Ausgehend von einer einfachen Erklärung der Lichtenstehung, ist mir da eine Sache unklar. M.W. nehmen Atome Energie (z.B. durch Stöße oder Quantentreffer) dadurch auf, dass sie eines oder mehrere Elektronen eine oder mehrere Schalen höher heben. Wenn diese dann wieder zurückfallen, geben sie die Energie in Form von Strahlungsimpulsen wieder ab. Da die Schalen eines Elements feste Abstände haben, entsprechen die möglichen Energiegehalte (Wellenlängen) einem ganz bestimmten Raster - so kann man wohl die typischen Emissionsspektren erklären. Was mir nun aber unklar ist, wieso haben thermische Strahler (z.B. ein Wolframdraht) ein kontinuierliches Spektrum, d.h. inerhalb eines bestimmten Bereiches kann quasi jede Wellenlänge vorkommen - das passt nicht zu der (vereinfachten) Schalen-Sprung-Theorie? Wo kommen die Wellenlängen in den Zwischenbereichen her? Erbitte "Erleuchtung"! Danke.
Die Frage ist gut. Einzelne isolierte Atome koennen Energie in der Tat nur als angeregte Quantenzustaende aufnehmen. Sobald man aber einen Festkoerper hat hat man auch Gitterschwingungen, sogenannte Phononen. Die Gitterschwingungen haben tieferen Niveaus und erlauben ein effizientes Abstrahlen ueber ein kontinuierliches Frequenzband.
Könnte man das auch so beschreiben? Ein Körper mit einer bestimmten Temoeratur ist nicht überall gleich warm. Manche Atome sind heißer andere kälter. Je nach Temperatur strahle sie unterschiedliche Wellenlängen ab.
Nein so nicht die Gitterschwingungen könne nur thermich gekoppelt (mechanisch) übertragegen dabei erfahren sie einen Widerstand welcher die linearität der Wärmeabgabe bedingt. Anders bei den Photonen ihre Energie stammt aus quantisierten Sprüngen der Elektronen zwischen den Orbits innerhalb der Atomschale. d.H. bei der thermischen Strahlung handelt es sich um Energizustände des gesamten Atoms Dagegen finden die Elektronensprünge unter Photonenabgabe auf subatomarer ebene statt und erst hier sind Quantisierungseffekte überhaupt erst zu beobachten. MfG
Mit einem Temperaturmodell ist keine Aussage moeglich. Temperatur ist die Wirkung, nicht die Ursache. Das Oszillatormodel von Plank oder so ist da etwas besser. Man bevoelkert oszillatorische Zustaende und kann so das Spektrum vorhersagen. Diese oszillatorischen Zustaende sind Gitterschwingungen. http://de.wikipedia.org/wiki/Schwarzer_K%C3%B6rper
Oh, der schwarze Körper. Jetzt wird es heiß. Meinst du nicht jetz mehr Fragen zu generieren als zu beantworten? hihi
Die Frage war wie verhaelt sich die Quantenmechanik zur Temperaturstrahlung. Temperaturstrahlung wird am besten mit dem Schwarzkoerpermodell beantwortet mit der Verknuepfung von Ozillatoren zu Phononen. Nein ?
