Moinmoin, ich hab eben von "Urknall Weltall und das Leben" "10 Irrtümer zur Urknalltheorie auf Youtube gesehen. Da geht es so ab Minute 32 darum, ob Energie erhalten ist oder nicht. Die Behauptung ist etwa "ein rotverschobenes Photon, wo ist die Energie hin?". Geht da wirklich Energie verloren, oder sinkt lediglich die mittlere Energiedichte? Also nehmen wir 3 Schwingungszüge blaues Licht und lassen es nach drei Schwingungszügen rotverschieben. Ist in den drei Schwingungszügen die selbe Energie enthalten? Ich grübel nun darüber nach ob man einem einzelnen Photon eine Länge zuordnen kann. Wenn man es als Teilchen betrachtet, sollte es ja ein masseloses punktförmiges? Teilchen sein. Wenn man es als Welle betrachtet, müsste die Energie eines einzelnen Photons doch über eine gewisse Anzahl/Bruchteile von Wellenzügen gehen. Ein "kontinuierlicher" Laserstrahl (wie auch immer ein etwas aus punktförmigen Teilchen kontinuierlich sein kann) wäre als Welle dann doch ein durchgehendes Gezappel im EM-Feld mit der Wellenlänge x? Die Energie eines einzelnen Photons ist doch hc/lambda? Wenn man den Laser so gebaut hat, dass die Photonen alle exakt hintereinander rauskommen, er in Teilchensicht also die Breite 0 haben sollte, und man die Leistung kennt, könnte man den Laser ja eine Sekunde strahlen lassen. Dann hätte man einen Strahl der Länge c×1sek. Dieser hätte c×1sek÷Lambda Schwingungszüge. Das geteilt durch die Anzahl der Photonen, sollte doch die "Länge" eines Photons ergeben? Und wenn dieser Laserstrahl dann in ein paar Milliarden Jahren von kleinen grünen Männchen beobachtet wird, rotverschoben von der Relativgeschwindigkeit von Ausstrahlungsort und Beobachtungsort, und obendrein von der Ausdehnung der Raumzeit über die paar Milliarden Jährchen, sollten dann nicht genauso so viele Wellenzüge ankommen? Der Laserstrahl würde doch nur roter, dafür aber länger Strahlen als die eine Sekunde beim loslasern? Zumindest die Rotverschiebung durch die Ausdehnung der Raumzeit dürfte doch an der Zahl der Wellenzüge nichts ändern? Ich habe einen ca 300000km langen Raumzeitquader um den 300000km langen Laserstrahl. Über die Zeit :D dehnt sich der Raumzeitquader aufs doppelte aus und mit ihr der Laserstrahl. Da bleibt die Frage ob in x Wellenzügen blau die selbe Energie wie in x roten steckt. Da fällt mir noch ein, der Raumzeitquader wächst ja in alle Richtungen. Dann müsste doch in Wellensicht auch die Amplitude mitwachsen? Die Amplitude wäre aber in Teilchensicht ja die Teilchenzahl pro Strecke oder Zeit. Das hieße ja aber, dass mehr rote Photonen als blaue losgeschickt wurden...?? Nun bekomm ich langsam Knoten im Kopf
Wikipedia sagt dazu:
Die Rotverschiebung eines Photons entspricht einer Dehnung seiner
Wellenlänge, die mit einer Energieabnahme (gemäß E = h c / λ
{\displaystyle E=hc/\lambda } {\displaystyle E=hc/\lambda }, E
{\displaystyle E} E = Energie des Photons, h {\displaystyle h} h =
Plancksches Wirkungsquantum, c {\displaystyle c} c =
Lichtgeschwindigkeit, λ {\displaystyle \lambda } \lambda = Wellenlänge)
einhergeht. Wenn die Rotverschiebung mit einer Dehnung der Raumzeit
erklärt wird, stellt sich die Frage, wo die Energie bleibt.
Da sich das Universum mit der Zeit verändert – es dehnt sich aktuell aus
– geht die Energie der Photonen in der Form von Arbeit in die Expansion
des Universums ein. Entsprechend, sollte das Universum irgendwann doch
wieder kontrahieren, würde die Energie dann wieder an blauverschobene
Photonen zurückgegeben.
Das aus der Thermodynamik bekannte Prinzip der Energieerhaltung gilt nur
für zeitlich unveränderliche abgeschlossene Systeme. Da sich das
Universum momentan ausdehnt und somit verändert, verliert ein Photon,
das zu einem früheren Zeitpunkt ausgesandt wurde und sich im
expandierenden Raum bewegt, Energie und wird ins Rote verschoben.
https://de.wikipedia.org/wiki/Rotverschiebung#Rotverschiebung,_Blauverschiebung_und_Energieerhaltung
Wenn ich es richtig verstanden habe, dann gibt es die rot/blauverschiebung, wenn das Licht sich relativ zum Betrachter entfernt oder annähert. Deswegen ist es nicht langsamer oder schneller.
Crazy H. schrieb: > Wenn ich es richtig verstanden habe, dann gibt es die > rot/blauverschiebung, wenn das Licht sich relativ zum Betrachter > entfernt oder annähert. Deswegen ist es nicht langsamer oder schneller. Ja hast du richtig verstanden. Aber allgemein gilt, je weiter zwei Objekte voneinander entfernt sind, umso schneller bewegen sie sich voneinander weg. Die Hubble"konstante" eben. Das ist die Geschwindigkeitsrotverschiebung. Obendrein gibt es aber auch noch rotverschiebung durxh die Ausdehnung des Raums selbst. Max D. schrieb: > Da sich das Universum momentan ausdehnt und somit verändert, verliert > ein Photon, das zu einem früheren Zeitpunkt ausgesandt wurde und sich im > expandierenden Raum bewegt, Energie und wird ins Rote verschoben. Ja für das einzelne Photon ist mir das auch einleuchtend. Aber ein einzelnes Photon macht ja noch keinen Lichtstrahl. Und wenn die Rotverschiebung aus dem Wachsen des Raumes/der Raumzeit stammt, dann sollte mit der Rotverschiebung eine Leuchtdauererhöhung einhergehen, oder nicht?
Hi, die Begriffe "Leuchtdauer" und "Photon" in einem Satz zu verwenden macht, wenn du mal darüber nachdenkst, wenig Sinn. Ein Photon ist per definitionem ein Wechselwirkungsquant des elektromagnetischen Felds. Das macht entweder genau eine Wechselwirkung (z.B. löst im Detektor ein Elektron aus) oder eben nicht. Man könnte höchstens über die zeitliche Unsicherheit diskutieren, mit der dieser Prozess stattfindet. Auch muss man sich klar machen, dass nicht alles Licht eine sandkornartige Wolke von Photonen ist, die sich ausbreiten. Es gibt nicht einmal notwendigerweise eine wohldefinierte Anzahl von Photonen in so einem Lichtfeld. Viele Grüße, Sven
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Sven B. schrieb: > die Begriffe "Leuchtdauer" und "Photon" in einem Satz zu verwenden > macht, wenn du mal darüber nachdenkst, wenig Sinn Ich glaube ich habe die nicht in einem Satz verwendet. Nur in der Nähe zueinander. Bei der Leuchtdauer geht es mir um die "Aneinanderreihung von Photonen über bspw 1 sek". Wenn man dann diesen Photonenstrahl wieder als Welle betrachtet sollte man doch einen durchgehenden 300000km langen Wellenzug haben? Und wenn die Aufgrund von Relativbewegung rotverschoben sind, dann sollte die Rotverschiebung aufs einzelne Photon wirken und die Energie wäre meinetwegen in der angewachsenen Raumzeit. Evtl aber auch in einer Raumdilation, da bei für kräftige rotverschiebung ja schon deutlich relativistische Geschwindigkeiten nötig wären. Wenn die Rotverschiebung aber aus dem Anwachsen dwr Raumzeit stammt, dann sollte sie eigentlich auf den gesamten Wellenzug wirken. Der sollte dann an anderer Stelle beobachtet, länger sein. Ein 300000km langer Zug braucht halt nur halb so lang zum vorbeifahren wie ein 600000km langer Zug. Da wäre dann die Frage, ob in x Wellenzügen blau die selbe Energie wie in x wellenzügen rot steckt. Blau leuchtet nicht so lange, dafür mit viel Energie. Das langgetreckte rote leuchtet dafür länger, aber mit weniger Energie. Und ob ich nun 1 sek mit einem watt leuchte oder 2 mit nem halben, macht in beiden Fällen 1ws. Und der Zusammenhang zwischen Wellenlänge und Energie ist proportional. Wenn also die Wellenlänge doppelt so groß wird, ist die Energie nur halb so groß.
