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Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Wahrscheinlichkeitswelle und elektromagnetische Welle


PentaFox12
10.12.12, 16:53
Licht breitet sich als Welle aus

Was ich bisher verstanden habe:

Die elektromagnetische Welle meint den energetischen Aspekt:
Nach der Maxwell-Gleichung induzieren sich elektrische und magnetische Schwingung gegenseitig, stehen im Vakuum rechtwinklig zueinander, die dritte Raumachse bezeichnet dann die Ausbreitungsrichtung.
Die Frequenz der Schwingung stellt über das Wirkungsquantum die Energie.
Ausbreitungsgeschwindigkeit ist c.
Es ist eine echte physikalische Welle.

Nach meinem Verständnis würde eine einzelne Sinusschwingung einem einzelnen Photon entsprechen. Mehrere Schwingungen nacheinander wären mehrere Photonen nacheinander (serielle Aussendung vom Emitter)
Erhöhung der Amplitude würde durch Überlagerung mehrerer Photonen bei gleicher Frequenz und Phase entstehen (Parallele Aussendung vom Emitter)
Ansonsten gelten sämtliche Wellen-Regeln von Überlagerung, Auslöschung, Brechung, etc.

Die Wahrscheinlichkeitswelle dagegen ist lediglich eine statistische Berechnung ohne physikalische Realität. Sie sagt nur aus, mit welcher Wahrscheinlichkeit das Photon zu einem bestimmten Zeitpunkt an einem bestimmten Ort gefunden werden kann.

Auch diese Welle breitet sich aber mit c aus und für diese gelten wenn ich es richtig verstehe, auch alle sonstigen Wellenregeln wie Überlagerung, Brechung, Beugung, etc.

Wo für mich die Schwierigkeiten anfangen, ist das Zusammendenken von beiden Wellenbeschreibungen.

Beispiel:
Was passiert, wenn ein idealer Punktstrahler ein Photon in den Raum emittiert?
Breitet es sich in einer symmetrischen Kugelwelle aus?
Wenn es jedoch eine Vorzugsrichtung hat - wovon hängt diese ab? Wodurch wurde sie ausgewählt - bei einer Punktstrahlungsquelle?

Die Wahrscheinlichkeitsamplitude würde mit zunehmender Entfernung immer kleiner werden - was passiert mit der EM-Amplitude?

Die EM-Welle hat eine ganz klare Richtung, abhängig von der EM-Schwingung.
Aber wie ist das bei einer Kugelwelle zu verstehen, die ja in alle Richtungen zeigt?

Oder kann man bei einem einzelnen Photon gar nicht von einer EM-Welle sprechen?
Darf man die beiden Wellen-Modelle nicht zusammendenken?

Wenn ein Photon aufgrund der Wellenänge ohnehin keinen Punktort haben kann -ist das dann identisch mit der Aufenthaltswahrscheinlichkeit?

Ich denke mir, dass der Wellenbegriff gerade wegen seiner Doppelbedeutung nicht wenige verwirrt. Für Newbies wie mich kann hier eine Klärung durch erfahrene User sehr hilfreich sein.
Vielen Dank schon mal.

amc
10.12.12, 20:25
Wenn es jedoch eine Vorzugsrichtung hat - wovon hängt diese ab? Wodurch wurde sie ausgewählt - bei einer Punktstrahlungsquelle?

Vielleicht hilft dir hier das etwas oder ist zumindest für dich interessant:

Der wahrscheinlichste Weg ist auch der am meisten Bevorzugte. Ohne andere Einflüsse sollte das (immer) der geradlinigste (kürzeste) Weg sein.

Und dann ist es bei Quanten irritierenderweise so, dass der genommene Weg oft erst durch den Moment festgelegt ist, wenn das Quant am "Ziel" angekommen ist (registriert wurde), sofern der Weg überhaupt festgelegt ist (oder für immer unbestimmbar bzw. mit einer bestimmten Schärfe bestimmbar). Also andersherum, als wir es im Makrokosmos gewohnt sind. Bei uns entscheidet normalerweise der Weg darüber, wo wir ankommen, nicht andersherum. Merkwürdig, oder? :)

Grüße, amc

PentaFox12
10.12.12, 21:37
dass der genommene Weg oft erst durch den Moment festgelegt ist, wenn das Quant am "Ziel" angekommen ist

Das wird ja immer spannender!


Ist dass wissenschaftlich wasserdicht - ich meine dieses "zuerst am Ziel ankommen und dann erst Weg festlegen!"? Gibt es dazu einen durchgeführten Versuch?

Du schreibst "oft". Wenn es wissenschaftlich sicher ist, was sind dann die Ausnahmen?

Und: Wie kann sich dann eine elektromagnetische Welle ausbreiten?
Oder rekonstruiert man die lediglich vom Zielpunkt aus?
Ist die EM-Welle vielleicht auch nur ein reines Kopfmodell?

Wo sind die Profis? Bitte helft meiner armen verwirrten Seele :confused:

Philipp Wehrli
10.12.12, 21:47
Eine Bemerkung, ohne auf die Hauptfrage einzugehen:

Nach meinem Verständnis würde eine einzelne Sinusschwingung einem einzelnen Photon entsprechen.
Einem einzelnes Photon entspricht immer eine Überlagerung verschiedener Sinusschwingungen. Wäre da nur eine einzelne Sinusschwingung, so wäre diese unendlich ausgedehnt und der Aufenthaltsort des Photons absolut unbestimmt. Durch eine spezielle Messung (Spektroskopie) kann das Photon gezwungen werden, sich in einer sehr genau, aber nie absolut exakt bestimmten Farbe zu zeigen.

Wie allen, die sich für Photonen interessieren, empfehle ich auch dir das wunderschöne Buch von Harry Paul, 'Photonen'. Paul zeigt anhand einer Reihe von Experimenten, wie Photonen sich verhalten. Er analysiert äusserst scharfsinnig, was die Experimente zeigen und worin sich die Quantenphysik von der klassischen Physik unterscheidet.

Philipp Wehrli
10.12.12, 21:57
dass der genommene Weg oft erst durch den Moment festgelegt ist, wenn das Quant am "Ziel" angekommen ist

Das wird ja immer spannender!


Ist dass wissenschaftlich wasserdicht - ich meine dieses "zuerst am Ziel ankommen und dann erst Weg festlegen!"? Gibt es dazu einen durchgeführten Versuch?


Die obige Sprechweise ist sehr umstritten. Physiker brauchen sie, um den Laien eindrücklich zu machen, wie verwirrend die Quanten sind. Hier habe ich eine Reihe von Versuchen zusammengestellt:
Experimente zur Quantentheorie (http://homepage.hispeed.ch/philipp.wehrli/Physik/Quantentheorie/quantentheorie.html)
Entscheide selber, ob du die obige Sprechweise als sinnvoll erachtest.

amc
11.12.12, 03:58
Das wird ja immer spannender!

Ist dass wissenschaftlich wasserdicht - ich meine dieses "zuerst am Ziel ankommen und dann erst Weg festlegen!"? Gibt es dazu einen durchgeführten Versuch?

Ja!!! Aber nicht erst ankommen und dann wird was festgelegt, sondern exakt in dem Moment ist es (der Weg) unabänderlich festgelegt!

Vorher nicht, vorher sind vermeintliche Informationen über genommene Wege etc. austauschbar oder wie auch immer man das formulieren möchte / kann und was immer das bedeutet - sofern noch keine Wechselwirkung diese Information unabänderlich in die Welt gebracht hat und damit prinzipiell zugänglich.

Du musst zwar meine Beiträge mit Vorsicht genießen, aber grundsätzlich trauen kannst du mir schon, dass ich zumindest halbwegs weiß, was ich schreibe. Ich gehe auch nicht auf alles ein, falls dir das aufgefallen ist. Was aber auch Zeitmangel oder (noch) keine Lust bedeuten kann.

Schau mal nach den Delayed-Choice-Experimenten, die durch Wheeler "in die Welt" gekommen sind. Diese Experimente beweisen diese Kuriosität tatsächlich wasserdicht!

Oder auch nach "Quantenradierer" ...

Du schreibst "oft". Wenn es wissenschaftlich sicher ist, was sind dann die Ausnahmen?

Erstmal benötigt man entsprechende Versuchsaufbauten, um dieses Verhalten überhaupt zu verifizieren. Um überhaupt Aussagen darüber machen zu können.

Darum das bewusst wenig aussagende "oft".

Und dann ist es sogar möglicherweise so, dass wir es hier mit einem grundsätzlichen Charakter / einer grundsätzlichen Eigenart von Quanten-Vorgängen zu tun haben - das ist jetzt erstmal ein Gedanke von mir. Kannst ja sehen, welche Gedanken du hierzu haben wirst und was du dazu lesen wirst, und wie du das einordnen wirst, was mit dem Quantenobjekt vor dem "Kollaps" passiert (der Kollaps ist genauso nicht real wie die Welle selbst, nach üblicher Sicht zumindest), und ob so eine Frage überhaupt zulässig ist.

Entscheide selbst, ob der auch von mir gewählte Sprachgebrauch umstritten ist oder ob man gar keine andere Wahl hat, ihn zu verwenden.

Ich versuche dir damit auch ein wenig klar zu machen, wie schwierig, vielleicht sogar absurd es ist, sich Quanten-Geschehen anschaulich vorzustellen. Vielleicht hast du schon bemerkt, wie sehr deine Fragen durch deine Alltagserfahrung geprägt sind. Du solltest unbedingt auch halbwegs verstehen / beschreiben können, worum es sich bei der sogenannten "Nichtlokalität" der Quantenphysik handelt. (Man sagt, die QP sei nichtlokal und nichtreal - was heißt das?)

Und da Philipp sich gerne auf diese Art einmischt, sei desweiteren auch die Anmerkung erlaubt, dass Philipp Wehrli zu der wachsenden Randgruppe der Anhänger der Viele-Welten-Interpretation gehört, die er möglicherweise persönlich etwas abgeändert hat. Entscheide daher auch selbst, ob du seine Seiten, zumindest bei deinem Wissensstand, als Quelle heranziehen möchtest. Philipp sagt übrigends auch Sachen wie: "Die Welt existiert gar nicht" - oder: "Unwiderlegbare Aussagen sind grunsätzlich immer zutreffend". Tss ... umstritten ...

Erste Anlaufstelle kann oft Wikipedia sein. ;)

Grüße, amc

P.S.: So dann, noch etwas weiter mit der Nachtruhe. Auf dem Sofa eingepennt und Rechner lief noch. :)

PentaFox12
11.12.12, 07:40
Hallo Phillip
Wäre da nur eine einzelne Sinusschwingung, so wäre diese unendlich ausgedehnt

Kurze Wellenlänge bedeutet hohe Energie - eine einzelne unendliche Sinusschwingung wäre Tendenz zu 0 Energie.

Es leuchtet mir ein, dass sich mehrere Photonen mit ihren Frequenzen überlagern können, weil sie als Bosonen nicht dem Pauliprinzip unterliegen.

Hätte aber ein Photon mehrere Frequenzen, dann vermutlich als Unterschwingungen einer Grundschwingung.
Wie erzeugt das Photon diese? Resoniert es irgendwie mit sich selbst?
Wonach richtet sich dann der Energiewert? Nach der Gesamtheit aller Frequenz-Überlagerungen?

Und was ich auch noch nicht verstehe:
Die Welle breitet sich mit c aus. Das Photon als Inertialsystem betrachtet kann damit ja in sich gar nicht schwingen. Jegliche Entfernung zum Ziel geht wegen Lorenzkontraktion gegen 0, die Zeit bleibt stehen.

Es ist immer nur die Sicht des Beobachters, seine Messergebnisse und seine Interpretationen daraus.

