Soeben in Phönixkanal Brecherwellen

nancy50 · #1 07.06.10, 21:30

Hallo leute,

soeben ging auf Phönix die Wiederholung zu Monsterwellen zu Ende.Ich hatte vor geraumer Zeit schon mal darüber hier berichtet.
Jetzt nochmal aus neuer Sicht.
Also, normalerweise werden Wellenerscheinungen mit linaearen Modellen beschrieben.
Das soll bedeuten, sinusförmige Wellen mit bestimmter Energie, also Amplitute, erscheinen auf der Wasseroberfläche.
Damit sind Wellenhöhen, ja nach eingetragener Energie (Wind, Strömung etc. )
von ca. 15m möglich.
Daran orientiert sich der Schiffbau.
Nun treten unvermittelt , nachweislich !, Wellenhöhen von bis zu 30m auf, sogenannte Monsterwellen.
Lineare Modelle können dies nicht erklären.
Hier kommt Schrödinger ins Spiel.(laut Sendung )
Danach ist es möglich, dass eine zentrale Welle, sagen wie von 10m Höhe, Energie der vorderen und hintern Welle gewissermassen aufsaugt und sich zu Monsterwellen von 30m auftürmt, die sofort bricht(wird zur Wand ) und dadurch enorme Schäden am Schiff erzeugt. (100t/m²) .
Kann mir jemand den Bezug zur Schrödinger Gleichung (laut Sendung ) erläutern ?
Müsste was mit Wahrscheinlichkeiten der Energie zu tun haben ?.

N50

wrentzsch · #2 08.06.10, 01:48

Ich kann mir das nur mit einer Idealgeschwindigkeit von Wellen erklären.
Wenn der Vortrieb höher ist als die Wirkung der Schwerkraft.
Wie gesagt nur eine Annahme und hier reingesetzt um die Idee nicht zu verlieren.

nancy50 · #3 09.06.10, 11:16

genau das lässt sich mit klassischer Physik mit linearen Modellen erklären.
Darin sind natürlich auch Riesenwellen möglich, auf Grund der Gaußschen Verteilungsfunktion aber nur in 5000 Jahren eine !
Das paradoxe ist nun, das hier quantenmechanische Erklärungsversuche gemacht wurden.#
Soll heißen, dieEnergieverteilung (Amplitute) der Riesenwelle gehorcht diesen Gesetzen, holt sich gewissermaßen Energie von der vorderen und hinteren Welle.#Für ein Quantenobjekt ist dies ja kein Problem, aber für eine Wasserwelle, da hab ich Verständnisprobleme.

N50

richy · #4 09.06.10, 14:12

Hi Nancy

Das Thema Solitonen hatten wir eine zeitlang im Forum mit interessanten Links schon diskutiert.
http://www.quanten.de/forum/showthre...hlight=Soliton
Der Zusammenhang zur Schroedingergleichung besteht darin, dass Wassersolitonen und PSI-Solitonen (die gibt es tatsaechlich) durch die formal selben Gleichungen beschrieben werden (KDV-Gleichung).
EDIT : AEHNLCHE GLEICHUNGEN

Zwischen den Feldgroessen PSI und z.B. der "Wasserteilchenauslenkung" besteht kein physikalischer Zusammenhang. Es ist nur eine mathematische Analogie.
Auch zwischen EM Welle und Schallwelle kann man eine Analogie herstellen, da beide ueber eine Wellengleichung beschreibbar sind. Zwischen Schallduck p und E-Feld besteht dennoch kein physikalischer Zusammenhang.
Das Soliton ist per Definition keine Welle und charakteristisch ist der Stofftransport, die Stroemung innerhalb des Solitons. Das Soliton weist durch den innerern Fluss eher einen Teilchencharakter auf. Wasserwellen sind auch nicht mit longitudinalen Schallwellen vergleichbar, denn es sind Transversalwellen. Die Gleichungen stark nichtlinear wie man beim Wellenbrechen am Strand sehr schoen beobachten kann.
Wassersolitonen und Lichtsolitonen werden durch aehnliche Gleichungen beschrieben und verhalten sich daher tatsaechlcih sehr aehnlich. Man muss hier noch zwischen SGL und der Wellengleichung der E-Dynamik unterscheiden. Ob in der nichtlinearen E-Dynamik Solitonen auftreten weiss ich nicht.

Zitat:

Darin sind natürlich auch Riesenwellen möglich, auf Grund der Gaußschen Verteilungsfunktion aber nur in 5000 Jahren eine !
Das paradoxe ist nun, das hier quantenmechanische Erklärungsversuche gemacht wurden.