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J. T. schrieb: > Wenn die Rotverschiebung aber aus dem Anwachsen dwr Raumzeit stammt, > dann sollte sie eigentlich auf den gesamten Wellenzug wirken. Der sollte > dann an anderer Stelle beobachtet, länger sein. Ein 300000km langer Zug > braucht halt nur halb so lang zum vorbeifahren wie ein 600000km langer > Zug. Die Definition von "länger sein" (räumlich) und "halb so lang" (zeitlich) ist etwas problematisch.
mh schrieb: > Die Definition von "länger sein" (räumlich) und "halb so lang" > (zeitlich) ist etwas problematisch. Wenn dann noch der Meterstab mitwächst, würde man nichteinmal einen Unterschied messen können. Eine Rotverschiebung die keine ist? Auf der anderen Seite ist die Hintergrundstrahlung doch rotverschoben aufgrund des größer gewordenen Raums? Ganz schön vertrackt irgendwie...
J. T. schrieb: > Ganz schön vertrackt irgendwie... Das ist den Meisten auch schon aufgefallen und suchen /Den neuen Einstein/. Nur sucht den halt Jeder bei sich selbst und verstricken sich in immer obskuren und komplexeren Thesen. Die simpleren werden grundsätzlich verworfen. Sowas geht ja garnicht, Simpel, wo kämen wir den da hin. :D Naja, zumindest scheint bereits die Mehrheit bereit zu sein, die Zeit über Bord zu werfen. Auch wenn ich den Eindruck gewinne, das einige dabei die Gegenwart vergessen (Multiversum). Nur wenn ich bereit bin die Zeit aus dem Rennen zu nehmen, für was braucht's dann noch einen Raum... Da liegt noch so einiges im Äther. :)
J. T. schrieb: > Sven B. schrieb: >> die Begriffe "Leuchtdauer" und "Photon" in einem Satz zu verwenden >> macht, wenn du mal darüber nachdenkst, wenig Sinn > Bei der Leuchtdauer geht es mir um die "Aneinanderreihung von Photonen > über bspw 1 sek". > Wenn man dann diesen Photonenstrahl wieder als Welle betrachtet sollte > man doch einen durchgehenden 300000km langen Wellenzug haben? Dieser Wechsel ist aber nicht unbedingt erlaubt. Du kannst nicht jeden Zustand des Lichtfelds gleichzeitig als Menge von Photonen und als klassischen Wellenzug darstellen.
Moin, J. T., Hurra, eine schon lange ruhende Gebetsmühle quietscht wieder! Diese Frage setzt sie wieder in Rotation: > Geht da wirklich Energie verloren, oder sinkt lediglich die mittlere > Energiedichte? Jede Erklärung zur Entstehung der Materie, die ich bisher gelesen habe, erschien mit höchst zweifelhaft. Aber ich halte die vom Urknall trotzdem für die beste. Vom Urknall an breitete sich das Licht aus. Spannen wir ein gedachtes Zelt um alle "Pionier-Photonen" aus, die am Weitseten ins Nichts vorgedrungen sind, auf, dann expandiert dies Netz in jede Raumrichtung mit Lichtgeschwindigkeit. Wenn zudem alle Materie im Moment des Urknalls entstanden war, dann war damals die hochste Dichte an (Materie + Energie) festzustellen. Seitdem nimmt die Energiedichte stetig ab. (Für dies letzte "wenn" habe ich keinen plausiblen Beleg, für die Existenz der Materia eigentlich auch nicht, aber das "Cogito, ergo sum" des Descartes ist auch nicht zu widerlegen.) > Die Behauptung ist etwa "ein rotverschobenes Photon, wo ist die Energie > hin?". Photonen reisen mit Lichtgeschwindigkein. Für sie vergeht keine Zeit. nachzulesen bei Einstein. Photonen entstehen beispielsweise durch den Bahnwechsel eines Elektrons in seiner Atomhülle - und sie vergehen gleichzeitig, indem sie von einem andeen Atom eingefangen werden und dort einen Bahnwechsel verursachen. Aus der Sicht des Photons erlebt es gar keine Rotverschiebung, sondern kommt mit genau der Wellenlänge an, in der es ausgesandt wurde. Der Beobachter nimmt aber nicht diese Wellenlänge wahr, sondern eine, die sich aus seiner Relativgeschwindigkeit zum Photon ergibt. Für den stationären Beobachter können zwischen Ereugung eines Photons und dessen Einfang trotzdem schiere Ewigkeiten vergehen. J. T., wo soll ich an einem Photon, das mit Lichtgeschwindigkeit reist, ein Lineal zur Bestimmung von Anfang und Ende anlegen? > Also nehmen wir 3 Schwingungszüge blaues Licht und lassen > es nach drei Schwingungszügen rotverschieben. Unmöglich. Allerdings können wir ein Bündel Photonen, die zur selben Zeit mit identischer Wellenlänge ausgesandt wurden, von zwei Beobachtern auffangen lassen. Von denen aber nur Beobachter B0 stationär ist, während Beobachter B1 mit halber Lichtgeschwindikeit dem Photon zu entfliehen sucht. Folge: 1. B0 sieht das Photon in Blau. Und sobald in seinem Auge den Eindruck hinterlassen hat, ist es schon absorbiert. 2. B1 sieht das miterzeugte Photon in Rot. > Ich grübel nun darüber nach ob man einem einzelnen Photon eine Länge > zuordnen kann. Wie lang soll denn das Pionier-Photon sein, das im Moment des Urknalls ausgesagt wurde und viele Milliarden Lichtjahre seitdem noch immer reist? Denn aus seiner Sicht ist keine Zeit vergangen. Das ist Einsteins Relativitätstheorie - ich kenne keine bessere. Zum Laserstrahl: Wie ein ganzer Chor im hohen "c" summt, jeder Sänger für sich, wie soll unterschieden werden, welches Wellenzug vom einen Sänger stammt, und welches von welchem anderen? Wie soll ich die vielen Photonen eines Laserstrahls voneinander trennen? > Zumindest die Rotverschiebung durch die Ausdehnung der Raumzeit Was soll denn das sein, was die Bezeichnung "Raumzeit" zu bezeichnen vorgibt? Wo kann man das kaufen? In welchem Museum ist es in Spiritus eingelegt oder so? Sondern die Bezeichnung "Raumzeit" bezeichnet eine Erfindung. Eine die dem gleichfalls erfundenen "Erdäquator" ähnelt. Der ist immer genau da, wo Kreuzfahrttouristen auf Kurs ins Tropische ein Schauspiel mit einem Neptun-Kostüm gezeigt wird. Aber selten bei Nacht, sondern nur da, wo das Schauspiel zu touristenverträglichen Zeiten ablaufen kann. J. T., wir können nur die Materie messen und Symptome, die sie verursacht hat. J. T., Quotengeilheit macht dumm. Das gilt für "Wissenschaftsredaktionengenauso wie für Klatschredaktionen, bei von ihnen wird für Wahrheit bezahlt, sondern für Werbeeinnahmen. Nimm deren Geschwätz nur als Anregung, gute Literatur zu studieren. Beispielsweise von Einstein. > Nun bekomm ich langsam Knoten im Kopf Gute Literatur wirkt knotenlösend. Ciao Wolfgang Horn