Also, ich werde in den nächsten Stunden mal die Welt so betrachten, als wäre ich ein Photon ... :rolleyes:

PentaFox12
11.12.12, 08:19
Guten Morgen amc

Ja!!! Aber nicht erst ankommen und dann wird was festgelegt, sondern exakt in dem Moment ist es (der Weg) unabänderlich festgelegt!

Faszinierend!

Also ich finde das richtig schön so :)
Da gibt es ja noch richtig was zu erforschen!

Wichtig ist jedenfalls, sogar die Begriffe wie "Photon" oder "Welle" oder "Raum" als Modelle zu verstehen, als Arbeits-Wörter, um überhaupt miteinander reden zu können.

Danke für den Hinweis auf den Delay-Choice-Versuch, werde mir das heute genauer ansehen.

Haben wir hier im Forum jemanden, der die beiden Wellenbegriffe "Wahrscheinlichkeit" und EM-Welle etwas verknüpfen kann?

Es kann doch kaum sein, dass ein Photon sich als Welle ausbreitet und dabei seine energetische Amplitude beibehält? Dass die Frequenz gleich bleibt, leuchtet mir ein (abgesehen von der Rot-Verschiebung aufgrund der Raum-Expansion)

Meine Frage wäre also: Ist am Ende die EM-Welle auch nur ein Modell, eine Interpretation von Messergebnissen - oder ist es physikalisch?

Wenn es physikalisch ist - dann muss sich doch die Amplitude während der Ausbreitung im Raum ändern? Ist das so? Das würde heißen, dass die Energie des einen Photons eher die Energie eines Feldes wäre, das sich mit c ausbreitet und immer größer und damit punktuell immer energieärmer wird.

Bauhof
11.12.12, 09:01
... Haben wir hier im Forum jemanden, der die beiden Wellenbegriffe "Wahrscheinlichkeit" und EM-Welle etwas verknüpfen kann?

Hallo, PentaFox12,

versteife dich jetzt nicht zu sehr auf die mögliche Verknüpfung der Wahrscheinlichkeit mit der EM-Welle, sondern lerne erst die Grundlagen der Quantenmechanik etwas näher kennen. Bei Joachim Schulz im Nachbarforum habe ich in seinem Blog über den Begriff "Wahrscheinlichkeit" folgendes gefunden:

Aber dass wir mit der Quantenmechanik unter Hinzunahme der Wahrscheinlichkeits-Interpretation von Max Born sehr genaue Vorhersagen von Messergebnisse machen können, ist keine Spekulation. Das ist Physik.

Die Wahrscheinlichkeits-Interpretation ist die erste, rein physikalische Interpretation der Wellenfunktion. Die Annahme, entweder der Kollaps oder die nicht messbaren parallelen Welten seien real, ist eine darüber hinausgehende philosophische Spekulation. Das kann spannend sein, darf uns aber nicht daran hindern, an der physikalischen Forschung weiterzuarbeiten. Aus meiner Sicht ist es wichtig, gerade im populärwissenschaftlichen Zusammenhang zwischen physikalischen Aussagen, die experimentell zugänglich sind, und philosophischen Spekulationen zu unterscheiden. (http://www.scilogs.de/wblogs/blog/quantenwelt/allgemein/2012-01-14/viele-welten-oder-kollaps)

Interessant finde ich, dass Joachim Schlulz die Bornsche Wahrscheinlichkeits-Interpretation als erste, rein physikalische Interpretation darlegt. Zum Beispiel die vielen Parallelwelten der Viele-Welten-Interpretation sieht Joachim Schlulz als Spekulation.

M.f.G. Eugen Bauhof

Timm
11.12.12, 10:37
Hallo amc,

Und dann ist es bei Quanten irritierenderweise so, dass der genommene Weg oft erst durch den Moment festgelegt ist, wenn das Quant am "Ziel" angekommen ist (registriert wurde), sofern der Weg überhaupt festgelegt ist (oder für immer unbestimmbar bzw. mit einer bestimmten Schärfe bestimmbar).

ich glaube nicht, daß man bei einem Quantenobjekt von einem festgelegten Weg, bzw. einer klassischen "Teilchenbahn" sprechen kann, denn es erhält seine Eigenschaften erst bei der Messung.

Gibt es ein Experiment, das die Wahrscheinlichkeit für das Auffinden des Teilchens an einem vorbestimmten Ort zu 100% festlegt? Ich kenne keines. Aber selbst dann wäre der Begriff Teilchenbahn problematisch. Kann man diesem ansonsten vor der Messung eigenschaftslosen 'Etwas' - ob man seine Wellenfunktion nun ontisch sieht oder nicht - den Status Teilchen verleihen? Aus meiner Sicht nicht,

Gruß, Timm

amc
11.12.12, 13:14
ich glaube nicht, daß man bei einem Quantenobjekt von einem festgelegten Weg, bzw. einer klassischen "Teilchenbahn" sprechen kann, denn es erhält seine Eigenschaften erst bei der Messung.

Gibt es ein Experiment, das die Wahrscheinlichkeit für das Auffinden des Teilchens an einem vorbestimmten Ort zu 100% festlegt? Ich kenne keines. Aber selbst dann wäre der Begriff Teilchenbahn problematisch. Kann man diesem ansonsten vor der Messung eigenschaftslosen 'Etwas' - ob man seine Wellenfunktion nun ontisch sieht oder nicht - den Status Teilchen verleihen? Aus meiner Sicht nicht,

Hallo Timm,

mir ist nicht ganz klar, worum es dir geht. Grundsätzlich spricht man ja vom Welle-Teilchen-Dualismus.

Ich skizziere einfach mal das Prinzip eines Quantenradieres, ist also jetzt nicht unbedingt direkt an dich gerichtet:

Einfaches DS-Experiment: Einzelne Quanten (z.B. Elektrone oder Photonen) werden durch einen DS "geschossen". Sind die Wege unterscheidbar, tritt keine Interferenz auf -> Teilchencharakter. Lassen sie sich nicht unterscheiden, tritt Interferenz auf -> Wellencharakter.

Welle–Teilchen–Dualismus und „Welcher–Weg“–Information (http://de.wikipedia.org/wiki/Quantenradierer#Welle.E2.80.93Teilchen.E2.80.93Dua lismus_und_.E2.80.9EWelcher.E2.80.93Weg.E2.80.9C.E 2.80.93Information)
Lassen sich bei einem Versuch ähnlich dem Doppelspaltexperiment die Wege einzelner Quanten unterscheiden, so benimmt das Licht sich teilchenartig (keine Interferenz); sind die Wege ununterscheidbar, so offenbart es seinen Wellencharakter (Interferenzstreifen)[3]. Ein „Welcher-Weg“-Detektor, mit dessen Hilfe man den Weg eines Quantenobjekts bestimmen kann, legt dieses auf den Teilchenaspekt des Quantenobjekts fest, man beobachtet also aufgrund des Vorliegens der „Welcher-Weg“-Information statt Interferenzstreifen eine Häufungsverteilung um einen einzelnen Punkt.
[...]
Während sich das System beim Auftreten des Interferenzmusters in einem Zustand befindet, bei dem sich die beiden möglichen Wege überlagern, führt eine Messung des tatsächlichen Weges (eben der „Welcher-Weg“-Information) dazu, dass auch nur noch dieser „benutzt“ wird (also kein Interferenzmuster auftritt).


Also, "keine Interferenz" geht einher mit "Teilchencharakter".

Und dies ist, worum es mir ging:


Wenn also Photonen oder Elektronen eine entsprechende Anordnung durchlaufen, beispielsweise eine Doppelspaltanordnung, hängt das Interferenzmuster davon ab, ob man herausfinden kann, welchen Weg (durch Spalt 1 oder Spalt 2) das Quantenobjekt nahm. Dies gilt auch, wenn der Weg des Quantenobjekts nicht schon beim Passieren der Spalte, sondern erst später festgestellt wird (verzögerter Messprozess). Nur wenn der Weg objektiv unbestimmt ist in dem Sinne, dass eine Gewinnung der „Welcher-Weg“-Information nie erfolgte, ergibt sich hinter dem Doppelspalt ein Interferenzbild.


Jetzt mach ich noch weiter, damit klar wird, warum man von Quantenradierern spricht und warum diese so anders sind, als klassische Physik:

Letztlich zeigt er, dass es sinnlos ist, ohne Messung über eine physikalische Realität zu sprechen.


Ein typisches Beispiel für die Gewinnung der „Welcher-Weg“-Information sind unterschiedlich (senkrecht zueinander) ausgerichtete Polarisatoren bei den zwei Spalten.
[...]
Als Quantenradierer dient in diesem Beispiel ein zusätzlich vor dem Schirm angebrachter weiterer Polarisator, der diese Information wieder zunichtemacht (das geschieht, wenn seine Polarisationsrichtung jeweils 45° zu den beiden Spalt-Polarisatoren ausgerichtet ist).
[...]
Der Quantenradierer zeigt, dass sich in der Quantenphysik die Spuren eines Beobachtungsvorgangs völlig beseitigen lassen. Man muss nur dafür sorgen, dass die dabei gewonnene Information noch innerhalb des Systems – das heißt, bevor sie zu einem äußeren Beobachter gelangt – spurlos gelöscht wird. Das erscheint dann paradox, wenn man (irregeleitet durch die Alltagserfahrung mit makroskopischen Objekten) glaubt, dass die Erhebung der „Welcher-Weg-Information“ das Quantenobjekt augenblicklich verändert, ihm im obigen Beispiel etwa eine bestimmte Polarisation „mitgibt“. Das Ausbleiben der Interferenz erscheint dann als kausales Ergebnis dieser Änderung, ein Aufheben dieser Veränderung ist nicht denkbar. Aus Experimenten wie dem Quantenradierer muss man aber zwingend schließen, dass die physikalische Realität ohne Messung nicht existiert, das heißt die Polarisation manifestiert sich erst dann, wenn sie gemessen wird, nicht durch den Polarisator.


Also dann, wenn "der Weg" unabänderlich gemessen wurde (eine Wechselwirkung / ein Energieaustausch hat stattgefunden), dann erst ist er festgelegt.

Also entscheidet ein zukünftiges Verhalten darüber, ob man sagen können wird, dass ein Quant diesen einen oder jenen anderen Weg / Spalt durchquert haben muss oder ob dies als unbestimmt gewesen gelten muss.

Das ist eben dieser rückwirkend erscheinende Charakter der Nichtlokalität, der sich auf Quantenebene offenbart. Eine Übertragung / Anschauung dieser Vorgänge in unsere Alltags-Vorstellungen erscheint mehr als schwierig.

Grüße, amc

PentaFox12
11.12.12, 14:05
Hi Timm

ich glaube nicht, daß man bei einem Quantenobjekt von einem festgelegten Weg, bzw. einer klassischen "Teilchenbahn" sprechen kann, denn es erhält seine Eigenschaften erst bei der Messung.

Ok, dies gilt aber doch auch für den Elektromagnetismus als "Eigenschaft" des Teilchens!

Sehe ich dann richtig, wenn ich vermute:

Licht breitet sich auch nicht wirklich als EM-Welle aus?
Vielmehr entsteht diese EM-Eigenschaft auch erst im Moment der Messung?

Hermes
11.12.12, 15:46
Interessant finde ich, dass Joachim Schlulz die Bornsche Wahrscheinlichkeits-Interpretation als erste, rein physikalische Interpretation darlegt.
M.f.G. Eugen Bauhof

Das ist Wunschdenken.
Das ist keine Interpretation, sondern praktische Handhabung. Eine Interpretation muß erklären, warum der Ausgang der Messung eine bestimmte Wahrscheinlichkeit hat. Laut wikipedia (https://de.wikipedia.org/wiki/Bornsche_Wahrscheinlichkeitsinterpretation) ist die 'Bornsche Wahrscheinlichkeitsinterpretation' "ein wesentlicher Bestandteil der Kopenhagener Interpretation ", deren Kollaps als Erklärung Joachim selbst als Spekulation bezeichnet. Die Interpretation besteht lediglich darin zu sagen "daß es eben so ist", und ist damit nicht mehr als eine Worthülse. interpretatio= „Auslegung, Übersetzung, Erklärung“

Timm
11.12.12, 16:59
Hi amc,

mir ist nicht ganz klar, worum es dir geht. Grundsätzlich spricht man ja vom Welle-Teilchen-Dualismus.