So verhaelt es sich nicht :-)

Jogi · #5 09.06.10, 15:13

Hi nancy.

Zitat:

Zitat von nancy50

Für ein Quantenobjekt ist dies ja kein Problem, aber für eine Wasserwelle, da hab ich Verständnisprobleme.

Wo ist denn das Problem?

Wellen, die nicht exakt die gleiche Geschwindigkeit und Richtung haben, überlagern sich nun mal irgendwann irgendwo.
Wenn es der Zufall will, überlagern sich auch mal an einer Stelle drei oder vier Wellenberge gleichzeitig.
Bricht die Welle nicht, läuft ein solcher Peak danach auch wieder auseinander, das ist also nur ein zeitlich und örtlich sehr begrenztes Phänomen.
Kommt aber auf offener See wohl doch recht häufig vor.
Durch die ständig steigende Verkehrsdichte auf See sind auch zunehmend mehr Schiffe davon betroffen.
Früher tat man Berichte von solchen Monsterwellen als Seemansgarn ab, außer den (wenigen) Betroffenen hatte ja niemand jemals so ein Ding gesehen.

Anders sieht die Sache bei Brechern (hauptsächlich an der Küste oder bei geringer Wassertiefe) aus:
Ein Brecher unterscheidet sich grundlegend von einer "normalen" Welle.
Weil sich hier eine erhebliche Wassermenge in eine Richtung bewegt.
Und nicht hin und wieder her, bzw. auf und ab.
Holen sich hier zwei oder drei Wellen zum "richtigen" Zeitpunkt ein, laufen sie nicht mehr auseinander, sondern brechen als eine einzige, große Welle (Solitonenbildung an der Oberfläche).
Und das kann schon auch mal auf hoher See passieren, z. B. an Stellen, wo sich zwei Meeresströmungen begegnen.

Quantenphysikalisch käme der erste Fall vielleicht einer Vakuumfluktuation gleich, die unvermittelt auftritt und wieder verschwindet.

Der zweite Fall, die Solitonenbildung, ist eher mit der Paarbildung im EM-Feld zu vergleichen.
Objekte, die sich jeweils als separate Wellenfunktion beschreiben lassen, koppeln physikalisch aneinander, und bilden ein einziges Objekt, das dann mit einer Funktion zu beschreiben ist.

Gruß Jogi

P.S.: Jetzt war richy schneller...

nancy50 · #6 09.06.10, 17:05

Fasse ich mal zusammen:

es besteht also zwischen der SGl und den Monsterwellen ein formaler Zusammenhang in Form der Gleichungen, physikalisch dann keiner, das kann ja auch nicht sein, denn die SGl gilt dort ja nur für Qauntenteilchen, das hatten die Moderatoren wahrscheinlich so nicht erkannt.
Angenommen, die Wasserteilchen wären Qauntenobjekte, könnte der Fall einer erhöhten Amplitute der Welle, ja mit gewisser Wahrscheinlicht durchaus eintreten, wenn ich die SGL richtig verstanden habe.

Danke an alle.

N50

richy · #7 09.06.10, 21:40

Hi nancy

Zitat:

es besteht also zwischen der SGl und den Monsterwellen ein formaler Zusammenhang in Form der Gleichungen,

Genau.

Zitat:

physikalisch dann keiner, das kann ja auch nicht sein, denn die SGl gilt dort ja nur für Qauntenteilchen, das hatten die Moderatoren wahrscheinlich so nicht erkannt.

Auch eine elektromagnetische Welle und eine Wasserwelle weisen ein aehnliches physikalisches Verhalten auf. Beides bezeichnet man als Wellen, obwohl die Wellennatur sich auf physikalisch voellig unterschiedliche Groessen bezieht.
Soweit duerfte alles klar sein.
Und ebenso kann man sich vereinfacht vorstellen, dass auch PSI oder |PSI|^2 vor der Messung irgendetwas physikalisches beschreiben moege. Was allerdings vom Mainstream abgeleht wird.
Wollte man dieses Solitonen Analogon somit anschaulich interpretieren, so geraet man in die Interpretationen der Quantenmechanik.
Somit belaesst man es vielleicht einfach besser an der formalen Aehnlichkeit der Gleichungen. Wahrscheinlich gibt es auch Solitonenloesungen fuer nichtlineare Maxwellgleichungen. Hier waere eine Interpretation eventuell etwas einfacher.
Zum Beispiel bezueglich der Frage wie denn hier ein "Medium" stroemen koennte.