J. T. schrieb: > Ein "kontinuierlicher" Laserstrahl (wie auch immer ein etwas aus > punktförmigen Teilchen kontinuierlich sein kann) wäre als Welle dann > doch ein durchgehendes Gezappel im EM-Feld mit der Wellenlänge x? > > Die Energie eines einzelnen Photons ist doch hc/lambda? Wenn man den > Laser so gebaut hat, dass die Photonen alle exakt hintereinander > rauskommen, er in Teilchensicht also die Breite 0 haben sollte, und man > die Leistung kennt, könnte man den Laser ja eine Sekunde strahlen > lassen. Wie weiter oben ja schon anklang, kann man Photonen im allgemeinen nicht auf diese Weise beschreiben, d.h. als Teilchen im Sinne der Newtonschen Mechanik, die sich an einem Ort befinden oder eine bestimmte Energie haben. Die Quantentheorie des Lichts ist zwingend (bis Energie Null hinunter) eine relativistische Quantenfeldtheorie. Wenn es z.B. um die Wechselwirkung von Licht und Materie (Photonen und geladene Teilchen wie Elektronen, etc.) geht, ist dies die Quantenelektrodynamik. Diese Theorie beinhaltet die klassische Elektrodynamik, die Phänomene wie elektromagnetische Wellen beschreibt, als Grenzfall. Im mikroskopischen Bereich (wo es z.B. um die Erzeugung und Vernichtung von Teilchen wie Photonen und Elektronen geht) reicht die klassische Elektrodynamik nicht hin. Ein Laserstrahl wird im einfachsten Fall näherungsweise durch einen so genannten kohärenten Zustand des Photonfeldes beschrieben. Dieser hat eine Reihe von "klassischen" Eigenschaften. So ist er z.B. Eigenzustand des Feldoperators, man kann ihm also z.B. ein Vierer-Vektorpotential und damit ein elektrisches und magnetisches Feld zuschreiben, wie im klassischen Fall. Andererseits ist er kein Eigenzustand des Teilchenzahloperators, d.h. die Anzahl der Photonen in einem solchen Zustand ist unbestimmt.
Der Urknall ist eh nur die 0 der Mathematik. Schönes Konzept - aber 0 ist kein Zahl der ein Wert zugeordnet ist. 0 = "" und nicht "0". Kein Wunder, dass alles aus dem nichts kommt... Aber da wir als erstes das Zählen lernen und dafür die Platzhalter 0 brauchen, denkt jede(r), dass 0 = 0 und nicht 0 = "" (was aber wahr wäre)
J. T. schrieb: > Da bleibt die Frage ob in x Wellenzügen blau die selbe Energie wie in x > roten steckt. Nein. Gedankenexperiment: Es gibt ein einzelnes Photon. Dem entspricht eine bestimmte Wellenfunktion. Deren Form wiederum darf sich nicht ändern, wenn man von einem Inertialsystem in ein anderes (relativ dazu gleichmäßig bewegtes) Inertialsystem transformiert. In beiden muss man also die gleiche Anzahl an "Wellenzügen" haben -- trotzdem hat das rotverschobene weniger Energie. Gedankenexperiment der klassischen Mechanik: Ein LKW fährt mit einer bestimmten Geschwindigkeit vor eine Mauer. Aufgrund der kinetischen Bewegungsenergie wird er stark deformiert. Ein LKW fährt mit der gleichen Geschwindigkeit vor einen anderen LKW. Hier gibt es deutlich weniger Schaden. Wo ist die Bewegungsenergie hin?
Achim H. schrieb: > Es gibt ein einzelnes Photon. Dem entspricht eine bestimmte > Wellenfunktion. Das funktioniert so nicht. Photonen haben keine Wellenfunktion im Sinne der klassischen Quantenmechanik (liegt an Masse 0). Der Ein-Photonen-Zustand ist ein Zustand des Quantenfelds der Quantenelektrodynamik, du kannst ihn aber meines Wissens nicht als E(x, y, z) ausdrücken. Das elektrische Feld ist nur ein Grenzfall der Quantenelektrodynamik, es lässt sich nicht jedes Problem damit beschreiben.
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Achim H. schrieb: > Es gibt ein einzelnes Photon. Dem entspricht eine bestimmte > Wellenfunktion. Deren Form wiederum darf sich nicht ändern, wenn man von > einem Inertialsystem in ein anderes (relativ dazu gleichmäßig bewegtes) > Inertialsystem transformiert. Wenn mit "Wellenfunktion" der Zustand des Photonfeldes (analog der Wellenfunktion aus der nichtrelativistischen Einteilchen-Quantenmechanik) gemeint ist, ist diese Aussage nicht richtig. > In beiden muss man also die gleiche Anzahl an "Wellenzügen" haben -- > trotzdem hat das rotverschobene weniger Energie. Es nicht möglich, einem einzelnen Photon (Eigenzustand zu zum Eigenwert 1 des Teilchenzahloperators) eine Welle im klassischen Sinn zuzuordnen. Nichts desto trotz kann man die Dopplerverschiebung für ein einzelnes Photon allein mithilfe der relativistischen Energie-Impulserhaltung bzw. dem Transformationaverhalten des Energie-Impulsvektors unter der Lorentzgruppe verstehen. Man betrachtet dazu die Emission eines einzelnen Photons durch eine "Lampe" (oder durch ein Teilchen, z.B. ein Atom), die sich relativ zu einem Beobachter bewegt. Mit der relativistischen Energie-Impulserhaltung bzw. dem Transformationsverhalten des Energie-Impulsvektors kann man zeigen, dass das emittierte Photon eine andere Energie als im Ruhesystem der Lampe hat. Entsprechend
ist dann die "Frequenz des Photons" eine andere. Kurz gesagt, man kann den relativistischen Dopplereffekt als Zerfall (angeregtes Atom) --> Photon + (Atom im Grundzustand) aus Sicht eines relativ zum angeregten Atom bewegten Beobachters behandeln. Die Details stehen in vielen einführenden Büchern über relativistische Mechanik. Die kosmlogische Rotverschiebung aufgrund eines expandierenden Universums oder die Rotverschiebung in einem Gravitationsfeld sind übrigens wieder ganz andere Phänomene.