Es macht bestimmt Sinn zumindest in der populärwissenschaftlichen Literatur an diesem Dualismus festzuhalten, obschon er seine Bedeutung verliert, wenn man tiefer (nicht ich :rolleyes: ) in die QED eindringt, jedenfalls so mein Stand. Ich meinte nicht den Weg im Sinne von geht durch den linken Spalt, sondern den Begriff "Teilchenbahn".

Gruß, Timm

amc
11.12.12, 17:24
Ich meinte nicht den Weg im Sinne von geht durch den linken Spalt, sondern den Begriff "Teilchenbahn".

Ich weiß ehrlich nicht so recht, worum es dir geht. :) Den Begriff "Teilchenbahn" hab ich gar nicht benutzt, oder?

Und dann ging es mir eigentlich "nur" um die Delayed-Choice-Experimente. Und auch darum, dass hier ein besonders deutlicher Bruch mit der klassischen (Teilchen-)Mechanik offenbar wird. Es zeigt sich also hier deutlich, dass Newton, Maxwell und Einstein nicht ausreichen.

Das muss man erstmal realisieren. Ich denke damit ja auch an PentaFox's Fragen.

Grüße, amc

Timm
11.12.12, 17:41
Hi PentaFox,

Ok, dies gilt aber doch auch für den Elektromagnetismus als "Eigenschaft" des Teilchens!

Sehe ich dann richtig, wenn ich vermute:

Licht breitet sich auch nicht wirklich als EM-Welle aus?
Vielmehr entsteht diese EM-Eigenschaft auch erst im Moment der Messung?
Das sichtbare Licht repräsentiert einen kleinen Teil des Spektrums der elektromagnetischer Wellen. Der Elektromagnetismus befasst sich aber mit ganz anderen Phänomenen, theoretischen Grundlagen und Fragestellungen (Wirkungen von Ladungen und Strömen, Ausbreitung von EM-Wellen in Medien ...) als die Quantenphysik. Was im Moment der Messung passiert, gehört zur Domäne der Quantenphysik.

Gruß, Timm

PentaFox12
11.12.12, 17:48
hab jetzt mal im web so einiges nachgelesen - und bin schon etwas erstaunt, wie viel Halbwissen da auch vermittelt wird:

"Licht breitet sich als elektromagnetische Welle aus"

Wo breitet sie sich aus? Natürlich im Raum, wo sonst :rolleyes:

Die QPhysik ist mit ihren Ergebnissen so herrlich weit von unseren Alltagserfahrungen entfernt, dass man vielen Formulierungen einfach nicht trauen kann, selbst wenn sie sehr offiziell verbreitet werden.

Mein jetziger Stand: Da breitet sich gar nichts im Raum aus! Auch keine EM-Welle.
Das einzige, was gesagt werden kann:
Eine komplexwertige Wahrscheinlichkeit breitet sich aus, die aber keine physikalische Realität ist.
Und: es wird dabei ein Bündel an Informationen von einem Sender zu einem Empfänger übertragen. Aus diesem Infopaket wird dann eine Form der Ausbreitung rekonstruiert, interpretiert.

Mein Vorschlag. Streichen wir das Wort "Ausbreitung einer physikalischen Realität im Raum".

Und fragen wir doch mal ganz anders: Was ist denn "Raum" eigentlich?
Denn ich bin mir mittlerweile sicher, dass da der Hund begraben ist.

Mich wundert ohnehin schon lange, dass z.B. Energie/Materie den Raum so einfach krümmen kann, ohne dass irgendwie klar ist, was für eine Realität dahinter steckt.

Timm
11.12.12, 17:53
Ich weiß ehrlich nicht so recht, worum es dir geht. :) Den Begriff "Teilchenbahn" hab ich gar nicht benutzt, oder?


Keine Frage, amc.:) Mich hat "festgelegter Weg" lediglich inspiriert, die "Teilchenbahn" ins Spiel zu bringen.

Gruß, Timm

PentaFox12
11.12.12, 21:02
Nachdem ich hier einige Antworten gefunden und Tipps bekommen habe, allen ein herzliches Dankeschön. Ich weiß nun, in welche Richtung es weiter geht und werde mich da weiter einlesen.

Eine gute Adresse war Joachim Schulz, dank an Bauhof für den Tipp.

Wer von euch hat noch Physiker, Forscher, die einigermaßen verständlich diese komplexen Inhalte vermitteln können?

Mein momentaner Stand ist:
Raum, Zeit und Materie/Energie bilden ein System, dass nur als Ganzes verstanden werden kann. Es muss irgendwie gelingen, viele Details richtig zu deuten - und dann ein paar Schritte zurückzugehen und aus diesen Fragmenten ein ganzes Bild zu erkennen.

Es wird also richtig natur-philosophisch :) einige Detailaspekte konnte ich hier klären.
Wer noch den einen oder anderen Tipp bzgl. eines verständlichen Experten hat (kein VieleWelten-Anhänger, das habe ich ausgeschlossen) - besten Dank dafür.

Ansonsten vielleicht in ein paar Wochen wieder,

Ich
11.12.12, 21:03
Um nochmal auf die Anfangsfrage einzugehen:

Oder kann man bei einem einzelnen Photon gar nicht von einer EM-Welle sprechen?
Darf man die beiden Wellen-Modelle nicht zusammendenken?
Richtig. Eine EM-Welle entspricht eher einem Glauber-Zustand (http://de.wikipedia.org/wiki/Koh%C3%A4renter_Zustand)mit unbestimmter Photonenanzahl (http://www.scilogs.de/wblogs/blog/quantenwelt/allgemein/2012-06-29/von-roy-j.-glauber-zu-schr-dingers-katze).
Den Widerspruch kann man sich auch leicht klarmachen: wenn ich zu einem Photon ein zweites "in Phase" dazugebe, dann wäre die Feldstärke verdoppelt und die Energie vervierfacht - im Widerspruch zu E~hf. So geht das also nicht, Zustände mit definierter Photonenanzahl sind keine klassischen EM-Wellen.

amc
11.12.12, 21:17
Richtig. Eine EM-Welle entspricht eher einem Glauber-Zustand (http://de.wikipedia.org/wiki/Koh%C3%A4renter_Zustand)mit unbestimmter Photonenanzahl (http://www.scilogs.de/wblogs/blog/quantenwelt/allgemein/2012-06-29/von-roy-j.-glauber-zu-schr-dingers-katze).
Den Widerspruch kann man sich auch leicht klarmachen: wenn ich zu einem Photon ein zweites "in Phase" dazugebe, dann wäre die Feldstärke verdoppelt und die Energie vervierfacht - im Widerspruch zu E~hf. So geht das also nicht, Zustände mit definierter Photonenanzahl sind keine klassischen EM-Wellen.

Schön, dass du dies noch mal so klar und präzise sagst. Mindestens das stand noch aus. Unser PentaFox scheint ein wenig ungeduldig zu sein. ;)

Grüße, amc

Jogi
11.12.12, 22:00
Hi PentaFox.



Wer von euch hat noch Physiker, Forscher, die einigermaßen verständlich diese komplexen Inhalte vermitteln können?

Ein gutes Nachschlagewerk ist auch Andreas Müller's Lexikon (http://www.wissenschaft-online.de/astrowissen/lexdt.html).


Gruß Jogi

amc
11.12.12, 22:18
Wer noch den einen oder anderen Tipp bzgl. eines verständlichen Experten hat (kein VieleWelten-Anhänger, das habe ich ausgeschlossen)

Das sollte aber nicht unbedingt ein Ausschlusskriterium sein. Und die VWI ist auch durchaus ernst zu nehmen. Man muss den Schlussfolgerungen ja nicht zustimmen.

Brian Greene zum Beispiel ist hier, meine ich, auch nicht abgeneigt und schaft es trotzdem, neutral von Deutungen, einen umfangreichen Blick auf die (moderne) Physik zu geben. Dies sehr laienverständlich und ist sehr gut zu lesen. Zeilinger kann manchmal etwas dröge sein. Halt der Wiener, und nicht der aufgedrehte Amerikaner. :) Sollte man aber auch kennen. Und der Herr Lesch schafft's m.E. auch ganz gut Dinge verständlich und knapp zu vermitteln. Ist auch ein Natur-Philosoph. :)

Grüße, amc

Bauhof
12.12.12, 09:22
Zeilinger kann manchmal etwas dröge sein. Halt der Wiener, und nicht der aufgedrehte Amerikaner. :) Sollte man aber auch kennen.
Hallo AMC,

ganz bestimmt nichts gegen Brian Greene, aber ein dröger Zeilinger ist mir immer noch lieber als ein aufgedrehte Amerikaner. :rolleyes:

M.f.G. Eugen Bauhof

Bauhof
12.12.12, 09:37
Wer von euch hat noch Physiker, Forscher, die einigermaßen verständlich diese komplexen Inhalte vermitteln können?
Hallo PentaFox12,

zwei Bücher von Anton Zeilinger kann ich dir dazu empfehlen:

Einsteins Schleier. Die neue Welt der Quantenphysik (http://www.amazon.de/Einsteins-Schleier-neue-Welt-Quantenphysik/dp/3442153026/ref=sr_1_2?s=books&ie=UTF8&qid=1355304479&sr=1-2)

Einsteins Spuk. Teleportation und weitere Mysterien der Quantenphysik. (http://www.amazon.de/Einsteins-Spuk-Teleportation-Mysterien-Quantenphysik/dp/3442154359/ref=sr_1_1?s=books&ie=UTF8&qid=1355304479&sr=1-1)

... (kein Viele-Welten-Anhänger, das habe ich ausgeschlossen)

ja, die kannst du getrost ausschließen.

M.f.G. Eugen Bauhof

Philipp Wehrli
12.12.12, 21:40
Und da Philipp sich gerne auf diese Art einmischt, sei desweiteren auch die Anmerkung erlaubt, dass Philipp Wehrli zu der wachsenden Randgruppe der Anhänger der Viele-Welten-Interpretation gehört, die er möglicherweise persönlich etwas abgeändert hat. Entscheide daher auch selbst, ob du seine Seiten, zumindest bei deinem Wissensstand, als Quelle heranziehen möchtest. Philipp sagt übrigends auch Sachen wie: "Die Welt existiert gar nicht" - oder: "Unwiderlegbare Aussagen sind grunsätzlich immer zutreffend".

Beim ersten Satz dachte ich, du meinst mich. Beim letzten habe ich gemerkt, dass du nicht mich meinen kannst.

Philipp Wehrli
12.12.12, 22:05
Kurze Wellenlänge bedeutet hohe Energie - eine einzelne unendliche Sinusschwingung wäre Tendenz zu 0 Energie.



Ich meine nicht eine unendliche Wellenlänge, sondern einen unendlichen langen Wellenzug mit unendlich vielen 'Bergen' und 'Tälern'.




Hätte aber ein Photon mehrere Frequenzen, dann vermutlich als Unterschwingungen einer Grundschwingung.
Wie erzeugt das Photon diese? Resoniert es irgendwie mit sich selbst?
Wonach richtet sich dann der Energiewert? Nach der Gesamtheit aller Frequenz-Überlagerungen?


