklar extremt långt borta från varandra påverkar varandra med en liten kraft är just genomsnittet av vad som skulle hända om man ställde upp väldigt många likadana sådana situationer, mätte vad som hände i varje och räknade ut ett genomsnitt. Vad som faktiskt händer i ett enskilt fall är att sannolikheten per tidsenhet att de två partiklarna interagerar genom utbyte av en foton blir oerhört låg, det kan fortfarande ske men är väldigt osannolikt.
Fältenergin är ett klassiskt begrepp, frågan är om det blir en väldefinierad storhet i en kvantfältteori. Där är ju fotonerna just excitationer av EM-fältet, och fältet runt elektronen kan ses som en gas av virtuella fotoner. Dessa bidrar ju till att skärma av elektronens punktladdning, och ger upphov till korrektioner av både elektronens massa och laddning. När man renormaliserar QED skiljer man ju på elektronens fysikaliska massa m0 och den "bara" massan m ("the bare mass") som är en oändlig parameter i Lagrangianen. Man kan förstå hur m kan ha ett oändligt värde just genom att tänka sig att den blir avskärmad från alla mätningar av en gas av virtuella partiklar, som en mätande partikel måste ta sig igenom. Ju högre energi den mätande partikeln har, desto mer tränger den igenom och desto högre värde på elektronens massa får man, något som ungefär förklarar varför massor och laddningar beror på vid vilken energi man mäter dem. Ursäkta för flummig förvirrande text, dels svårt att förklara, dels har jag inte full koll på renormering (men jag håller på att lära mig).

Jag kan inte tillräckligt med QED för att svara på det där, men jag vet att man måste kvantisera em-fältet för att det ska fungera. Problemet är att räkna ut elektronens själv-energi, och det är inte helt trivialt. När du skapar e- och e+ får du dessutom en em-växelverkan mellan dessa två partiklar som du ska ta med i beräkningen. Man kan inte skapa laddning ur intet.

Den gasen borde då ha någons slags avtagande densitet och ur det skulle man kunna beräkna energin i fältet? Även kvantfält har väl energi, bara det att den är kvantiserad?
Ja, rent begreppsmässigt är jag någorlunda med på det där.

Visst, gasen har en avtagande densitet, men poängen är att när en annan partikel närmar sig och interagerar med elektronen, så sker ju det genom att den kopplar till en av de virtuella fotonerna och denna foton då agerar som en budbärarpartikel som överför en viss mängd fyrrörelsemängd mellan elektronen och den andra partikeln. Fotonen själv bidrar inte med någon egen energi, den överför bara rörelsemängd och energi mellan de två partiklarna. Alltså kan man säga att gasen av virtuella partiklar inte bidrar med någon egen energi, den funkar inte på samma sätt som ett klassiskt EM-fält.

Man får komma ihåg att de fotoner som blir viktiga här har väldigt lång våglängd. De är alltså inte lokaliserade i rummet, så man behöver inte vara orolig att de ska "missa" elektronerna. Entr0pi får gärna korrigera, men jag tror inte man behöver kvantisera fältet (införa fotoner) för att titta på vad som händer långt borta från en laddad partikel.

Har den inte oändlig räckvidd även när den kraftförmedlande partikeln har massa, bara det att den avtar väldigt mycket snabbare?

Jag vet vad relativitetsteorin säger om hastighet, att hastigheter bara är relativa.

Kan man säga samma sak om vågor? Är vågor också relativa?

En hastighet är en fysikalisk storhet (som man kan ange med ett mätetal och en enhet) medan "vågor" är ett fenomen. Det är lite som att säga att bilar är snabba, betyder det att "bilkörning" är snabbt?

Du måste precisera dig och exempelvis fråga om vågors frekvens beror på hur man rör sig relativt vågens källa. Svaret är då ja (läs mer om Dopplereffekt).

Okej, det verkar som att dopplereffekten handlar främst om frekvens. Är våglängd relativt?

Man brukar säga att potentialer som avtar som 1/r har oändlig räckvidd. Detta eftersom den integrerade kraften på en klotyta inte går mot noll när r blir stor. Har man en potential 1/r blir den integrerade kraften konstant. Har partikeln massa går den integrerade kraften mot noll, exponentiellt. Jag vet inte om det finns en exakt definition på "short range potential", ibland betyder det att potentialen är noll utanför en viss region, ibland betyder det att den avtar exponentiellt och ibland att den avtar snabbare än 1/r.

edit: potentialer som går som 1/r^N brukar ibland kallas "long range", men de har inte oändlig räckvidd om inte N=1 (i tre dimensioner)

Jag tänkte främst på Yukawa-potentialen. Den når ju i princip oändligt långt, men avtar väldigt snabbt, så i praktiken når den inte särskilt långt.

Hej

Har följande uppgift att lösa till imorgon:

Vad är skillnaden mellan interferensmönstrena från dubbelspalt och diffraktionsgitter ?

Vore tacksamt om någon kunnig kunde förklara lite lagom lättbegripligt vad skillnaden blir, blir mer förvirrad ju mer jag läser