J. T. schrieb: > Ist in den drei > Schwingungszügen die selbe Energie enthalten? Wenn keine verloren gegangen ist, ja, denn die Rotverschiebung ist ein Beobachtungseffekt, der durch den sich wegbewegenden Lichtquant erzeugt wird. Ungeachtet des Umstands, dass dieser der REL-Theorie unterzogen werden muss, ist es anschaulich klar, dass du von einem sich wegbewegenden Teil in einer definierten Zeiteinheit weniger Energie / Information bekommst. Stell dir einen Bäcker in einem stehenden Auto vor, der dir aus dem Kofferraum 1 Brötchen die Sekunde zuwirft, die mit Tempo 50 auf dich zufliegen. Du bekommst 60 Brötchen die Sekunde mit dem Impuls von m x g x v. Nun fährt der Bäcker mit 10 km/h von dir weg. Du bekommst die Brötchen nur noch mit Tempo 40 geliefert. Bei stehender Betrachtung ( v = konst) haben sie weniger Impuls, bei dynamischer Betrachtung (a = konst) sind es weniger Brötchen die Sekunde. In beiden Fällen bekommst du weniger Energie. Beim Licht muss nun berücksichtigt werden, dass die Photonengeschwindigkeit nicht gleich der Lichtgeschwindigkeit ist, sondern es zwei Systeme sind: Bei Anschauung im Erzeugerraum, ändert sich die Geschwindigkeit und das Licht bleibt gleich Bei Anschauung im Empfängerraum, ändert sich die Geschwindigkeit nicht, da c=konstant, also ändert sich die Lichtenergie. Das muss sie wenn sie nicht energireicher wird (was sie ja nicht wird). Die genauen Zahlen ergeben sich aus Längernkontraktion der Wellenlänge gemäß Lorenz-Transformation.
J. T. schrieb: > Und wenn dieser Laserstrahl dann in ein paar Milliarden Jahren von > kleinen grünen Männchen beobachtet wird, rotverschoben von der > Relativgeschwindigkeit von Ausstrahlungsort und Beobachtungsort, und > obendrein von der Ausdehnung der Raumzeit über die paar Milliarden > Jährchen, sollten dann nicht genauso so viele Wellenzüge ankommen? Der > Laserstrahl würde doch nur roter, dafür aber länger Strahlen als die > eine Sekunde beim loslasern? In der Newtonschen Anschauung ja. Wasserwellen laufen genau so. Licht ist aber in der Nähe der Lichtgeschwindigkeit, daher sind die Dimensionen und (um die Ecke gedacht) die Zeiten deformiert. Da es unterschiedliche Betrachterszenarien gibt, gibt es also 2 Geschwindigkeiten, 2 Zeiten und 2 Längen, die sich teilweise konträr verhalten. In jedem Fall sind sie wegen der Nähe zu c komprimiert und deformiert. >Re: Wie "lang" ist ein Photon? Die Frage würde ich so nicht stellen, sondern mit Blick auf die Heissenberg'sche Unschärfe nach dem Verhältnis von Länge und Dauer fragen. Die Länge als solche ist nämlich nicht genau determinierbar, weil das Photon infinisimal klein ist und die Ortsbestimmung unmöglich ist, wenn du den Zeitpunkt definierst.
Oli schrieb: > Wenn keine verloren gegangen ist, ja, denn die Rotverschiebung ist ein > Beobachtungseffekt, der durch den sich wegbewegenden Lichtquant erzeugt > wird. Ungeachtet des Umstands, dass dieser der REL-Theorie unterzogen > werden muss, ist es anschaulich klar, dass du von einem sich > wegbewegenden Teil in einer definierten Zeiteinheit weniger Energie / > Information bekommst. [...] > Beim Licht muss nun berücksichtigt werden, dass die > Photonengeschwindigkeit nicht gleich der Lichtgeschwindigkeit ist, > sondern es zwei Systeme sind: Das ist nicht richtig. Wäre die Geschwindigkeit des Photons nicht gleich der Grenzgeschwindigkeit, deren Existenz nur aus dem Relativitätsprinzip und Annahmen wie der Homogenität und Isotropie des Raums folgt, hätte das Photon (oder das Photonfeld vom Standpunkt der QFT) eine nichtverschwindende Masse. Das widerspricht allen experimentellen Befunden. > Bei Anschauung im Erzeugerraum, ändert sich die Geschwindigkeit und das > Licht bleibt gleich Nein, die Geschwindigkeit des Photons ist in allen Inertialsystemen gleich. Es ist jedoch ein Unterschied, ob man das Photon im Ruhesystem seiner Quelle oder in einem relativ dazu bewegten System beobachtet. Wie ich weiter oben schon schrieb.
Mario H. schrieb: >> Bei Anschauung im Erzeugerraum, ändert sich die Geschwindigkeit und das >> Licht bleibt gleich > > Nein, die Geschwindigkeit des Photons ist in allen Inertialsystemen > gleich. Klaro, es gibt nämlich keins. Kurt
J. T. schrieb: > Ja hast du richtig verstanden. Aber allgemein gilt, je weiter zwei > Objekte voneinander entfernt sind, umso schneller bewegen sie sich > voneinander weg. Die Hubble"konstante" eben. Die besagt imo nur das die Rotverschiebung mit der Entfernung steigt. > Das ist die Geschwindigkeitsrotverschiebung. Die ein Erklärungsmodel ist, ein durchaus naheliegendes, aber eben nur eine Theorie zu den Messungen > Obendrein gibt es aber auch noch > rotverschiebung durxh die Ausdehnung des Raums selbst. Auch nur ein Modell, für mich Laien! aber ein obskures. Müssten sich nicht, wenn das korrekt wäre, alle beobachtbaren Objekte außen befinden und die Mitte leer sein?
Kurt schrieb: > Klaro, es gibt nämlich keins. > > Kurt Es gibt auch keine Inertialsysteme. Das sind Denkmodelle die versuchen etwas mathematisch zu erklären das dem humanen Gehirn "unbegreiflich" scheint. Ein Photon ist zudem nur eine Erscheinung in einem Detektor. Das gibt es auch so wenig wie ein Zeigerausschlag eine Spannung ist. Die Widersprüche in den Beobachtungen halte ich für einen Hinweis das die die Detektoren ein zu geringes Auflösungsvermögen haben könnten. Aber was weiß ich schon?
Tobi P. schrieb: >> Das ist die Geschwindigkeitsrotverschiebung. > Die ein Erklärungsmodel ist, ein durchaus naheliegendes, aber eben nur > eine Theorie zu den Messungen "nur eine Theorie zu den Messungen" ist das unsinnigste Argument ever. Jede Naturwissenschaft hat immer bestenfalls "eine Theorie zu den Messungen" zu bieten! Die Rotverschiebung durch Relativbewegung ist eine extrem gut verstandene und vermessene Theorie, an der es keine begründeten Zweifel gibt. >> Obendrein gibt es aber auch noch >> rotverschiebung durxh die Ausdehnung des Raums selbst. > > Auch nur ein Modell, für mich Laien! aber ein obskures. Müssten sich > nicht, wenn das korrekt wäre, alle beobachtbaren Objekte außen befinden > und die Mitte leer sein? Vielleicht liest du als Laie mal zumindest eine Seite Text über Kosmologie, bevor du dein Wissen dazu in Diskussionsforen preisgibst. No offense, aber das hilft halt echt keinem.