Sehr gut beschrieben wird dies von Harry Paul, 'Photonen', mit Experimenten dazu, die die Aussage beweisen. Wenn du einen endlich langen Wellenzug hast, hast du zwangsläufig immer verschiedene Frequenzen. Das ist auch bei klassischen Wellen so. Du siehst dies, wenn du die Fouriertransformation betrachtest.
Der Energiewert in so einer Welle ist nicht definiert.
Wenn du eine scharfe Energie messen willst, kannst du das Photon z. B. durch ein Gitter schicken. Dadurch wird die Welle in Spektralfarben zerlegt, wie du das von den CDs kennst. Das Gitter verhindert gewisse Wege und erlaubt andere. Betrachten wir eine bestimmte Wellenlänge die durch das Gitter geht. Gerade hinter dem Gitter gibt es das Hauptmaximum. Aber dort, wo sich die Länge für zwei nebeneinanderliegende Wege gerade um eine Wellenlänge unterscheiden, gibt es wieder ein Maximum. Dabei wird aber die Welle um eine Wellenlänge verlängert. Bei n Rillen in der CD wird die Welle um n-1 Wellenlängen länger. Wenn du eine absolut exakte Energie messen willst, musst du das Wellenpaket unendlich lang machen, bis du eine Sinuswelle hast.




Und was ich auch noch nicht verstehe:
Die Welle breitet sich mit c aus. Das Photon als Inertialsystem betrachtet kann damit ja in sich gar nicht schwingen. Jegliche Entfernung zum Ziel geht wegen Lorenzkontraktion gegen 0, die Zeit bleibt stehen.

Es ist immer nur die Sicht des Beobachters, seine Messergebnisse und seine Interpretationen daraus.

Also, ich werde in den nächsten Stunden mal die Welt so betrachten, als wäre ich ein Photon ... :rolleyes:







Und was ich auch noch nicht verstehe:
Die Welle breitet sich mit c aus. Das Photon als Inertialsystem betrachtet kann damit ja in sich gar nicht schwingen. Jegliche Entfernung zum Ziel geht wegen Lorenzkontraktion gegen 0, die Zeit bleibt stehen.

Es ist immer nur die Sicht des Beobachters, seine Messergebnisse und seine Interpretationen daraus.

Das ist so. Die Lorentzkontration führt gerade zum beobachteten Dopplereffekt.




Also, ich werde in den nächsten Stunden mal die Welt so betrachten, als wäre ich ein Photon ... :rolleyes:
Keine schlechte Idee. Einstein hat aus dieser Übung bemerkenswerte Schlussfolgerungen gezogen.

amc
13.12.12, 14:32
Beim ersten Satz dachte ich, du meinst mich. Beim letzten habe ich gemerkt, dass du nicht mich meinen kannst.

Na dann. Haste' also auch keinen Grund, mir den Beitrag übel zu nehmen. ;)

Grüße, amc

amc
13.12.12, 14:58
ganz bestimmt nichts gegen Brian Greene, aber ein dröger Zeilinger ist mir immer noch lieber als ein aufgedrehte Amerikaner. :rolleyes:

Hallo Eugen,

ich höre da raus, du hast Greene nicht gelesen. Nein, er schreibt nicht aufgedreht. Ist herrvorragend geschrieben. Kann man wirklich sehr gut lesen. Man sollte die Bücher mit denen von Zeilinger auch gar nicht so direkt vergleichen. Die Zeilinger Bücher sind anspruchsvoller und gehen tiefer auf die Quanten ein. Dafür sind die Greene Bücher besonders gut geeignet für Interessierte, die sich erst einmal auf verständliche Art einen Überblick verschaffen wollen, bzw. alte Kenntnisse auffrischen. Bei ihm geht's ja auch nicht nur um Quanten.

Grüße, amc

PentaFox12
13.12.12, 17:19
Thx für die Literaturhinweise - damit bin ich eine Zeit lang beschäftigt.

Wer ist denn hier in der Runde Profi-QPhysiker oder Kosmologe - oder ist es ein Forum interessierter Laien?

Wenn es das wäre, dann eine ketzerische Frage: Gibt es ein Forum, wo sich Profis gerne zu verwirrten Fragenden herabneigen, sie zart an der Hand nehmen und in das Land der Erleuchtung führen? :confused:

Man möge mir dies verzeihen, denn ich habe hier schon viel gelernt und dies verdanke ich all jenen, die das Forum am Leben halten und auch Verantwortung übernehmen. Manchmal bringt ein Schriftdialog mehr als ein Fachbuch lesen - und ist mal ne Abwechslung.

Ich bin jedenfalls ernsthaft auf der Suche, lass mich gerne belehren, frag aber auch solange nach, bis ich es verstanden habe oder tot bin.

Habt ihr vielleicht Profis, die auf Anfrage auch hier gerne antworten? Ich habe nämlich noch gefühlte 10 000 Fragen!:o

amc
13.12.12, 18:09
Man möge mir dies verzeihen

Nöööö!!!!! :p

Bauhof
13.12.12, 18:24
Hallo Eugen, ich höre da raus, du hast Greene nicht gelesen... Grüße, amc
Hallo AMC,

da hörst du nicht das Richtige heraus. Denn folgende zwei Bücher habe ich von Brian Greene schon gelesen:

Der Stoff, aus dem der Kosmos ist: Raum, Zeit und die Beschaffenheit der Wirklichkeit. (http://www.amazon.de/Stoff-aus-dem-Kosmos-Beschaffenheit/dp/3442154871/ref=sr_1_1?s=books&ie=UTF8&qid=1355422224&sr=1-1)

Das elegante Universum: Superstrings, verborgene Dimensionen und die Suche nach der Weltformel.
(http://www.amazon.de/Das-elegante-Universum-Superstrings-Dimensionen/dp/3442153743/ref=sr_1_2?s=books&ie=UTF8&qid=1355422224&sr=1-2)
Außerdem habe ich kürzlich eine Sendung beim Sender ARTE mit Brian Greene gesehen und auf DVD aufgenommen. Die Sendung hieß: Der Stoff, aus dem der Kosmos ist. Brian Greene erklärte in dieser Sendung unter anderem sehr anschaulich die Quantenmechanik.

M.f.G. Eugen Bauhof

Bauhof
13.12.12, 18:33
Habt ihr vielleicht Profis, die auf Anfrage auch hier gerne antworten? Ich habe nämlich noch gefühlte 10 000 Fragen!:o
Hallo PentaFox12,

ja, es gibt hier meines Wissens mindestens zwei Profis, ich gehöre nicht dazu.
Stelle deine Fragen, aber du kannst keine Antwort der Profis erzwingen. Also, bitte Geduld. Wer die zwei Profis sind, wirst du selber merken, wenn sie dir antworten.

M.f.G. Eugen Bauhof

amc
13.12.12, 20:03
da hörst du nicht das Richtige heraus.

War mir nicht sicher. Na gut, also falsch geraten. :)

Ich wollte nur nicht, dass du wegen meiner Äußerung vom Lesen absiehst, falls es noch nicht geschehen wäre.

Grüße, amc

PentaFox12
13.12.12, 21:35
Hallo "Ich"
Richtig. Eine EM-Welle entspricht eher einem Glauber-Zustand mit unbestimmter Photonenanzahl.
Den Widerspruch kann man sich auch leicht klarmachen: wenn ich zu einem Photon ein zweites "in Phase" dazugebe, dann wäre die Feldstärke verdoppelt und die Energie vervierfacht - im Widerspruch zu E~hf. So geht das also nicht, Zustände mit definierter Photonenanzahl sind keine klassischen EM-Wellen.

Daran rätsel ich noch immer rum:
kann sich eine EMWelle im Raum - meinetwegen in unbestimmter Photonenzahl - als physikalische Realität ausbreiten? - aber das einzelne Photon breitet sich dann nicht aus, weil es seinen Weg erst gibt, wenn es am Ziel ist?

Ich kann durchaus nachvollziehen, dass eine EM-Welle erst durch viele Photonen entsteht, das ist nicht das Problem.

Mir geht es allein um die Realität der Ausbreitung im Raum.
Ist die Ausbreitung der EM-Welle aus vielen Photonen eine physikalische Realität?
Wenn ja - wie kann dann die Ausbreitung des einen Photons im Raum keine Realität sein?

Worauf ich hinaus will:
Es geht letztlich darum, von welcher Realität der Raum selbst ist.
Bewegung im Raum? Wie der Fisch im Wasser - wie das Auto auf der Straße?
Es gibt keinen Äther, wie kann es dann eine Bewegung "im Raum" geben?

Das gilt es mit aller Konsequenz zu durchdenken. Deshalb will ich, nein, ich muss es wissen, ob sich EM-Wellen "im Raum" ausbreiten oder nicht!

Ich bin ja kurz davor, mich in ein Photon zu verwandeln :rolleyes: Und dazu muss mir klar sein, wie ich mich so "im Raum" zu bewegen habe.

Ausgehend von der SRT und ART ahne ich ohnehin schon Schreckliches: Das, was wir als Raum wahrnehmen, ist nur eine Form der Anschauung aus dem Blickwinkel des Ruhemasseobjektes. Raum ist wesentlich was ganz anderes als das, was wir daraus mental konstruieren.

Also wichtig für das arme Pentafüchslein: Breiten sich EM-Wellen als physikalische Wirklichkeit im Raum aus, erwiesenermaßen, ganz echt, von Physikern bestätigt und mit ihrem Blut besiegelt?

PentaFox12
13.12.12, 21:44
... und weil ich grad so in Fahrt bin:

Wie breitet sich die Wahrscheinlichkeitswelle des einzelnen Photons aus, wenn es z.B. das einzelne Atom verlässt, das nicht in einem Atomverbund drinsteckt?

In Form einer Kugelwelle (was mir einleuchten würde)
oder gibt es eine Vorzugsrichtung? Wenn ja, wodurch wird diese Richtung festgelegt?

amc
13.12.12, 22:17
Deshalb will ich, nein, ich muss es wissen, ob sich EM-Wellen "im Raum" ausbreiten oder nicht!

Hi PentaFox,

zunächst, EM-Wellen breiten sich im EM-Feld aus. Bzw., sie stellen die Veränderungen des EM-Feldes dar. Das Photon ist dann die quantisierte kleinste Anregung dieses Feldes.

Vielleicht muss man sich hier erst einmal bewusst machen, dass das Konzept bzw. die Entdeckung des Photons durch Einstein in die Physik kam. Im Elektromagnetismus Maxwell's gibt es zunächst gar keine Photonen.

Ich verstehe noch nicht, welchen Aufschluss du dir von diesen Fragen über die "Realität des Raumes selbst" erhoffst? Musst darauf nicht antworten.

Grüße, amc

Hawkwind
14.12.12, 05:06
... und weil ich grad so in Fahrt bin:

Wie breitet sich die Wahrscheinlichkeitswelle des einzelnen Photons aus, wenn es z.B. das einzelne Atom verlässt, das nicht in einem Atomverbund drinsteckt?

In Form einer Kugelwelle (was mir einleuchten würde)
oder gibt es eine Vorzugsrichtung? Wenn ja, wodurch wird diese Richtung festgelegt?

Wir hatten da mal einen längeren Thread über die Wahrscheinlichkeitswellen eines Photons. Mancher Beitrag könnte vielleicht zu deinen Fragen passen:
http://quanten.de/forum/showthread.php5?t=2028&highlight=photon

PentaFox12
14.12.12, 07:12
Hi PentaFox,
zunächst, EM-Wellen breiten sich im EM-Feld aus. Bzw., sie stellen die Veränderungen des EM-Feldes dar. Das Photon ist dann die quantisierte kleinste Anregung dieses Feldes.
Grüße, amc

Thx, damit komme ich einen Schritt weiter.
Es würde mir einleuchten, wenn es ein neutrales Feld gibt, das den gesamten Raum durchdringt und eben nur angeregt werden muss- und dadurch em-Eigenschaften bekommt.

Dieses Feld bewegt sich nicht "im Raum" sondern deren Anregungen werden übertragen. Es sind die Veränderungen, die sich fortpflanzen.

Und, amc, damit sind wir schon wieder beim Wesen des Raumes - denn was ist das Wesen eines Feldes, dass den ganzen Raum durchdringt, sich darin aber nicht bewegt? Auch der Feld-Begriff scheint letztlich ein Modell für etwas zu sein, was nicht wirklich ontologisch erklärbar ist.