Gnadenloser Labberer schrieb: > Die Frage war wie verhaelt sich die Quantenmechanik zur > Temperaturstrahlung. gar nicht. > Temperaturstrahlung wird am besten mit dem Schwarzkoerpermodell > beantwortet mit der Verknuepfung von Ozillatoren zu Phononen. > > Nein ? Das stelle ich mal lieber nicht in Frage, meine Mutter könnte mich sonst schlagen ;-) Die frage welche ich aufwarf war, ob du nicht annehmen müßtest, dass Rezipient angesichts seiner Fragestellung mit diesem Modell in des Teufels Küche landete. Um es ehrlich zu sagen: Das modell ist wohl eines der kompliziertesten welche die Physik zu bieten hat, es ist geprägt von mehr Idealisierungen als jedes andere Modell und gespickt mit allerlei Fallstricken. was zu diskutieren ich gerne vermied. (weis es nur vom Höhrensagen) Alles in allem mehr verwirrend als erklärend im Bezug auf die Fragestellung. Nicht umsonst ist der schwarze Körper eines der ersten Siebkritierien für angehende Physiker, zu welchen ich mich nicht wirklich zähle, aber der schwarze Körper sagt mir gemug um zu wissen das es sich dabei um das letzte Hindernis zwischen traditioneller und moderner Physik handelt. Wer den nicht umgeht, bis er ihn von der anderen Seite her durchschaut steht ewig davor, wie vor dem K2. Oder liege ich hier völlig schief? Obwohl ich Ph nie im Studium belegt habe war es eines meiner stärksten Schulfächer(1,1) aber meine Mutter(Ma/Ph Lehrerin) hat mir berichtet das sie dort während ihres Studiums das erste mal ins schwimmen geriet, das habe ich mir gemerkt. ;-)
um das "gar nicht" zu erklären: Quantenphysik bezieht sich auf subatomare Prozesse (Wechselwirkungen). Wogegen thermische Strahlung ein geradezu makroskopisches Ereignis darstellt in der Quantelungen der Größenordnungen wie sie im subatomaren bereich stattfinden geradezu im Rauschen untergehen. Superwitziger oder interesanter Weise treten jedoch die subatomaren Erscheinungen in prozessen Astronomischer Größenordnungen wieder hervor, was sie besonders interessant macht. Es ist wie bei Mandelbrot. Ein Buddhist würde sagen: "Wie im Großen so im Kleinen." Komisch nur das dazwischen. ;-)
Der Zusammenhang zwischen der Plank'schen Strahlungsformel und der Quantenphysik ist nicht Null. Die Loesung bestand immerhin damit das Planksche Wikungsquantum einzufuehren.
Ja, so sind sie die Herren (Jung-)Physiker: immer wenn der scheinbare Zusammenhang klar wird, aber die Mathemathik ein kompromissloses Umrechnen verhindert, basteln sie sich eine Naturkonstante, nur um später festzustellen, dass diese einen Spezialfall eines übergeordneten Zusammenhanges darstellt, welcher sich aus unserem Aspekt(betrachtungwinkel aufgrund des von uns nicht zu verlassenden Standortes) nicht verändern läst, obgleich andere Aspekte wenn auch konstrouiert so doch denkbar wären. Wird ein Ein Physiker dann reifer im Leben beginnt das große Staunen ob der Unerklärlichkeiten, welche das Leben ihnen gemeinerweise ausgerechnet in ihrem Fach bereit hält. Viele werden dann an ihrem Lebensend zu faszineirten Anhängern der Mystik. Ddies jedoch nur rein privat, als Wissenschaftler ist das ja völlig obsolet. ;-D)) interessant wäre im bezug auf das topic die Untersuch im übergangsbereich zwische den Makrostrukturen und der subatomaren Bereich, im sogenanten Nanobereich. Ich wette dort wird der Wahre zusamenhang klar. wießt du etwas ob daschon geforscht wird? LG Winne Namaste
Kommt der Student zum Prof und fragt: Sehr geehrter Herr Prof. ***, bitte erkläen sie mir den Schwarzen Körper. sagt der Prof.: "Jetzt wird bunt." ;-)
Also nochmal in der Nußschale: -Thermische Strahler haben ein kontinuierliches Spektrum, da die strahlenden Partikel Atome sind, die viel mehr Energieniveaus besetzen können, als subatomare Partikel- sprich Elektronen- die daher Spektrallinien erzeugen. Stimmt das so?
Nein, die strahlenden Partikel sind keine Atome. Denn Atome senden auf den einzelnen Linien. Das Kontinuum kommt vom Festkoerper.