Es gibt keine Photonen, deswegen ist die Frage sinnlos. Man kann lediglich das Verhalten des Lichts in bestimmten Fällen mit dem Modell des Photons beschreiben. Aus demselben Grund gibt es auch kein Welle-Teilchen-Paradoxon, weil dieses Scheinparadoxon nur auf Modellebene besteht. Nach der Länge eines Photons zu fragen ist ein Kategorienirrtum, der aus der Verwechslung von Modell und modellierter Realität herrührt. Das ist so, als würde man die Landkarte mit dem Land verwechseln.
Nop schrieb: > Es gibt keine Photonen ach nee... Selbstverständlich gibt es Photonen. Sie sind als Austauschteilchen der elektromagnetischen Wechselwirkung grundlegender Bestandteil dieser Welt. Und eine Länge kann man durchaus angeben, diese hängt jedoch von der Bandbreite ab - je monochromatischer, desto länger. Das wiederum versteht man, wenn man Heisenbergs Unschärferelation verstanden hat. Schreib also nicht so einen Unsinn. W.S.
Nop schrieb: > Es gibt keine Photonen, deswegen ist die Frage sinnlos. Man kann > lediglich das Verhalten des Lichts in bestimmten Fällen mit dem Modell > des Photons beschreiben. Aber was sonst, wenn nicht das, bedeutet die Phrase "es gibt"?
W.S. schrieb: > Und eine Länge kann man durchaus angeben Na dann los- wessen Photon ist am längsten ?!
J. T. schrieb: > Ich grübel nun darüber nach ob man einem einzelnen Photon eine Länge > zuordnen kann. Wenn man es als Teilchen betrachtet, sollte es ja ein > masseloses punktförmiges? Teilchen sein. Das ist in fast allen Punkten falsch. Weder masselos (sondern nur _ruhe_masselos) noch punktförmig. Stell dir ein Photon eher als einen Wellenzug vor. e=m*c^2 kennst du ja wohl (Einstein), e=h*nü eher nicht (Planck). Die Mittenfrequenz kommt von der Energie, die Länge von der Bandbreite. Für ne ordinäre Spektrallinie kann man (sehr, SEHR grob gesagt) ein paar Meter rechnen, Natrium gelb ..naja.. rund 3 Meter. W.S.
W.S. schrieb: > Und eine Länge kann man durchaus angeben, diese hängt jedoch von der > Bandbreite ab - je monochromatischer, desto länger. Das wiederum > versteht man, wenn man Heisenbergs Unschärferelation verstanden hat. Dann sollte man aber auch verstanden haben, das ein Photon keine Ausdehnung, sonder NUR eine Unschärfe hat. Ein Photon ist ein Ereignis durch Beobachtung, ohne nur eine Wahrscheinlichkeits-Wolke.
W.S. schrieb: > Selbstverständlich gibt es Photonen. Sie sind als Austauschteilchen der > elektromagnetischen Wechselwirkung grundlegender Bestandteil dieser > Welt. Mag sein, sinnlos sich zu streiten. Aber machen Sie auch irgendwann "Karriere"? So wie die Elektronen von Bahnen in eine "Wolke" befördert wurden? Sven B. schrieb: > Aber was sonst, wenn nicht das, bedeutet die Phrase "es gibt"? Kann man nicht wissen. Was in der menschlichen Welt keine Entsprechung hat ist dort m.E. auch nicht abbildbar. Da sind dann "Modelle" gefragt, eine Art Projektion auf das verstehbare.
Teo D. schrieb: > Ein Photon ist ein Ereignis > durch Beobachtung Richtig. In der Weise wie wir auf die Realität schauen ergeben sich Photonen wie auch alle anderen sogenannten "Elementarteilchen" als lokalisierbare Objekte oder verschmierte Wolken, mehr noch, ergeben sich diese Objekte an sich. Die Frage ist längst nicht mehr, ob diesen Erscheinungen irgendeine Realität zuzubilligen ist sondern wie unsere Wahrnehmung im konkreten Fall zu erklären ist und wie wir uns das praktisch nutzbar machen können.
Tobi P. schrieb: > Sven B. schrieb: >> Aber was sonst, wenn nicht das, bedeutet die Phrase "es gibt"? > > Kann man nicht wissen. Was in der menschlichen Welt keine Entsprechung > hat ist dort m.E. auch nicht abbildbar. Da sind dann "Modelle" gefragt, > eine Art Projektion auf das verstehbare. Aber was ist "verstehbar"? Das ist doch total subjektiv. Man kann sich vor allem auch antrainieren, der Meinung zu sein Dinge die einem bestimmten Schema entsprechen zu "verstehen". Ich behaupte, dass es keinen objektiv formulierbaren Unterschied zwischen den Behauptungen "es gibt Bananen" und "es gibt Photonen" gibt.
Sven B. schrieb: > Ein Photon ist ein Teilchen. Ohne Masse? Wie soll das gehen? Für mich (tm) ist es eine elektromagnetische Welle definierter Länge. Wenn nur 1 Photon kommt, dann eben nur 1 "Buckel" - Länge abhängig von der Wellenlänge. Aber ich bin kein Physiker.
Sven B. schrieb: > Ich behaupte, dass es keinen objektiv formulierbaren Unterschied > zwischen den Behauptungen "es gibt Bananen" und "es gibt Photonen" gibt. Eine Banane ist ein Makroskopische Objekt, das durch seine Vielzahl an Quantenphysikalischen Ereignissen zu ihrem eigenem Beobachter wird und so für uns (ein ebensolches Objekt) real wird. Ein Photon ist in unserer Welt nicht real, nur die dadurch ausgelösten Ereignisse. Es gibt also kein Photon, nur etwas das wir so bezeichne. Real sind nur die Wechselwirkungen, nicht die Dinge selbst.
Eines ist sicher: Der Dunning Kruger Effekt ist stark in diesem Thread. XD Ich kann nur jedem interessierten empfehlen sich von diesem Thread fern zu halten. Idealerweise nimmt man sich ein Physikbuch zur Hand.
Johann J. schrieb: > Sven B. schrieb: >> Ein Photon ist ein Teilchen. > > Ohne Masse? Wie soll das gehen? Für mich (tm) ist es eine > elektromagnetische Welle definierter Länge. Wenn nur 1 Photon kommt, > dann eben nur 1 "Buckel" - Länge abhängig von der Wellenlänge. Aber ich > bin kein Physiker. Die Vorstellung mit dem Buckel ist auf jeden Fall unpassend. Wie schon öfter gesagt, das Photonen- und das Wellenbild lassen sich nicht 1:1 ineinander überführen. Das Teilchenbild beschreibt einige Prozesse sehr gut, das Wellenbild andere, aber im Allgemeinen braucht man die quantenfeldtheoretische Betrachtung, aus der beide Bilder als Grenzfall folgen. Ein Teilchen ohne Masse ist in meinen Augen keinerlei Widerspruch. Keine der typischen Eigenschaften eines Teilchens (Ort, Impuls, Ladung, Masse, Spin, ...) setzen voraus, dass die Masse ungleich 0 ist.
Teo D. schrieb: > Real sind nur die Wechselwirkungen, nicht die Dinge selbst. Folglich sind Bananen als Dinge also nicht real? Mein Punkt ist, dass es keinen besonders tollen Unterschied gibt zwischen "das gibt es" und "das gibt es nicht aber wir bezeichnen es als Konzept so". Wenn ein Konzept das beobachtete Phänomen gut beschreibt, ist es in dem Sinne "real", als dass die daraus folgende intuitive Vorstellung des Prozesses korrekte Schlüsse zulässt. Und das ist doch eigentlich alles, was man von "real" erwartet, oder? Ein Konzept, aus dem man nur richtige Folgerungen ziehen kann.