PentaFox12
14.12.12, 07:17
Hi PentaFox,
Ich verstehe noch nicht, welchen Aufschluss du dir von diesen Fragen über die "Realität des Raumes selbst" erhoffst? Musst darauf nicht antworten.
Grüße, amc

Ich kann ja einer Antwort nur näher kommen, wenn ich erst mal die richtigen Fragen finde.
Wenn Modelle nicht mehr als Modelle reflektiert werden, kann es dazu keine Fragen mehr geben - und damit auch keine Antworten.

Feld ist raumartig. Sowohl "Feld" als auch "Raum" sind Modelle unserer Vorstellung.

Kleiner Fragetest:
Wie sieht der Raum aus? Welche Eigenschaften hat er?
Ist er blau, grün, welche Ladung, Energie hat er? Wie groß ist er?
Was kann ich über den Raum gesichert sagen?

Ich frage naturphilosophisch.

PentaFox12
14.12.12, 13:00
Habe beim Schmökern in anderen Threads eine passende Anmerkung von richy (singularität) gefunden, die meine Frage gut anspitzt:

Ok so ein Photon altert aus unserer Sicht nicht. Aber in dessen Bezugssystem wuerde sich auch die Sicht auf das Universum veraendern. Nehmen wir eine Kugelwelle an, dann bleibt von der EM Welle aus betrachtet vom Universum gerade mal noch ein Punkt uebrig. Das Licht waere nach unendlicher Zeit ueberall, so wie es bei einer konstant strahlenden Quelle einer Kugelwelle auch anzunehmen ist. Wobei man noch die zusaetzliche Annahme treffen muesste, dass das Universum ewig existent ist. Damit ueberhaupt der Punkt uebrig bleibt.

Hier wieder die Kugelwelle - als Ausbreitungswahrscheinlichkeit.
Meine Frage: Hat hier richy recht? Ist ein idealer Strahler, z.B. ein isoliertes Atom - solch ein Quanten-Kugelwellenstrahler- oder gibt es eine Vorzugsrichtung?
Wenn ja, wie kommt diese zustande? Hilfe! ich sterbe, wenn ich hier nicht bald dazulernen kann. Belehrt mich, beschimpft mich :rolleyes: - aber bitte, kann mir da jemand was Erhellendes sagen?


Und das zweite:
Das Licht waere nach unendlicher Zeit ueberall,
Müsste es aufgrund der Längenkontraktion und Zeitdillatation nicht eher heißen: Das Licht wäre sofort überall?

Denn dass die Photonenuhr stehen bleibt, ist ja nur die Sicht des Ruhebeobachters. Aus dem Photonensystem heraus, würde doch das Ganze sofort erreicht werden? Das heißt: Weil sich alles auf 0 zusammenzieht, kann auch keine Zeit mehr vergehen, um irgendwelche Strecken zu überwinden.

Bitte redet mit mir! schluchz :confused: :o

PentaFox12
15.12.12, 08:35
Das habe ich nun auf Wiki gefunden - und damit würde sich manches erklären:

Die Kugelwelle ist eine sich regelmäßig sowie gleichmäßig von einer Quelle in alle Raumrichtungen in streng konzentrischen Wellenfronten ausbreitende Welle (z. B.: Schallwelle, Lichtwelle).

Zweidimensionale Darstellung einer Kugelwelle
Solch eine kugelförmige Wellenfront entsteht jedoch nur unter der Annahme stark idealisierter Voraussetzungen, z. B. bei einem Kugelstrahler nullter Ordnung, also einer „atmenden“ Kugel, als Quelle, bei Abstrahlung in ein homogenes isotropes Medium (hier am Beispiel von Schallwellen in Luft behandelt) bei ungestörter Ausbreitung. Ist der Ausgangsort einer Welle (Sender) als punktförmig anzusehen, so breitet sich die Welle in einem homogenen, isotropen Medium als Kugelwelle aus

Jede gerade Wellenfront kann als eine Überlagerung von Kugelwellen , die an jedem Punkt der geraden Front entstehen, verstanden werden.
D.h. die Kugelwelle wäre die elementare Welle schlechthin.

Warum aber scheint nun Licht wie ein Licht-Strahl eine Vorzugsrichtung zu haben?
Diese Richtung scheint eher die Summe von vielen Photonen-Wahrscheinlichkeitsüberlagerungen zu sein. Wenn eine Kugelwelle an einem Spiegel reflektiert wird, werden sich die reflektierten Wellen mit den späteren Kugelwellen überlagern, und sich dadurch auch in die dem Spiegel entgegensetzte Richtung verstärken.

Auch wenn aus einem Atom z.B. ein einzelnes Photon emittiert wird, verbreitet es sich als Wahrscheinlichkeits-Kugelwelle. Im Atomverbund würde es vermutlich schnell mit den anderen Atomen wechselwirken, seine Aufenthaltswahrscheinlichkeit würde schnell zusammenbrechen, es würde evtl. dort reflektiert, gebeugt, gestreut, u.a.

Ein Atom an der Materiel-Oberfläche hat jedoch die Chance, dass sich die Kugelwelle in den freien Raum hinein-retten kann und somit Bestand hätte.

Damit ist klar, warum ich immer meine, dass mir das Licht von einem strahlenden Objekt entgegenkommt, als hätte das Licht eine Vorzugsrichtung:
In der Summe aller abgestrahlten Photonen erreichen mein Auge die noch nicht kollabierten Wahrscheinlichkeitswellen. Die eine oder andere W-Welle wird bei der Wechselwirkung an meinen Augenrezeptoren den Wellenzusammenbruch auslösen, es wird zu einem reellen Photon-Teilchen, die Reizweiterleitung im Auge bewirkt, dass ich Licht aus einer bestimmten Richtung sehe.

Es erscheint mir so plausibel.
Es würde mir nun helfen, wenn mir hier entweder mitgeteilt wird:
ja, erscheint auch mir plausibel,, weil ...
oder
nein, so kann es nicht stimmen, weil ....

Für beides bin ich dankbar.:)

Hermes
15.12.12, 11:53
Hilfe! ich sterbe, wenn ich hier nicht bald dazulernen kann. Belehrt mich, beschimpft mich :rolleyes: - aber bitte, kann mir da jemand was Erhellendes sagen?


Ich kann Dir leider nicht sagen, ob richy hier recht hatte. Er kann sich nicht mehr dazu äußern, da er vor einigen Monaten leider verstorben ist. Er war ein 'Viele-Welten-Anhänger'.

Jetzt die Beschimpfung:
Überlege Dir, ob es sinnvoll begründet ist die Viele-Welten auszuschließen, Du Ignorant! ;)

Übrigens sind echte Experten bei diesen Fragen unter sich genauso gespalten wie interessierte Laien - die können Dir also nur ihre jeweilige persönliche Ansicht detaillierter darlegen. Das einzige was sicher ist, das man nichts getrost ausschließen kann...Auch wenn's auf taube Ohren stößt: Hier ein Link zu einem Multiversums-Experten:
http://space.mit.edu/home/tegmark/crazy.html
Übrigens ein Schwede. ;)

soon
15.12.12, 11:55
Warum aber scheint nun Licht wie ein Licht-Strahl eine Vorzugsrichtung zu haben?
Diese Richtung scheint eher die Summe von vielen Photonen-Wahrscheinlichkeitsüberlagerungen zu sein. Wenn eine Kugelwelle an einem Spiegel reflektiert wird, werden sich die reflektierten Wellen mit den späteren Kugelwellen überlagern, und sich dadurch auch in die dem Spiegel entgegensetzte Richtung verstärken.

Wenn man sich mit einem Feuerzeug vor einen Spiegel stellt, und dieses hin und her bewegt, dann sieht man das reflektierte Licht der Flamme immer in der Richtung, die man wegen der Regel "Einfallswinkel gleich Ausfallswinkel" erwartet. Diese 'Vorzugsrichtung' besteht aber nur scheinbar, da das Licht tatsächlich und ganz real an dem gesamten Speigel in die Richtung des Auges reflektiert wird. Man sieht das reflektierte Licht nur deshalb nicht in allen Richtungen, da sich die zeitlich längeren Wege gegenseitig aufheben.
Wenn ich das richtig verstanden habe, dann werden in der Quantenelektrodynamik zur Berechnung tatsächlich mittels Pfadintegralen (http://de.wikipedia.org/wiki/Pfadintegral) alle möglichen Wege aufaddiert, und was sich dabei nicht aufhebt und übrig bleibt, ist der zeitlich kürzeste Weg und entspricht dem "Einfallswinkel gleich Ausfallswinkel".

Die Beugung von Licht wird auf diese Weise in der QED ebenfalls sehr plausibel erklärt.
Schiebt man zwischen Lichtquelle und Detektor von beiden Seiten eine Blende, dann kann man auch an Stellen Licht detektieren, an denen man es nicht erwarten würde. Das ist laut QED nicht so, weil hier nun mehr Licht ankommt, sondern weil weniger Licht ankommt, - und zwar so wenig, dass sich die zeitlich längeren Wege nicht mehr vollständig aufheben können.

Ich hoffe, ich hab hier jetzt keinen völligen Blödsinn geschrieben.

LG soon

PentaFox12
15.12.12, 13:28
Ich kann Dir leider nicht sagen, ob richy hier recht hatte. Er kann sich nicht mehr dazu äußern, da er vor einigen Monaten leider verstorben ist. Er war ein 'Viele-Welten-Anhänger'.

Und ich hab ihm noch eine Pin geschickt. Er möge ruhen in Frieden.


Jetzt die Beschimpfung:
Überlege Dir, ob es sinnvoll begründet ist die Viele-Welten auszuschließen, Du Ignorant! ;)

Endlich! Danke :)

Die VWI ist eine plausible Erklärung, soweit ich sie verstanden habe - aber sie erklärt es zu früh in nicht mehr nachprüfbarer Weise. Solange noch andere Möglichkeiten offen sind, die in unserer Welt vorhanden und damit noch nachprüfbar sind, bevorzuge ich diese.

Bauhof
15.12.12, 14:16
Die VWI ist eine plausible Erklärung, soweit ich sie verstanden habe - aber sie erklärt es zu früh in nicht mehr nachprüfbarer Weise. Solange noch andere Möglichkeiten offen sind, die in unserer Welt vorhanden und damit noch nachprüfbar sind, bevorzuge ich diese.
Hallo PentaFox12,

das ist eine weise Antwort.
Und diese Einstellung teilen mit dir die Mehrzahl der Physiker auf der ganzen Welt.

M.f.G Eugen Bauhof

PentaFox12
15.12.12, 15:57
Hallo PentaFox12,

das ist eine weise Antwort.
Und diese Einstellung teilen mit dir die Mehrzahl der Physiker auf der ganzen Welt.

M.f.G Eugen Bauhof

Ich bin gerührt :o

Nennt mich ab jetzt bitte Pentafox der Weise (nicht "der Graue"), ich komm schon damit zurecht. Meine Bescheidenheit reicht dafür aus.

Bauhof, wie plausibel findest du meine physikalische Aussage bgzl. Kugelwelle?

Bauhof
15.12.12, 16:58
In der Summe aller abgestrahlten Photonen erreichen mein Auge die noch nicht kollabierten Wahrscheinlichkeitswellen. Die eine oder andere W-Welle wird bei der Wechselwirkung an meinen Augenrezeptoren den Wellenzusammenbruch auslösen, es wird zu einem reellen Photon-Teilchen, die Reizweiterleitung im Auge bewirkt, dass ich Licht aus einer bestimmten Richtung sehe.
Hallo PentaFox12,

du sprichst von 'Wahrscheinlichkeitswellen' so, als wären das physikalische Wellen, die Wechselwirkungen auslösen können. Die Wahrscheinlichkeitswelle ist aber nur eine Rechenvorschrift in der Bornschen Wahrscheinlichkeitsinterpretation. Sie existieren nur im Kopf des Physikers, der gerade etwas berechnen will.