Es kommt bei der Theorie des schwarzen Körpers gar nicht auf diese Details an. Ob da Elektronen um Kerne schwingen oder grüne Zwerge um ein Feuer tanzen, ist vollkommen egal. Hauptsache es kann strahlen (und absorbieren). Planck beschreibt das als (abstrakte) Oszillatoren, die jeweils mit einer bestimmten Frequenz schwingen und dadurch - wie z.B. ein hertzscher Dipol - auf dieser Frequenz senden und empfangen. Ein schwarzer Körper besteht dann aus einer so riesengroßen Anzahl dieser Oszillatoren, dass es auf die genaue Zahl gar nicht mehr ankommt. Senden können die aber nur, wenn sie zuvor thermisch angeregt wurden. Die Wahrscheinlichkeit dafür ergibt sich aus der Boltzmannstatistik. Das sind alle Informationen, die man braucht, um die Plancksche Formel für die schwarze Körperstrahlung herzuleiten.
Wie gesagt, was der Physiker nicht erklärt pakt er in eine Konstante, basta. Genau der Übergang vom Idealen Schwarzen Körper über die atomare Ebene in Größenoerdnung der Nanaopartikel hin zum subatomaren Bereich bietet offenbar eine Lücke welche durch das Wirkungsquantum zwar überbrückt nicht aber erklärt wird? Auweia ich lasse mich da in was hinein zerren ;-?
Winfried J. schrieb: > was der Physiker nicht erklärt pakt er in eine Konstante, basta. Überleg dir das nochmal am Beispiel Pi - stammt zwar mehr aus der Mathematik, als der Physik, aber demonstriert prima, wie das mit den Konstanten funktioniert. > Genau der Übergang vom Idealen Schwarzen Körper über die atomare Ebene > in Größenoerdnung der Nanaopartikel hin zum subatomaren Bereich bietet > offenbar eine Lücke welche durch das Wirkungsquantum zwar überbrückt > nicht aber erklärt wird? Welche mathematische Formel erklärt denn überhaupt irgendwas? Keine, denn sie beschreiben nur Zusammenhänge. Dabei ist es völlig egal ob es sich um Engel handelt, die in der Fantasie auf einer Nadelspitze tanzen, Zusammenhänge aus der Physik, oder beliebige andere Dinge, bei denen sich die Auswirkungen der inneren Zusammenhänge - wegen des Gesetzes der großen Zahl - durch die Blackbox eines statistischen Modells beschreiben lassen.
Uhu Uhuhu schrieb: > Überleg dir das nochmal am Beispiel Pi - stammt zwar mehr aus der > Mathematik, als der Physik, aber demonstriert prima, wie das mit den > Konstanten funktioniert. Ersten Smilys beachten Zweitens sind Mathematiker nicht besser, nur konsquenter. Was Macht ein Mathematiker, wenn er etwas erklären will als erste? Drittens ist fraglich ob unsere "Naturkonstanten" außerhalb und unabhängig der durch uns betrachtbaren System und Strukturen nicht doch eine Sonderfall darstellen der für eben jene Systeme Gültigkeit hat und uns somit universell erscheinen muss. > Welche mathematische Formel erklärt denn überhaupt irgendwas? > > Keine, denn sie beschreiben nur Zusammenhänge. Dabei ist es völlig > egal ob es sich um Engel handelt, die in der Fantasie auf einer > Nadelspitze tanzen, Zusammenhänge aus der Physik, oder beliebige andere > Dinge, bei denen sich die Auswirkungen der inneren Zusammenhänge - > wegen des Gesetzes der großen Zahl - durch die Blackbox eines > statistischen Modells beschreiben lassen. Ach was? ;-)
Noch mal eine Frage zur reflektierenden/absorbierenden Oberflächen: Eine schwarze Oberfläche müsste ja am Freiraumwellenwiderstand optimal angepasst sein. Eine weiße, graue,... Oberfläche müsste eine andere Impedanz besitzen und deshalb zu einer Reflexion führen? Also müsste eine Veränderung des optischen/strahlungsthermischen Wellenwiderstand der Zufuhrstrecke zum jeweiligen Körper eine schwarze Oberfläche grau/weiß machen können und umgekehrt?
