Вы, конечно же, ответили сразу, что нет. И наверняка ещё похихикали - тьфу на тебя, ученый! Фотон не может пройти даже через плотный картон! А тут железный блок. Но, друзья мои, спешу вас огорчить. Выводы были поспешными и вы ошиблись. Давайте разбираться по какой причине.
Скорее всего у большинства читателей ассоциация фотона происходит только лишь со светом. Причём со светом видимым. Но это не совсем правильно.
Вспомните что такое свет с физической точки зрения. Это не только поток фотонов, что собственно и не совсем правильно, но ещё и электромагнитная волна. Фотон тут является "квантом" этой электромагнитной волны. Мир электромагнитных волн простирается далеко за пределы видимого спектра.
Если попытаться проанализировать из чего состоит радиоволна, которая ловится на вашем приёмнике и посредством которой передаётся музыка, то и она тоже состоит из фотонов.
При этом мы помним, что фотон по сути является чем-то типа "единичного осцилятора" - кусочек поля, который колеблется с заданными параметрами. И вот параметры-то вас и подвели.
Прежде, чем ответить на вопрос из заголовка, нужно было сказать, что не указана частота фотона. Железный блок толщиной 5 см не является препятствием для радиоволн на очень длинных волнах. Конечно, он может ослабить сигнал, но я гарантирую вам, что если вы построите себе дом с чугунными стенами толщиной 5 см, вы все равно сможете принимать радиосигналы на определенных частотах внутри.
В качестве простого домашнего эксперимента можно поместить небольшое работающее радио в микроволновую печь, чтобы посмотреть, как оно отреагирует на нахождение внутри хорошо сконструированной клетки Фарадея. Радио скорее всего потеряет FM-сигнал на работающей частоте или на длине волны, соответствующей ей, но продолжит прекрасно работать в AM-диапазоне на частоте 580 кГц, на длине волны более 500 м.
Так что длинноволновые фотоны с очень низкой энергией могут с легкостью проникнуть сквозь железный блок.
С другой стороны спектра находятся высокоэнергетические гамма-лучи, для которых 5 см железа не значат почти ничего. Конечно, они могут сбить несколько атомов с места, даже расщепить их, но я вас уверяю, большинство таких фотонов прекрасно пройдут насквозь. Даже при относительно скромной энергии 1 МэВ (мегаэлектронвольт) глубина проникновения железа (длина свободного пробега) измеряется в сантиметрах.
Не нужно забывать, что любое материальное тело по большому счёту состоит из пустого места с небольшими включениями в виде атомов и молекул. Можно было бы расписать это ещё более детально, но этого сейчас достаточно. Когда волна встречает некоторое материальное тело, то она на самом деле видит что-то типа кухонного решета. Она или может пролезть через пустое место или огибает эти препятствия в виде атомов и частичек. Способность огибать преграды, как вы помните, называется дифракцией.
Дифракция волны - это огибание препятствия или явление отклонения волны от её прямолинейного распространения. Читай как отклонение от законов геометрической оптики при распространении волны.
Дифракция наиболее отчётливо проявляется, когда размеры препятствия намного меньше длины волны или сравнимы с ней. Если размер препятствия больше длины волны, тогда огибания не произойдёт. Соответственно, можно прикинуть, как волна поведет себя в каком предмете. Процесс на самом деле очень сложный - ведь будет множество направлений распространения и сопутствующие физические явления типа внутренних отражений. Тем не менее, эта закономерность всё равно будет работать и частота фотона определит его способность к проникновению в разные среды.
Запомните самое главное - фотоны тоже бывают разными и с разными частотами. Ещё раз напомню, что это не шарик и не какая-то стандартная конструкция.
Из интересного опыта тут хотелось бы вспомнить работу на электронном микроскопе. Довольно много использовал этот интересный прибор. Это куда более наглядно, чем представления распространения волн внутри тела. При попадании волны с определенными характеристиками внутрь образца получается феноменальная вещь - вырисовывается дифракционная картина на экране. При этом дифракционной решеткой является кристаллическая структура самого образца. Вы понимаете, да? Электромагнитная волна проходит через плотный образец и дифрагирует на узлах решетки. Вот вам и пример прохождения. Правда наглядности особенно не получилось, поскольку для тех, кто не видел этот процесс, оно остаётся тоже на уровне визуализации.
--
⚡ Обязательно подпишитесь на Telegram проекта и читайте эксклюзивные статьи! Обновления каждый день!
✅ Поддержать проект монеткой или задать вопрос можно тут! Здесь же я публикую фрагменты будущей книги, которую могут читать подписчики
👉💖 Ставьте лайки материалу, подписывайтесь на проект!