M.f.G. Eugen Bauhof

PentaFox12
15.12.12, 18:09
Hallo PentaFox12,

du sprichst von 'Wahrscheinlichkeitswellen' so, als wären das physikalische Wellen, die Wechselwirkungen auslösen können. Die Wahrscheinlichkeitswelle ist aber nur eine Rechenvorschrift in der Bornschen Wahrscheinlichkeitsinterpretation. Sie existieren nur im Kopf des Physikers, der gerade etwas berechnen will.
M.f.G. Eugen Bauhof

Davon gehe ich auch aus. Es breitet sich lediglich eine Wahrscheinlichkeit aus.
Aber diese Wahrscheinlichkeitswelle als Rechenvorschrift hat eben doch eine "Form", nicht im physikalischen Sinn, das ist mir völlig klar.

Wie also ist diese nichtphysikalische Wahrscheinlichkeits-Form im Raum, wie breitet sich diese aus? Wenn es eine Rechenvorschrift ist, kann man es auch im Ablauf der Zeit mathematisch beschreiben.

Also wie isses? nichtphysikalisch, reine Wahrscheinlichkeits-Kugelwelle - oder irgendwie schon gerichtet?

PentaFox12
15.12.12, 18:33
... Man sieht das reflektierte Licht nur deshalb nicht in allen Richtungen, da sich die zeitlich längeren Wege gegenseitig aufheben.
Wenn ich das richtig verstanden habe, dann werden in der Quantenelektrodynamik zur Berechnung tatsächlich mittels Pfadintegralen (http://de.wikipedia.org/wiki/Pfadintegral) alle möglichen Wege aufaddiert, und was sich dabei nicht aufhebt und übrig bleibt, ist der zeitlich kürzeste Weg und entspricht dem "Einfallswinkel gleich Ausfallswinkel".
LG soon

Hi soon,

Alle möglichen Wege - daraus entsteht dann der kürzeste Weg.

Aber selbst bei einem kürzesten Weg würde ich nicht verstehen, wie die SRT dann die Konstanz von c retten könnte. Denn zu jedem Weg im Raum könnte ich mich relativ bewegen, er ist ja eine Aneinanderreihung von Orten.
Würde Licht einen irgendwie gearteten wirklich realen Weg gehen, dann könnte ich mich darauf hin oder davon weg bewegen, c+v und c-v!

Deshalb meine schon ziemlich gefestigte Vermutung:
Licht geht gar keinen Weg vom Sender zum Empfänger.

"Weg" ist ein Modell aus unserer Erfahrungswelt, dass wir beim Licht nachträglich konstruieren, um noch was berechnen zu können. Aber es hat keine physikalische Realität.

Die Frage ist aber nun: Wenn es keinen Weg gibt - wie kommt dann das Licht vom Sender zum Empfänger?
Darum geht es mir eigentlich, wenn ich immer wieder nachbohre, ob es nun eine Wahrscheinlichkeits-Kugelwelle oder doch schon etwas irgendwie elementar-gerichtetes ist.
Denn das Rätsel wird sich vermutlich lösen, wenn wir wissen, wie Licht und Raum miteinander realiter umgehen.

Jogi
15.12.12, 18:58
Deshalb meine schon ziemlich gefestigte Vermutung:
Licht geht gar keinen Weg vom Sender zum Empfänger.
:confused: sondern?


Die Frage ist aber nun: Wenn es keinen Weg gibt - wie kommt dann das Licht vom Sender zum Empfänger?
Eben.


Darum geht es mir eigentlich, wenn ich immer wieder nachbohre, ob es nun eine Wahrscheinlichkeits-Kugelwelle oder doch schon etwas irgendwie elementar-gerichtetes ist.
Zwischen der Wahrscheinlichkeit, die man als sich sphärisch ausbreitend berechnen kann, und der tatsächlichen Emission/Absorption von einzelnen Photonen würde ich strikt unterscheiden.
Das Eine ist Mathematik, das Andere Physik.


Gruß Jogi

PentaFox12
15.12.12, 19:09
:confused: sondern?

Sehe ich ganz genauso :)

Eben.
Auch hier sind wir uns einig :)


Zwischen der Wahrscheinlichkeit, die man als sich sphärisch ausbreitend berechnen kann, und der tatsächlichen Emission/Absorption von einzelnen Photonen würde ich strikt unterscheiden.
Das Eine ist Mathematik, das Andere Physik.

Ja, unbedingt trennen.
Was meinst du mit sphärisch?
Wenn ich einen idealen Licht-Punkt-Sender habe, ist dann sphärisch kugelwellenartig?
Gilt das dann auch für ein Atom, das als Ganzes ein Photon abgibt? oder gibt es da eine Vorzugsrichtung?

Und: Ich habe nicht die Lösung des Rätsels, tja verdammt.:rolleyes:

Ich versuche nur, mich mit ganz kleinen Tippelschritten anzunähern, dass ich ja nichts übersehe. Und ich baue dabei auf unsere überlegene Schwarmintelligenz :D

Ein Schritt ist meine Kugelwelle. Ich brauche sie einfach zum Weiterdenken.
Das zweite ist: Es kann keinen physikalischen Licht-Weg geben. Es muss irgendwie anders sein: Überholte Modelle loslassen.

soon
15.12.12, 19:57
Es kann keinen physikalischen Licht-Weg geben. Es muss irgendwie anders sein: Überholte Modelle loslassen.

Die Physik versucht zuverlässige Vorhersagen zu machen. Welches Modell bei welcher Problemstellung brauchbar ist, wird doch dabei nicht nach Sympathie entschieden, sondern rein nach Zweckmäßigkeit.

Umschreib doch mal ganz konkret um welche Problemstellung es dir geht.

Und lass dabei die Wörter 'Realität', 'Sein', 'Wirklichkeit', usw. einfach mal weg.

Denk dir ein Experiment aus.

LG soon

Jogi
15.12.12, 20:18
Was meinst du mit sphärisch?
Wenn ich einen idealen Licht-Punkt-Sender habe, ist dann sphärisch kugelwellenartig?
Ja.

Gilt das dann auch für ein Atom, das als Ganzes ein Photon abgibt? oder gibt es da eine Vorzugsrichtung?
Die Wahrscheinlichkeit der Richtung, in der das Photon entfleuchen wird, (und in der man es dann detektieren wird) verteilt sich eben in Form einer Sphäre (im Idealfall).

"Das Atom" hat ja allgemein kein "Vorne" oder "Hinten", insofern kann es auch keine Vorzugsrichtung geben.


Es kann keinen physikalischen Licht-Weg geben. Es muss irgendwie anders sein: Überholte Modelle loslassen.
Das Loslassen von einmal verinnerlichten Modellvorstellungen ist erfahrungsgemäß so gut wie unmöglich.
Da du offenbar auch bereits ein Modell dein Eigen nennst, werde ich nicht damit rechnen, dass du das wieder über den Haufen wirfst.


Gruß Jogi

PentaFox12
15.12.12, 20:21
Die Physik versucht zuverlässige Vorhersagen zu machen. Welches Modell bei welcher Problemstellung brauchbar ist, wird doch dabei nicht nach Sympathie entschieden, sondern rein nach Zweckmäßigkeit.

Umschreib doch mal ganz konkret um welche Problemstellung es dir geht.

Und lass dabei die Wörter 'Realität', 'Sein', 'Wirklichkeit', usw. einfach mal weg.

Denk dir ein Experiment aus.

LG soon

Ich bin ja kein Physiker sondern ich frage philosophisch nach der Realität hinter den Modellen.

Ein Physiker könnte sagen: "Ich nehme nur das, was ich experimentell als gesichert registriere!" Und selbst er wird sich fragen: "und was bedeutet nun das, was ich messe?, ah, es könnte so sein ...." und dann denkt er sich ein Modell aus. Er wählt ein Modell, von dem er hofft, dass es die Realität möglichst genau abbildet.
Wie aber könnte ich ein Modell wählen, wenn ich nicht die Wirklichkeit dahinter suche? Um die geht es doch letztlich!
Und warum sollte ich ein Experiment wagen, wenn ich damit nicht herausfinden wollte, was nun real ist und was nicht?

Was für ein Experiment soll ich mir ausdenken, das nicht nach der Realität fragt? Ich wüsste gar nicht, wie ich das machen soll. Jedes Experiment ist doch eine Frage an die Natur: Wie bist du beschaffen? und damit: Was ist deine Wirklichkeit?

Ich will einfach nur wissen, ob sich die Wahrscheinlichkeitswelle eines Photons als elementare Kugelwelle verstehen lässt. Ich verstehe zu wenig Mathe, um das selber nachvollziehen zu können. Und ein Experiment ist wohl auch da gar nicht mehr nötig, da es mathematisch geklärt sein müsste. Hat die W-Welle eine Vorzugsrichtung, wenn z.B. ein Atom ein Quant emittiert?

ja, nein, warum.
Mir scheint, dass unsere Schwarmintelligenz dafür nicht ausreicht. :confused:

PentaFox12
15.12.12, 20:37
Ja
Jogi, du weißt gar nicht, wie gut mir dieses einfache "Ja" tut. Darauf habe ich hier seehnlichst gewartet. Bist du Physiker, Mathematiker, dass du das selber so sichern kannst - oder kannst du mich auf eine Quelle verweisen? dafür wäre ich dir überaus dankbar


Die Wahrscheinlichkeit der Richtung, in der das Photon entfleuchen wird, (und in der man es dann detektieren wird) verteilt sich eben in Form einer Sphäre (im Idealfall).

"Das Atom" hat ja allgemein kein "Vorne" oder "Hinten", insofern kann es auch keine Vorzugsrichtung geben.

Genau das habe ich gemeint und vermutet. Da die Orbitale mit steigender Ordnungszahl ja recht komplex um den Kern verteilt sind, wäre da ja doch allerhand denkbar, z.b. dass ein Photon über den Kern Richtung Orbital-Hantel sich in den Raum ausbreitet. Aber da das Photon dem Atom als Ganzes gehört, wird es auch als Ganzes abgegeben, und das heißt, sphärisch-kugelwellig.
So weit habe ich das nun verstanden. Wenn keiner mehr was dagegen weiß.


Das Loslassen von einmal verinnerlichten Modellvorstellungen ist erfahrungsgemäß so gut wie unmöglich.
Da du offenbar auch bereits ein Modell dein Eigen nennst, werde ich nicht damit rechnen, dass du das wieder über den Haufen wirfst.

doch, Jogi, ich bin zur Zeit in der Schwebe - und will das auch halten. Wie bei einer Wanderung in unbekanntem Terrain. Noch keine Ahnung, wo man ist, aber die ersten Wegmarkierungen schon mal abspeichern.;)

Weißt du, ich bin nicht hier, um meine Welttheorie auszubreiten. Eher suche ich Weggefährten, die einander in ihren Teilwissen helfen, um einen Denk-Weg zu gehen. Mathematik, Physik, Philosophie. Gemeinsam der Lösung Schritt für Schritt näher kommen.

Es wäre klasse, wenn du mir dein Anfangs-Ja noch unterfüttern könntest.

Ich
15.12.12, 20:46
Ich bin ja kein Physiker sondern ich frage philosophisch nach der Realität hinter den Modellen.
Das ist ein Grund, warum die Physiker nicht so wirklich antworten. Warum fragst du nicht einen Philosophen?
Ich will einfach nur wissen, ob sich die Wahrscheinlichkeitswelle eines Photons als elementare Kugelwelle verstehen lässt.
Das ist hingegen eine konkrete Frage. Antwort: Ja.