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Vielleicht hilft der Begriff "Kohärenzlänge" weiter, z.B.: https://de.wikipedia.org/wiki/Koh%C3%A4renzl%C3%A4nge
Sven B. schrieb: > Wie schon > öfter gesagt, das Photonen- und das Wellenbild lassen sich nicht 1:1 > ineinander überführen. Das Teilchenbild beschreibt einige Prozesse sehr > gut, das Wellenbild andere, aber im Allgemeinen braucht man die > quantenfeldtheoretische Betrachtung, Das dürfte einer der Kernpunkte vieler Missverständnisse sein. Die Natur ist nun einmal so, dass mikroskopische Systeme (Teilchen) je nach experimentellem Kontext bzw. Präparation mal Teilcheneigenschaften und mal Welleneigenschaften haben können. Als die Physik Anfang des 20. Jahrhunderts auf dieses Phänomen stieß, wurde dafür der Begriff des "Welle-Teilchen-Dualismus" geprägt. Eine kohärente Beschreibung mikroskopischer Systeme, die sowohl Wellen- als auch Teilcheneigenschaften berücksichtigt, wurde daraufhin mit der Quantenmechanik geschaffen. Je nach Zustand eines Quantensystems können Wellen- und Teilcheneigenschaften hervortreten, oder auch beliebige Mischformen. Der Begriff des Welle-Teilchen-Dualismus ist vom heutigen Standpunkt betrachtet also nur noch ein historischer und sollte nicht mehr verwendet werden, auch wenn er immer noch durch populäre Darstellungen geistert. Photonen sind in ihrer theoretischen Beschreibung nochmal wesentlich komplizierter, weil man auf beliebigen Energieskalen (bis Null hinab) Erzeugungs- und Vernichtungsprozesse von Photonen zu berücksichtigen hat. Nun ist die "herkömmliche" Quantenmechnaik nicht in der Lage, solche Prozesse zu beschreiben (in ihr ist die Teilchenzahl fest, auch berücksichtigt sie nicht die Masse-Energieäquivalenz der speziellen Relativitätstheorie; sie taugt also nur für Teilchen mit Masse größer Null und auf Energieskalen, bei denen Erzeugungs- und Vernichtungsprozesse vernachlässigbar sind). Eine Theorie der Photonen, die solche Prozesse berücksichtigt, ist notwendig eine sogenannte relativistische Quantenfeldtheorie. Und auch in einer Quantenfeldtheorie können wieder Wellen- oder Teilcheneigenschaften des Systems hervortreten, je nachdem in welchem Zustand es sich befindet. Das habe ich in Beitrag "Re: Wie "lang" ist ein Photon?" zu sagen versucht. In diesem Sinne kann man einem Ein-Photonen-Zustand keine Welle im klassischen Sinne zuordnen. Weiter hat es natürlich hat wenig Sinn, Photonen isoliert zu betrachten. Man muss daher der Theorie noch Teilchen mitgeben, mit denen die Photonen wechselwirken können. Für geladene Mesonen, Leptonen, etc., heißt die resultierende Theorie dann Quantenelektrodynamik (QED). Leider wird die ganze Geschichte dann mathematisch sehr komplex und abstrakt, und man hat eine Reihe von komplizierten Problemen zu lösen, wenn man aus einer solchen Theorie experimentell verifizierbare Ergebnisse wie Wirkungsquerschnitte oder Zerfallsbreiten herausbekommen will (Stichwörter Störungstheorie, Propagatoren und Feynman-Diagramme, Renormierung, etc.). Nebenbei bemerkt ist die QED das einfachste physikalisch relevante Beispiel einer lokalen Eichtheorie, und damit fundamental für das Verständnis der modernen Elementarteilchenphysik und des Standardmodells. Der "klassische" Grenzfall der QED ist das, was man heute klassische Elektrodynamik nennt -- die die Grundlage der Elektrotechnik darstellt, um die es in diesem Forum ja normalerweise geht. Als Konsequenz der Tatsache, dass das Photonfeld Masse Null hat, ist die klassische Elektrodynamnik übrigens von Haus aus eine relativistische Theorie (die Maxwell-Gleichungen sind Lorentz-kovariant). Wie gesagt, kompliziert -- und gehört in voller Schönheit auch nicht zum kanonischen Stoff eines Physikstudiums. Nichts desto trotz ist die QED eine der am besten verifizierten physikalischen Theorien überhaupt und erklärt viele Phänomene wie den anomalen gyromagnetische Faktor des Elektrons, den Lamb Shift, Hyperfeinstruktur, etc. Den Doppler-Effekt für ein Photon aufgrund eines relativ zur "Lampe" bewegten Beobachters kann man dennoch relativ einfach im Teilchenbild aus der relativistischen Energie-Impulserhaltung herleiten, wie in Beitrag "Re: Wie "lang" ist ein Photon?" erwähnt. Man darf für ein einzelnes Photon allerdings nicht mit einer Welle argumentieren. Umgekehrt kennt die Relativitätstheorie allerdings auch einen Doppler-Effekt für Wellen. Die Kontemplationen zur "Länge eines Photons", die hier im Thread angestellt wurden, sind mir übrigens unverständlich geblieben. Vielleicht klärt mich ja jemand auf ;-)
Mario H. schrieb: > Den Doppler-Effekt für ein Photon aufgrund eines relativ zur "Lampe" > bewegten Beobachters kann man dennoch relativ einfach im Teilchenbild > aus der relativistischen Energie-Impulserhaltung herleiten Kleiner Nachtrag, damit kein falscher Eindruck entsteht: Um den den Doppler-Effekt für Licht herleiten zu können, braucht man keine komplizierte Quantenelektrodynamik. Man kann ihn entweder aus der Energie-Impulsbilanz von Photon und emittierendem Atom im Teilchenbild (masseloses Photon mit Energie E=hf) herleiten, oder direkt aus der Lorentz-Transformation im Wellenbild. Letzteres demonstriert recht schön, dass der Doppler-Effekt letztendlich ein geometrisches Raumzeit-Phänomen ist. Man darf allerdings nicht mittendrin zwischen Wellen- und Teilchenbild wechseln, wie im Thread versucht wurde. Wesentlich ist auch, die Lichtquelle nicht zu vergessen (Relativitätsprinzip): Es kommt auf die Bewegung des Beobachters relativ zur Quelle an.
W.S. schrieb: > Selbstverständlich gibt es Photonen. Sie sind als Austauschteilchen der > elektromagnetischen Wechselwirkung grundlegender Bestandteil dieser > Welt. Nein, gibt es nicht. Es gibt lediglich ein Verhalten des Lichtes, das sich in manchen Situationen mit dem Photonenmodell beschreiben läßt. Das Licht selber ist weder Photon noch Welle, was auch die recht simple, wenn auch unbefriedigende Lösung des Welle-Teilchen-Paradxons ist.