Winfried J. schrieb: > Drittens ist fraglich ob unsere "Naturkonstanten" außerhalb und > unabhängig der durch uns betrachtbaren System und Strukturen nicht doch > eine Sonderfall darstellen der für eben jene Systeme Gültigkeit hat und > uns somit universell erscheinen muss. Das ist dieselbe Argumentationsweise, die einige Schlauköpfe zu der - unsinnigen - Behauptung animiert, die Newtonsche Mechanik sei falsch. Der Wille, alles ein für alle mal und abschließend erklären zu wollen, ist übrigens ein Merkmal, das alle Religionen gemeinsam haben.
Uhu Uhuhu schrieb: > Das ist dieselbe Argumentationsweise, die einige Schlauköpfe zu der - > unsinnigen - Behauptung animiert, die Newtonsche Mechanik sei falsch. Ja, aber fairerweise muss man zugestehen, dass die Frage der Homogenität des Alls auch die Kosmologen nicht völlig unbeeindruckt lässt.
@ Uhu wer steht dir den heute auf der Leitung? Uhu Uhuhu schrieb: > Winfried J. schrieb: >> Drittens ist fraglich ob unsere "Naturkonstanten" außerhalb und >> unabhängig der durch uns betrachtbaren System und Strukturen nicht doch >> eine Sonderfall darstellen der für eben jene Systeme Gültigkeit hat und >> uns somit universell erscheinen muss. > > Das ist dieselbe Argumentationsweise, die einige Schlauköpfe zu der - > unsinnigen - Behauptung animiert, die Newtonsche Mechanik sei falsch. > Ich schrieb nicht falsch, sondern Sonderfall welcher als solcher für uns nicht erkennbar ist, da uns eine Perspektive fehlt aus der herrauc wir dies zu erkennen vermögen. insofern ist es kurzgehüpft eine allgemeingültigkeit abzuleiten über die Grenzen unserer Möglichkeiten hinaus. > > Der Wille, alles ein für alle mal und abschließend erklären zu wollen, > ist übrigens ein Merkmal, das alle Religionen gemeinsam haben. > Und hier irrst du gewaltig, im Gegenteil während der WiKo dies zuteilen genauso tut wie die götterbasierten Religionen tut gerade der Buddhismus dies ganz und gar nicht. Namaste
Winfried J. schrieb: >> Das ist dieselbe Argumentationsweise, die einige Schlauköpfe zu der - >> unsinnigen - Behauptung animiert, die Newtonsche Mechanik sei falsch. >> > > Ich schrieb nicht falsch, Das hab ich auch nicht behauptet. > sondern Sonderfall welcher als solcher für uns > nicht erkennbar ist, da uns eine Perspektive fehlt aus der herrauc wir > dies zu erkennen vermögen. Beides beruht auf demselben Mißverständnis über die Randbedingungen. >> Der Wille, alles ein für alle mal und abschließend erklären zu wollen, >> ist übrigens ein Merkmal, das alle Religionen gemeinsam haben. > > Und hier irrst du gewaltig, im Gegenteil während der WiKo dies zuteilen > genauso tut wie die götterbasierten Religionen ??? Was ist WiKo? Was ist das für ein kranker Satz? > tut gerade der Buddhismus dies ganz und gar nicht. Ob du mit letzterem gleichzusetzen bist, weiß ich nicht. Du jedenfalls bedienst dich desselben Tricks nur wendest du ihn invers an...