Er wählt ein Modell, von dem er hofft, dass es die Realität möglichst genau abbildet.
Wie aber könnte ich ein Modell wählen, wenn ich nicht die Wirklichkeit dahinter suche? Um die geht es doch letztlich!
Ich verstehe dein Problem grundsätzlich. Aber die Arbeit musst du dir machen, nicht ich. Du musst folgende Frage sicher beantworten können:
Wenn ich dir irgendwas erkläre oder zu deinen Fragen antworte: Welche Antwort würdest du als "Realität" akzeptieren? Wie sähe so eine Antwort aus? Kannst du ein Beispiel geben?
Es ist einfach, alle Dinge, von denen Physiker sprechen, als "Modell" abzutun, nicht als "Realität". Dafür muss man nur eine Tastatur bedienen können, und nicht notwendigerweise etwas von Physik oder Philosophie verstehen.
Es ist sehr viel schwerer, vorher zu definieren, was man denn als "Realität" durchgehen lassen würde. Kannst du das? Wenn ja, dann beschreibe deine Definition, man kann dann prüfen, welche Konzepte ihr entsprechen. Wenn nein, dann brauchst du nicht zu fragen, ob etwas "real" ist, weil du gar nicht weißt, was du mit dem Begriff meinst.

Übrigens: ja, auch Physiker suchen nach der "Wirklichkeit". Man lernt aber irgendwann, einen pragmatischen Standpunkt einzunehmen und keine Frage endlos zu diskutieren, die man nicht konkret formulieren kann und zu denen man sich keine befriedigende Antwort auch nur ausdenken kann.
Du musst die Frage formulieren können, bevor du eine Antort erwartest. Versuch's mal.

amc
15.12.12, 20:57
Es breitet sich lediglich eine Wahrscheinlichkeit aus.
[...]
Wie also ist diese nichtphysikalische Wahrscheinlichkeits-Form im Raum, wie breitet sich diese aus? Wenn es eine Rechenvorschrift ist, kann man es auch im Ablauf der Zeit mathematisch beschreiben.

Hi PentaFuchs,

die Schrödingergleichung beschreibt grundsätzlich diesen Vorgang - wie sich die Wahrscheinlichkeiten (mit der Zeit) verändern.

Und dann verhält sich diese Welle eben auch anders, als unsere alltäglichen Wellen. Es kann zu instantanen Änderungen kommen. Das ist diese rätselhafte Besonderheit der Nichtlokalität.

Es bedarf hier im Grunde keiner Ausbreitung oder Fortpflanzung, so wie wir es von der RT gewohnt sind.

Dabei ist aber besonders erwähnenswert, dass durch diese "Quanten-Verbindungen" keine kausalen Zusammenhänge geschaffen werden können. Was bedeutet, auch hier gilt die max. Ausbreitungsgeschwindigkeit von c für Information, Energie, Wirkung.

Vielleicht lässt sich sagen: Die Wahrscheinlichkeiten bestehen und verändern sich im Laufe der Zeit. Hier von einer Ausbreitung zu sprechen, erscheint mir nicht ganz treffend zu sein. Weißt, was ich meine? Liegt vielleicht aber zum Teil an meiner Anschauung.

Diese "Quanten-Zustände" sind eben sehr besonders und wir verstehen sie eigentlich nicht im Geringsten. Wir können nur sehr gut beschreiben, was passiert bzw. passieren wird.

Auf diesen "Techniken" basiert ein Großteil unserer modernen Welt. Es liegt also nicht bloß daran, weil wir etwas nicht verstehen, sondern die Quanten verhalten sich tatsächlich so merkwürdig. Das kann man immer hervorheben.

Das, was sich mit Sicherheit sagen lässt, wird m.E. mit diesem Zeilinger Zitat treffend umschreben:

Wir kommen nicht um die Schlußfolgerung herum, daß wir nur über bestimmte experimentelle Ergebnisse sprechen können, die auf Messungen beruhen.

Was aber natürlich auch bedeutet, dass sich nichts auschließen lässt. Wie Hermes es sagt. Es ist gut so, diese Probleme auf verschiedene Weise anzugehen. Nur so lassen sich irgendwann neue Erkenntnisse gewinnen und wissenschaftlicher Fortschritt erzielen. Zum Großteil ist das ein "try and error" Prinzip.

Grüße, amc

Jogi
15.12.12, 21:00
Jogi, du weißt gar nicht, wie gut mir dieses einfache "Ja" tut. Darauf habe ich hier seehnlichst gewartet. Bist du Physiker, Mathematiker, dass du das selber so sichern kannst - oder kannst du mich auf eine Quelle verweisen?
Nein.:D


Da die Orbitale mit steigender Ordnungszahl ja recht komplex um den Kern verteilt sind, wäre da ja doch allerhand denkbar, z.b. dass ein Photon über den Kern Richtung Orbital-Hantel sich in den Raum ausbreitet. Aber da das Photon dem Atom als Ganzes gehört, wird es auch als Ganzes abgegeben, und das heißt, sphärisch-kugelwellig.
Ich wage hier mal ein paar Leuten zu widersprechen::p
Photonen werden durchaus von Elektronen emittiert, nicht vom "Atom als Ganzem".
Die Orbitaldarstellungen (Hanteln, Schalen, etc.) sind auch nur Modelle, also bitte nicht zu sehr darauf versteifen.
Aber selbst wenn einzelne Orbitale tatsächlich eine nichtkugelsymmetrische Form aufweisen, lässt sich daraus keine bevorzugte Emissionsrichtung ableiten.

Das Orbital ist ja auch nur eine "Wahrscheinlichkeit", ein Raumbereich, in dem man das Elektron mit höherer Wahrscheinlichkeit antrifft, als außerhalb dieses Bereiches.
Was das Elektron innerhalb des Orbitals im Einzelnen treibt, können wir nicht beobachten.
Aber es ist naheliegend, dass es sich darin mehr oder weniger chaotisch bewegt.
Deshalb kann sein Impuls zu jeder Zeit in jede Richtung weisen, man weiß es einfach nicht.
Und deshalb weiß man auch nicht, wohin es im Einzelfall ein Photon emittiert.


Gruß Jogi

PentaFox12
15.12.12, 21:17
Das ist ein Grund, warum die Physiker nicht so wirklich antworten. Warum fragst du nicht einen Philosophen?
Philosoph bin ich selber. Ich befrage mich auch ständig ;)

Ich verstehe dein Problem grundsätzlich. Aber die Arbeit musst du dir machen, nicht ich. Du musst folgende Frage sicher beantworten können:
Wenn ich dir irgendwas erkläre oder zu deinen Fragen antworte: Welche Antwort würdest du als "Realität" akzeptieren? Wie sähe so eine Antwort aus? Kannst du ein Beispiel geben? Jogis Antwort, wenn er sie noch z.B. mit einer Formel oder mit einem anerkannten Experiment verbinden kann, wäre etwas, was mir auf der Suche nach der Wirklichkeit voranbringen würde, weil in jeder Formel, in jedem geglückten Experiment, sich etwas vom Wesen der Realität offenbart.

Es ist einfach, alle Dinge, von denen Physiker sprechen, als "Modell" abzutun, nicht als "Realität". Dafür muss man nur eine Tastatur bedienen können, und nicht notwendigerweise etwas von Physik oder Philosophie verstehen.
Kein abwertendes "abtun". Es sind doch die Physiker selbst, die von Modellen und Theorien sprechen. Wie könnte ich es wagen, den Profis zu widersprechen:cool:

Es ist sehr viel schwerer, vorher zu definieren, was man denn als "Realität" durchgehen lassen würde. Kannst du das? Wenn ja, dann beschreibe deine Definition, man kann dann prüfen, welche Konzepte ihr entsprechen.
Wenn nein, dann brauchst du nicht zu fragen, ob etwas "real" ist, weil du gar nicht weißt, was du mit dem Begriff meinst.

Wir haben das Problem, dass wir in der Wirklichkeit leben, sie aber nur fragmentarisch erfassen können. Jede mathematische Formel, die sich schon tausendfach bewährt hat, offenbart damit schon ein Stück Wirklichkeit, weil sie vernünftige Zusammenhänge aufzeigt.
Wir brauchen ja nur die geschichtliche Entwicklung des Wissens betrachten. Was dachte man früher z.B. über den Blitzeinschlag - heute kennen wir einen Teil der Wirklichkeit: Elektrischer Strom, Ladungsträger, Elektronen, usw.

Übrigens: ja, auch Physiker suchen nach der "Wirklichkeit". Man lernt aber irgendwann, einen pragmatischen Standpunkt einzunehmen und keine Frage endlos zu diskutieren, die man nicht konkret formulieren kann und zu denen man sich keine befriedigende Antwort auch nur ausdenken kann.
Warum sucht ein Physiker nach der Wirklichkeit - und wird dann Pragmatiker?
Weil er des Suchens müde geworden ist? Weil er nicht weiß, wonach er suchen soll? Weil er nicht mal die passenden Fragen kennt?

Also ich bin noch voll auf der Suche nach dem Wesen der Realität - und mir ist klar, dass ich suchen muss - das kann mir niemand abnehmen. Ich erwarte auch nicht, dass mir das hier jemand abnimmt. Hier suche ich nur Antworten auf physikalische Detailfragen, dazu ist das Forum da, und ist dabei sehr hilfreich, wofür ich wirklich dankbar bin.

Du musst die Frage formulieren können, bevor du eine Antwort erwartest. Versuch's mal.

Danke, aber Jogi hat sie doch schon beantwortet. :)

PentaFox12
15.12.12, 21:24
Nein.:D
Was nein? kein Profi oder keine Quelle?
Lass mich halt nicht so schmoren. :confused: Irgendwo musst du das doch herhaben. Komm, lass raus, dann gehts dir sicher besser:) - und vor allem mir.

Und deshalb weiß man auch nicht, wohin es im Einzelfall ein Photon emittiert.
... und solang man es nicht weiß, gibt es auch kein "wohin", also keine festgelegte Richtung, wenn ich die QPhysik zumindest hier richtig verstehe

PentaFox12
15.12.12, 21:37
Hi PentaFuchs,
die Schrödingergleichung beschreibt grundsätzlich diesen Vorgang - wie sich die Wahrscheinlichkeiten (mit der Zeit) verändern.

Kommt da bei einer idealen Punktquelle eine sphärische Wahrscheinlichkeits-Kugelwelle raus?

Und dann verhält sich diese Welle eben auch anders, als unsere alltäglichen Wellen. Es kann zu instantanen Änderungen kommen. Das ist diese rätselhafte Besonderheit der Nichtlokalität. Du meinst hier vermutlich die Verschränkung von Quanteneigenschaften. Dabei handelt sich ja um ein System, dessen Systemteile räumlich weit entfernt sein können.
Das "instantan", also augenblicklich gilt ja nur innerhalb dieses Systems, vermute ich. Nichtverschränkte Quantenobjekte verhalten sich zueinander nicht-instantan, so meine beschränkte Auffassung.

Diese "Quanten-Zustände" sind eben sehr besonders und wir verstehen sie eigentlich nicht im Geringsten. Wir können nur sehr gut beschreiben, was passiert bzw. passieren wird.

Ja, und das finde ich sehr faszinierend. Und erstaunlich, wie lange es schon so ist. So viele quantenphysikalische Anwendungen, Geräte - aber immer noch die große Ahnungslosigkeit, was für eine Realität, - sry, hier muss ich es sagen - dahinter steckt. Faszinierend, ich finds direkt schön so :), hätte aber nichts dagegen, wenn jemand von euch die Nuss knacken würde. Ich sehe es wie das noch unerforschte Land, wie ein großes Abenteuer des menschlichen Geistes.

Jogi
15.12.12, 21:40
Was nein? kein Profi oder keine Quelle?
Weder noch.
Wenn ich nicht so faul wäre, könnte ich mal nach irgendeiner Quelle suchen, die meine Aussage stützt.
Vielleicht demnächst mal...

Irgendwo musst du das doch herhaben.
Modellvorstellung!?!

Komm, lass raus, dann gehts dir sicher besser:)
Danke, es geht einigermaßen...