J. T. schrieb: > Da geht es so ab Minute 32 darum, ob > Energie erhalten ist oder nicht. Die Behauptung ist etwa "ein > rotverschobenes Photon, wo ist die Energie hin?" https://www.youtube.com/watch?v=bjIbNjO2Kaw&t:31m11s Es geht um Rätsel Nummer 8 - es gibt KEINE Energieerhaltung im Kosmos. Antwort: ~ 34:00 Wo ist die Energie hin? "da braucht man sich keine Gedanken machen, es gibt keine Energieerhaltung." Damit ist Deine Frage bereits gegenstandslos. Nach dem Noether-Theorem sind Erhaltungsgrößen nur in Symmetrien (Zeiten einbezogen) vorhanden. Da das Universum nicht zeitsymmetrisch ist, (Glocke 37:35) ist die Energie auch nicht erhalten. Übrigens: Andreas Müller ist nicht nur ein genialer Schwarzlochspezialforscher, hat auch eine TOP Webseite, da schlag ich seit Jahren nach: https://www.spektrum.de/astrowissen/index.html fand ich nur natürlich, daß er bei Lesch und Gassner eingestiegen ist - die sonstigen Kommentare hier fruchten nichts - sind alles nur Amateure wie ich, im Funk OK - im Nachbarhobby Astrophysik 100% unzuständig.
Bauteiler schrieb: > die sonstigen Kommentare hier fruchten nichts - sind alles nur Amateure > wie ich, im Funk OK - im Nachbarhobby Astrophysik 100% unzuständig. Eh, also z.B. Mario H. hat definitiv mindestens ein abgeschlossenes Physikstudium (klingt für mich eher nach promoviertem Teilchenphysiker oder so). Ich denke die wesentlichen Sachen zum Thema wurden in dem Thread auf jeden Fall richtig wiedergegeben, wenn man die Nonsens-Posts ignoriert.
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Sven B. schrieb: > Eh, also z.B. Mario H. hat definitiv mindestens ein abgeschlossenes > Physikstudium (klingt für mich eher nach promoviertem Teilchenphysiker > oder so). Wir sollen einem Teilchenphysiker beim Thema Teilchenphysik glauben? Als nächstes sollen wir den Umweltphysikern glauben, dass es einen vom Menschen verursachten Klimawandel gibt.
Sven B. schrieb: > Die Rotverschiebung durch Relativbewegung ist eine extrem gut > verstandene und vermessene Theorie, an der es keine begründeten Zweifel > gibt. Hab ich auch nicht bestritten, >> Auch nur ein Modell, für mich Laien! aber ein obskures. Müssten sich >> nicht, wenn das korrekt wäre, alle beobachtbaren Objekte außen befinden >> und die Mitte leer sein? > > Vielleicht liest du als Laie mal zumindest eine Seite Text über > Kosmologie, bevor du dein Wissen dazu in Diskussionsforen preisgibst. No > offense, aber das hilft halt echt keinem. Warum Antwortest du auf meine Beiträge wenn du nicht mal eine Frage von einer Behauptung zu unterscheiden gewillt bist?
Beitrag #5958995 wurde von einem Moderator gelöscht.
Nop schrieb: > Nein, gibt es nicht. Es gibt lediglich ein Verhalten des Lichtes, das > sich in manchen Situationen mit dem Photonenmodell beschreiben läßt. Jetzt stampfst du mit dem Fuß auf wie ein bockiges Kind, aber das nützt nichts. Wenn dir das Wort "Photon" nicht schmeckt, dann nenne es eben Lichquant oder elektromagnetischer Quant. Gilt von Langwelle bis Gamma und beidseitig drüber hinaus. Immerhin ist der Welle-Teilchen-Dualismus typisch für alles, was in der Mikrowelt sich tummelt. Man kann's auch mathematisch ineinander überführen. Schrödingers Wellengleichung nach Heisenberg und zurück ist ne beliebte Seminar-Übung bei Physikern. Was du mit "Verhalten von Licht" benennen willst, ist lediglich das in die klassische Physik projizierte Verhalten. Also schmeiße du mal nicht Begriffe der klassischen Physik ("Licht") mit quantenmechanischen Begriffen ("Quant", Teilchen" etc.) in einen Topf. W.S.
Beitrag #5959152 wurde von einem Moderator gelöscht.
Sven B. schrieb: > Eh, also z.B. Mario H. hat definitiv mindestens ein abgeschlossenes > Physikstudium (klingt für mich eher nach promoviertem Teilchenphysiker > oder so). Joa, allerdings kein Teilchenphysiker im näheren Sinne, so dass sich mein Wissen in Grenzen hält. Ich komme aus der mathematischen Physik und habe mich längere Zeit mit einigen Grundlagenproblemen von Quantentheorien und deren mathematischer Beschreibung befasst. Darunter auch solche für Systeme mit unendlich vielen Freihetsgraden, wie z.B. quantisierte Feldtheorien. Die Anwendungen in der Elementarteilchentheorie sind da nicht allzu weit entfernt. Außerdem gab und gibt es an meiner Alma Mater eine recht aktive und renommierte Theorie-Gruppe, die sich mit Quantenchromodynamik und Gittereichtheorie (insbesondere bei hohen Temperaturen, d.h. Quark-Gluon-Plasma) beschäftigt. Durch Osmose bekommt man da das eine oder andere mit.
Beitrag #5959788 wurde von einem Moderator gelöscht.
Marios Ausführung finde ich hochinteressant und allgemeinverständlich. In den letzten zehn Jahren habe ich öfter versucht, tiefer in die theoretische Materie von Maxwell, Einstein, Planck und Heisenberg einzudringen. Vier Probleme treten immer wieder auf: Mathematik div Null Physik Materie - Masse Ungenauigkeit bei Einstein und Heisenbergs Unbestimmtheit - e = m * c^2 Sie werden kaum irgendwo angedeutet oder erleutert. In der Mathematik: Es ist sichere Tatsache das physikalische Modelle in der Regel mathematisch hergeleitet werden. Für mathematische Prozesse sind axiomatische Begriffe unbedingt notwendig, z. B. steht das U für die elektrische Spannung. Jeder hat in der Schule gelernt, dass die Division durch Null nicht erlaubt ist. Also kann man schlussfolgern, die Mathematik und die Physik sind in dem Punkt nicht definiert. Später lernen wir dann, div Null können wir uns von beiden Seiten beliebig klein annähern und praxistaugliche Berechnungen erhalten. Das Gegenstück ist dann beliebig groß aber nicht unendlich. In der Physik: Selbst in der modernen Physik sind bestimmte Begriffe nicht eindeutig, das heißt, es streiten sich sogar die Gelehrten. Nach Einsteins Formel kann man Masse in Energie und Energie in Masse umwandeln. Daraus kann man nur schlussfolgern, dass Energie auch Materie ist. Also können bei der Umwandlung von Energie in Masse nur Teilchen und Antiteilchen entstehen und keine Materie und Antimaterie, da es keinen antienergetischen Zustand gibt. Wenn man die Energie-Formeln von Einstein und Planck zusammenführt, wird die Masse eine Funktion der Frequenz. Selbst theoretisch ist dann nur eine beliebig kleine Frequenz < yHz und eine beliebig hohe Frequenz > YHz annehmbar, sozusagen mathematisch-physikalischer Wertevorrat. Jede Theorie oder jedes physikalische Modell müsste diese Einschränkungen machen. Nun verstehe ich es so, dass die Quantenfeldtheorie und die Quantenelektrodynamik diese "Lücken" schließt und trotzdem sichere Berechnungen liefert. Nun gut, das war der sogenannte geistige Quantensprung mit der "Länge" eines Photons. Kleiner Scherz Zu Einstein: Maxwell hat bekanntlich die elektromagnetischen Wellen vorhergesagt und deren Ausbreitungsgeschwindigkeit berechnet. Das Licht ist eine Untermenge der elektromagnetischen Wellen, ein genau bestimmter Frequenzbereich. Insofern müsste man c in e = m * c^2 als Ausbreitungsgeschwindigkeit der elektromagnetischen Wellen definieren. Lichtgeschwindigkeit geht umgangsprachlich leichter über die Lippen. Zu Heisenberg: Nachdem wir nun davon überzeugt sind, dass die "Länge" eines Photons ein masseloser Lichtquant ist, kommt der Kollege Heisenberg und sagt, der Ort und der Impuls sind nur mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit und abhängig vom Messverfahren bestimmbar und die QED gibt ihm Recht. Alles wabert. Ob in diesem Bereich noch e = m * c^2 zutrifft, ist zu bezweifeln, da ein Lichtquant die kleinstmögliche Energiemenge darstellt, die aber kein massebehaftetes Teilchen ist. So wirft jede neue Erkenntnis 1000 weitere Fragen auf.