Zitat:

Angenommen, die Wasserteilchen wären Quautenobjekte, könnte der Fall einer erhöhten Amplitute der Welle, ja mit gewisser Wahrscheinlicht durchaus eintreten, wenn ich die SGL richtig verstanden habe.

Ich denke du hast das Analogon nicht ganz verstanden oder der TV Reporter hat da einges wild zusammengewuerfelt. Mit Wahrscheinlichkeiten hat das Analogon zunaechst gar nichts zu tun. Abgesehen davon, dass eine der Feldgroesse in dieser Analogie |PSI<^2 eine Wahrscheinlichkeit darstellt.
Auf keinen Fall aber mit welcher Wahrscheinlichkeit ein Wassersoliton, eine Monsterwelle auftritt.

Wollte man einen groben Vergelich ziehen sieht dieser etwa so aus :

Eine besondere Eigenschaft der Solitonen ist die, dass sie besonders stabil sind. Diese "Wellen" koennen sich ueber lange Zeit, lange Strecken stabil ausbreiten ohne dass sie zerfliessen. Das liegt daran, dass die Dispersion hier nicht destruktiv wie bei einer Welle, sondern konstruktiv fuer das Soliton wirkt. Die einzelnen Frequenz/Wellenzahl Anteile bleiben durch Kreisprozesse scharf an einem Ort fixiert.

Uebertraegt man dies auf eine Wahrscheinlichkeitswelle, so bleibt die Wahrscheinlichkeit ein Teilchen anzutreffen stets scharf auf einen Ort fixiert, lokalisiert. Diese stabile hohe Wahrscheinlichkeit kann natuerlich auch durch den Raum transportiert werden.
Zahlreiche Beispiele findest du unter diesem Link, den ich schon einmal gepostet hatte.
http://www.uni-muenster.de/Physik/FB-Brosch/AP.html

JoAx · #8 10.06.10, 16:16

Hi richy!

Zitat:

Zitat von richy

Und ebenso kann man sich vereinfacht vorstellen, dass auch PSI oder |PSI|^2 vor der Messung irgendetwas physikalisches beschreiben moege. Was allerdings vom Mainstream abgeleht wird.

In der klassischen ED kann man Amplitude einer em. Welle berechnen. Gibt es diese tatsächlich? Gibt es in der Natur eine Entsprechung für diese Grösse?

Gruss, Johann

Uli · #9 10.06.10, 16:48

Zitat:

Zitat von JoAx

Hi richy!

In der klassischen ED kann man Amplitude einer em. Welle berechnen. Gibt es diese tatsächlich? Gibt es in der Natur eine Entsprechung für diese Grösse?

Gruss, Johann

Man kann sie nicht nur berechnen, man kann elektrische und magnetische Feldstärken auch unmittelbar messen.

Bei einer elektromagnetischen Welle misst du z.B. an einem ausgewählten Raumpunkt eine zeitlich oszillierende elektrische Feldstärke (z.B. über die Messung der Kraft auf eine Probeladung); den maximalen Ausschlag des Messwerts nennt man Amplitude.

Ich würde sagen, es spricht doch einiges dafür, zu sagen "es gibt elektromagnetische Wellen" (samt ihrer Amplituden).

Gruß,
Uli

JoAx · #10 10.06.10, 17:18

Zitat:

Zitat von Uli

Man kann sie nicht nur berechnen, man kann elektrische und magnetische Feldstärken auch unmittelbar messen.

Bei einer elektromagnetischen Welle misst du z.B. an einem ausgewählten Raumpunkt eine zeitlich oszillierende elektrische Feldstärke (z.B. über die Messung der Kraft auf eine Probeladung); den maximalen Ausschlag des Messwerts nennt man Amplitude.

Ich würde sagen, es spricht doch einiges dafür, zu sagen "es gibt elektromagnetische Wellen" (samt ihrer Amplituden).

Gruß,
Uli

Hi Uli!

Vlt. spinne ich auch "etwas". Feldstärken sind ok, deren Realität will ich auch nicht anzweifeln.

Wenn man jetzt eine mechanische Analogie nimmt, eine Feder z.B., dann ist deren maximale Abweichung von dem Nullniveau die Amplitude. Je gösser die Intensität, desto grösser die Amplitude, bei gleichbleibender Frequenz. (?) So, nun kann hier die Amplitude für eine Bestimmte Frequenz nicht unbegrenz gesteigert werden, da es ansonsten zu einem Konflikt mit der RT kommen würde, richtig?

Wahrscheinlich liegt hier mein Fehler, den ich versuche mir auch die "em. Amplitude" als etwas räumliches vorzustellen.

Na ja. Bin halt am Nachrübeln.

Gruss, Johann