- und vor allem mir.
Mach dir nicht so 'n Druck.:)
Als Philosoph lernt man doch, dass man nichts erzwingen kann, oder?


... und solang man es nicht weiß, gibt es auch kein "wohin", also keine festgelegte Richtung, wenn ich die QPhysik zumindest hier richtig verstehe.
Ich verstehe die Quantenphysik auch nicht, also alles im grünen Bereich.:)

Was immer wieder irritiert, ist diese "Festlegung durch Wissen".
Das ist nicht falsifizierbar, auch nicht durch Delayed Choice Experimente.
Ich gehe davon aus, dass die Richtung im Moment der Emission festgelegt wird.
Nicht bei der Absorption.

soon
15.12.12, 21:48
Ich bin ja kein Physiker sondern ich frage philosophisch nach der Realität hinter den Modellen.

Der Realität hinter den Modellen kann man nicht näher kommen als durch die zutreffende Vorhersage über den Ausgang eines Experiments, finde ich.

Ausser vielleicht durch ... Zahnschmerzen.

Wobei ich Sinneswahrnehmungen auch als Teil eines Modells betrachte, welches von der Evolution entwickelt wurde und bei uns 'hartverlötet' vorhanden ist.

Einen direkten Zugang zur Wirklichkeit gibt es nicht.

LG soon

PentaFox12
15.12.12, 21:51
Modellvorstellung!?!
Nein, bitte nicht. Zahlen, Formeln, Fakten. ich brauch da eine Unterfütterung, um weiter denken zu können, sonst biege ich falsch ab.

Mach dir nicht so 'n Druck.:)
Als Philosoph lernt man doch, dass man nichts erzwingen kann, oder?
Das ist doch nur meine Mitleidstour, um Antworten zu beschleunigen.;)

Ich gehe davon aus, dass die Richtung im Moment der Emission festgelegt wird.
Nicht bei der Absorption.
Das wäre nicht schön. Ich möchte, dass sie sich erst bei der Absorption festlegen.

Ich
15.12.12, 21:53
Ich wage hier mal ein paar Leuten zu widersprechen:
Photonen werden durchaus von Elektronen emittiert, nicht vom "Atom als Ganzem".
Dem Widerspruch wird nicht stattgegeben. Die genannten Leute haben sich was dabei gedacht. Der Übergang e -> e + γ ist schlicht und einfach nicht möglich ohne Unterstützung.

Kein abwertendes "abtun". Es sind doch die Physiker selbst, die von Modellen und Theorien sprechen. Wie könnte ich es wagen, den Profis zu widersprechen
Den Gegensatz Modell - Realität hast aber du gebracht, nicht die Physiker.
Warum sucht ein Physiker nach der Wirklichkeit - und wird dann Pragmatiker?
Weil er des Suchens müde geworden ist? Weil er nicht weiß, wonach er suchen soll? Weil er nicht mal die passenden Fragen kennt?
Weil er irgendwann lernt, sinnvolle Fragen von sinnlosen zu unterscheiden. Und dann der ersten Kategorie nachgeht, nicht der zweiten.
Hier suche ich nur Antworten auf physikalische Detailfragen, dazu ist das Forum da, und ist dabei sehr hilfreich, wofür ich wirklich dankbar bin.
Auf die "physikalischen Detailfragen" kriegst du ja auch Antwort. Das da:
Mir geht es allein um die Realität der Ausbreitung im Raum.
Ist die Ausbreitung der EM-Welle aus vielen Photonen eine physikalische Realität?
sind nach meiner Einschätzung keine physikalischen Detailfragen, sondern Naturphilosophie. Was - wiederum nach meiner ganz persönlichen Einschätzung und Erfahrung - meistens nur schwammig gestellte Fragen bedeutet, auf die man sich eine konkrete, überprüfbare Antwort noch nicht einmal vorstellen kann.
Danke, aber Jogi hat sie doch schon beantwortet.
Wenn's nur die Frage nach Kugelsymmetrie bei Kugelsymmetrischen Anfangsbedingungen war ist es wohl so. Die anderen Fragezeichen in deinen Beiträgen waren dann wohl nicht so gemeint. Ist auch ok.

Jogi
15.12.12, 22:05
Dem Widerspruch wird nicht stattgegeben. Die genannten Leute haben sich was dabei gedacht. Der Übergang e -> e + γ ist schlicht und einfach nicht möglich ohne Unterstützung.
...die jedoch nicht zwingend aus einem Atomrumpf stammen muss.
-> Synchrotronstrahlung.

Aber auch die atomare Lichtemmision ist meist die Folge einer externen Anregung (Zerfälle ausgenommen).

Ich
15.12.12, 22:14
...die jedoch nicht zwingend aus einem Atomrumpf stammen muss.
-> Synchrotronstrahlung.

Natürlich nicht. Jedes externe Feld tut's, in dem das Elektron sowas wie eine potentielle Energie hat. Die Emission eines Photons "von einem Elektron" erfordert immer, dass von irgendwoher ein Impulsdefizit ausgeglichen wird. So dass dieses "irgendwoher" wohl auch zum Emitter zählt.

PentaFox12
15.12.12, 22:16
Dem Widerspruch wird nicht stattgegeben. Die genannten Leute haben sich was dabei gedacht. Der Übergang e -> e + γ ist schlicht und einfach nicht möglich ohne Unterstützung.
Bist du Mathematiker oder Physiker?

sind nach meiner Einschätzung keine physikalischen Detailfragen, sondern Naturphilosophie. Was - wiederum nach meiner ganz persönlichen Einschätzung und Erfahrung - meistens nur schwammig gestellte Fragen bedeutet, auf die man sich eine konkrete, überprüfbare Antwort noch nicht einmal vorstellen kann.

Sobald ich den Begriff "Modell" wähle, beziehe ich es sogleich auf eine Realität, die modellhaft dargestellt werden soll. Modell und Realität haben immer miteinander zu tun. Und ja, in der Physik geht es sehr viel um Modelle und damit auch um die Frage nach der Realität.

Es geht gar nicht anders. Ansonsten landet man beim reinen Pragmatismus, wo man auch keine Modelle mehr benötigt - und damit sich auch der Frage nach der Realität entledigt. Wie aber könnte man noch Physik betreiben, wenn man keine Modelle mehr zulässt? Wenn man aber Modelle zulässt, warum darf man dann nicht nach der Realität fragen, auf die sie verweisen?

Was ich damit sagen will:

Physik ohne Modelle geht nicht.

Modelle ohne die Frage nach dem, was sie abbilden, geht auch nicht.

Damit ist Physik ohne Naturphilosophie ein pragmatischer Torso.

Wir sind damit aber bei einem eigenen Threadthema angelangt.

Und es ist auch klar, dass ein bestehendes Modell klar formuliert werden kann, die Frage nach der Realität aber immer schwammig sein muss, weil es eine Horizontfrage ist: Etwas, das man sieht, aber noch nicht hat. Wir haben von ihr immer nur Fragmente, wie eben eine funktionierende Formel.

Jogi
15.12.12, 22:18
[...] So dass dieses "irgendwoher" wohl auch zum Emitter zählt.
Ach so, der ganzheitliche Ansatz...:)

Ich
15.12.12, 22:24
Ach so, der ganzheitliche Ansatz...:)
Gegen "ganzheitlich" bin ich (berufsbedingt?) allergisch. Man muss keineswegs alles betrachten. Aber alles nötige. Und das ist mehr als ein Elektron.

Ich
15.12.12, 22:41
Bist du Mathematiker oder Physiker?


Rate mal.
Sobald ich den Begriff "Modell" wähle, beziehe ich es sogleich auf eine Realität, die modellhaft dargestellt werden soll. Modell und Realität haben immer miteinander zu tun.

Du kommst der Sache näher. Was haben Modell und Realität miteinander zu tun?
Es geht gar nicht anders. Ansonsten landet man beim reinen Pragmatismus, wo man auch keine Modelle mehr benötigt - und damit sich auch der Frage nach der Realität entledigt.
Sorry, das ist entweder Polemik, oder ein ganz grundsätzliches Missverständnis. Der Pragmatismus verwirft nicht das Modell oder die Frage nach der Realität. Man versucht nur - ich wiederhole es gerne -, sich mit sinnvollen Fragen zu beschäftigen.
Physik ohne Modelle geht nicht.
Modelle ohne die Frage nach dem, was sie abbilden, geht auch nicht.
Damit ist Physik ohne Naturphilosophie ein pragmatischer Torso.

Sehe ich völlig anders. Natürlich fragt die Physik nach dem, was die Modelle abbilden - zumindest fragt sie, inwiefern sie die Realität abbilden. Das geht relativ "straightforward", wie der Bayer sagt: Modell sagt soundso, Experiment auch - und zwar immer - ergo: Modell bildert die Realität ab. Das ist Physik, nicht Naturphilosophie.

amc
15.12.12, 23:13
was mich auf der Suche nach der Wirklichkeit voranbringen würde, weil [...]

he he, ich glaube, ich nenne dich eher "Penta der Suchende" ;)

Also ich bin noch voll auf der Suche nach dem Wesen der Realität

Da bin ich bei dir, wie sicher viele (hier). Lass uns versuchen dies ein wenig zu trennen. Vielleicht machste doch nochma nen Thread im Forum "Wissenschaftstheorie und Interpretationen der Physik" auf, irgendwann. Und hier zunächst mehr das, was die "reinen" physikalischen Fragen betrifft. Siehst du den Sinn? Dann folge ihm. :)

Grüße, amc

PentaFox12
16.12.12, 09:58
Vielleicht machste doch nochma nen Thread im Forum "Wissenschaftstheorie und Interpretationen der Physik" auf, irgendwann. Und hier zunächst mehr das, was die "reinen" physikalischen Fragen betrifft. Siehst du den Sinn? Dann folge ihm. :)

Ich sehe den Sinn es zu trennen - und folge ihm nicht ;),
denn für mich habe ich das Zusammenspiel von Modell zu Realität und von Physik zu Naturphilosophie geklärt. Hab nur geantwortet, weil es angefragt wurde. Möge der da was aufmachen, der für sich Klärung braucht - ich schau da gerne mal bei Bedarf rein.

Ansonsten folge ich meiner eigenen Fährte, die mich nun aus diesem erlauchten Kreise hinausführt. Ein paar Dinge haben mir sehr geholfen, vor allem die Klärung einiger physikalischer Fragen. Was ich brauche, ist nun wirklich spezielle Literatur, vor allem über die SRT und das Verständnis von Raum und Zeit. Auch die ART kommt in den Fokus.
Und viel Zeit zum persönlichen Philosophieren.

Möge also die Macht mit euch sein - es verabschiedet sich Pentafox, der Weisheit Suchende :D

PentaFox12
16.12.12, 17:07
Hallo Bauhof,
wenn du dazu tiefer einsteigen möchtest, gerne. Bei so einem Thema bin ich ohnehin in meinem Element ;)
Da es aber nicht meine aktuelle Fährte ist, ergreif bitte du die Initiative mit einem eigenen Thread im entsprechenden Bereich und gib mir Bescheid.

Nur mal so viel vorweg:
In etlichen Dingen stimme ich dir total zu - in anderen gebe ich Contra. :cool:

Ich denke, dass man mit dir niveauvoll und fair diskutieren kann, das würde mir schon Spaß machen. Und vielleicht steigt auch der ein oder andere Interessierte ein, why not.

Bauhof
16.12.12, 17:50
...Da es aber nicht meine aktuelle Fährte ist, ergreif bitte du die Initiative mit einem eigenen Thread im entsprechenden Bereich und gib mir Bescheid.
Hallo PentaFox12,

ich habe meinen Beitrag zur Wissenschaftstheorie verschoben:

Objektive Realität ist eine Illusion (http://www.quanten.de/forum/showthread.php5?t=2354)

M.f.G. Eugen Bauhof