Claus H. schrieb: > In den letzten zehn Jahren habe ich öfter versucht, tiefer in die > theoretische Materie von Maxwell, Einstein, Planck und Heisenberg > einzudringen. Laß es lieber sein, denn du kommst (wie man deinen Ausführungen deutlich entnehmen kann) ständig ins Straucheln, weil du Begriffe der klassischen Physik mit Begriffen der Quantenmechanik durcheinander wirfst. Das kann nicht klappen. Der ganze Thread hier ist von diesem Denkfehler geplagt. Wie lan ist ein Photon? Tja, man kann nur eine Aufenthaltswahrscheinlichkeit angeben und diese dann berechnen. Da kommt dann heraus, daß gewöhnliches breitbandiges Licht eben recht kurz ist, ne Na-Spektrallinie dann so etwa ein paar Meter und eine wirklich monochromatisches Licht (Laser) genau so lang wie man den Laser einschaltet. Also 1 Sekunde ein macht 300000 km. Vielleicht können Elektrotechniker sich das anhand eines Wellenpaketes veranschaulichen und HF-Leute und DSP-Leute anhand der Einschwingzeit eines Filters in Abhängigkeit von dessen Bandbreite. Das sind aber eben alles nur Denkmodelle zum Verdeutlichen. W.S.
W.S. schrieb: > Das sind aber eben > alles nur Denkmodelle zum Verdeutlichen. Genau wie der Begriff des Photons selber.
W.S. schrieb: > du kommst (wie man deinen Ausführungen deutlich > entnehmen kann) ständig ins Straucheln, weil du Begriffe der klassischen > Physik mit Begriffen der Quantenmechanik durcheinander wirfst. So ist es wohl. Des weiteren: Claus H. schrieb: > Also können bei der Umwandlung von Energie in Masse nur Teilchen > und Antiteilchen entstehen und keine Materie und Antimaterie, da es > keinen antienergetischen Zustand gibt. ... sieht man an obenstehender Äußerung, dass Du (Claus H.) viele Begriffe nicht kennst: Antiteilchen SIND Antimaterie. Ein Anti-Elektron wäre ein Positron (elektrisch positiv geladen), ein Antiproton wäre elektrisch negativ geladen. Aus diesen Komponenten könnte man ein Anti-Wasserstoffatom aufbauen. DAS wäre Antimaterie. Was stellt Du Dir unter Antimaterie vor? Negative Masse? => Am besten getestete Matratze: Nee, nee, nee...
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Um meine Gedanken zu erklären, muss ich etwas weiter ausholen. Entschuldigt bitte, die politischen Gleichnisse sind nur eine Präambel und haben nichts mit Elektronik und dem interessanten Thema zu tun. Also: Manche Politiker behaupten, die Masse sei unfähig ihre Politik zu verstehen, weil der Allgemeinheit nicht die Zusammenhänge und alle Fakten bekannt sind. Nun gibt es hier Mitforisten, von denen ein ähnlicher Spruch schnell in die Feder fließt, in die Tasten gehämmert oder mit der Spracherkennung diktiert wird. Grundsätzlich kann es nicht falsch sein, sich eigene Gedanken zu machen. gg-Suche (das ich aus Datenschutzgründen ablehne) nachzuplappern ist nicht meine Art. Die Dissertation meines Neffen gibt mir ein Beispiel, dass es auch zweckmäßig sein kann, eine theoretische Annahme zu erforschen, die in realen Versuchsreihen nicht bestätigt wird. Damit wird diese Theorie von den späteren Forschungen ausgeschlossen. Nach dem Vorwort zum Kern der Sache. Urerde (Scheibe), Geozentrik und Uratom hat sich als wissenschaftlicher Unfug erwiesen, jedoch damals zu neuen Erkenntnissen verholfen. Nun steht der Hype auf "Big Bang" (unsinnige Übersetzung: "Urknall"). An einem energetischen Punkt oder Zustand, an dem Raum und Zeit beginnen sollen, war auch Materie nicht definiert. Teilchen sind eine Untermenge der Materie, nicht Materie an sich, ganz klar, meine ich - nur, was ist dann Energie? Ohne feste physikalische Begriffe ist eine weiter Diskussion wenig sinnvoll. Das Philosophieren gehört nicht hierher. Insofern hat auch der gelöschte 180° Autor recht, da sich zwei elektromagnetische Wellen (Licht als Teilbereich) mit dieser Phasenverschiebung und gleicher Amplitude bekanntlich gegenseitig aufheben. Sinnvoller und allgemeinverständlicher scheint es, Teilchen und Antiteilchen mit den elektrisch neutralen Neutronen und Antineutronen zu veranschaulichen. Hier ein zweites Beispiel - absoluter Nullpunkt der Temperatur - mit dem man meine Gedanken eventuell verstehen kann, obwohl ich mir nicht absolut sicher bin, ob das Gay-Lussacsches Gesetz in der Quantenphysik gültig ist. Die Hauptessenz ist, man kann sich dem absoluten Nullpunkt beliebig weit annähern, ihn aber nicht erreichen. Meine mathematische Einleitung im ersten Beitrag erwog diese Richtung. Für die Physik gilt nur ein endlicher Wertevorrat <> 0, < +∞ und > -∞. Die Null, bzw. ein absolutes Nichts und ein in Raum und Zeit unendliches Universum sind undefinierbar! Ein weiterer Gedanke war vor ca. 50 Jahren, als ich mich beruflich mit der der Masertechnik beschäftigt habe, die es ermöglichen sollte, "die Flöhe von Chicago husten zu hören". Für die "Besetzungsinversion", dachte ich eher an Heisenbergs Aufenthaltswahrscheinlichkeit (>90 %) der Elektronen im Orbitalmodell. Lasertechnik ist bestimmt für jeden ein Begriff und gilt als Maser mit verkürzter Wellenlänge. Ob eine Maser-Funkempfangstechnik überhaupt entwickelt wurde, ist mir nicht bekannt oder sie wird nicht öffentlich publiziert. Das nur am Rande in der "Länge" eines Photons in Gänsefüßchen.
Max D. schrieb: > Wenn die Rotverschiebung mit einer Dehnung der Raumzeit erklärt wird, > stellt sich die Frage, wo die Energie bleibt. Peanuts. Um die Raumzeit zu dehnen ist eine menge Energie nötig. Der Energieumsatz eines sich ausdehnenden Universums ist immens.
J. T. schrieb: > Wenn dann noch der Meterstab mitwächst, würde man nichteinmal einen > Unterschied messen können. Tut er ja auch. Er kommt sogar vom anderen Stern. ;-)
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