Winfried J. schrieb: > Und hier irrst du gewaltig, im Gegenteil während der WiKo dies zuteilen > genauso tut wie die götterbasierten Religionen tut gerade der Buddhismus > dies ganz und gar nicht. Hier liegst du falsch. Ausgerechnet der Buddhismus macht genau das gleiche, was du oben der Physik ankreidest. Die Frage nach dem Ursprung ("der Schöpfung") wird vom Buddhismus explizit ausgeklammert und als nicht relevant bzw. nicht zielführend betrachtet (in letzterem unterscheidet er sich von der Physik). Die Existenz von Dingen wie Samsara, die drei Daseinsmerkmale etc. wird einfach als gegeben vorausgesetzt ("Naturkonstanten"), ohne eine Erklärung zu liefern, woher sie kommen. Gerade die theistischen Religionen dagegen haben den Anspruch, eine vollständige Erklärung des Ursprungs der Welt zu liefern (wobei selbst hier meist die Frage ausgeklammert wird, woher Gott bzw. die Götter eigentlich kommen), worin sie sich sowohl von der Physik als auch vom Buddhismus unterscheiden. Die Physik strebt zwar auch nach einer vollständigen Erklärung, es ist aber unumstritten, dass der aktuelle Kenntnisstand dazu eben nicht ausreicht, bzw. dass es vielleicht auch gänzlich unmöglich ist, diese Vollständigkeit jemals zu erreichen. Andreas
Mal schnell zurückspule dies war Uhus These: > Der Wille, alles ein für alle mal und abschließend erklären zu wollen, > ist übrigens ein Merkmal, das alle Religionen gemeinsam haben. Das die theistischen Religionen dies tun bestreite ich nicht, sondern fügte hinzu das auch der WiKo (wissebschaftliche Kommunismus) ähmliche Tendenzen zeigt: Die Welt sei grundsätzlich und abschließend eklärbar jedoch ohne irgend einen Gott. Ich teile hingegen die buddhistische Ansicht, dass es letzlich irrelvant sowie unmöglich und von daher müßig ist, die Unendlichkeit abschließend und umfassend zu klären, genauso die Frage nach allem Anfang. Das folgt allein schon aus der Definition von unendlich, welche dem Universum per Definition aufgebürdet ist. eben diese Unmögllichkeit verneint der WiKo. Sicher ist jede einzelne Detail klärbar. Nicht jedoch die Gessmtheit aller unendlich vielen Details. Das entspräche nämlich der Fragestellung nach der grösten, bzw der nach der kleinsten reelen Zahl. Ich annerkenne, dass unser physische Existenz unserem Erkenntnisstreben zwar nicht quantitativ, so doch aber qualitativ Grenzen setzt. z.B. Wir können zwischen verschiedenn dimensionierten Räumen transformieren. Jedoch sind diese Transformationen imer nur in eine Richtung eindeutig. umgekehrt ist die Zahl der Transformationsmöglichkeiten unendlich. http://de.wikipedia.org/wiki/Stammfunktion#Existenz_und_Eindeutigkeit Von daher ergibt sich, dass man aus einem Raum niederer Dimension heraus einen übergeordnet mehrdimensionalen Raum nie vollständig erfassen kann. das geht schon bei nur einer hinzukommendenDimension nicht. wie soll das erst bei uneendlichvielendimensionen gehen o.k. noch etwas ganz einfaches (unendlich)²== unendlich --> X==X² ist wohl müßig oder? Qed Namaste
Ohne jetzt den Buddhismus oder sonst etwas zu bemühen: Ein thermischer Strahler hat ein kontinuirliches Spektrum WEIL die Energie gequantelt ist. Diese Quantelung hat jedoch erst einmal nichts mit diskreten Energieniveaus in Atomen zu tun. Planck war nicht happy "Ui, ich hab eine Konstante gefunden, hihihihi" sondern er hat die Quantisierung erst mal als HYPOTHESE eingeführt, um ein mathetmatisches Modell zu haben, den Strahlungsverlauf eines thermsichen Strahlers zu beschreiben. Erst nachher entdeckte man, dass die Hypothese gar nicht so übel ist und auch einiges andere erklären bzw. mathematisch beschreiben kann.
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