Eleganz physikalischer Formeln

[JoAx]

Servus!

Ich denke, dass die Grundgleichungen schon einfach* sein müssen. Die Einfachheit ist da der Ausdruck des direktesten Weges zur Lösung. Dass dabei eine Menge an unterschiedlichen Einflüssen zu berücksichtigen ist, und nicht nur Elektromagnetismus, wie im Beispiel von Tom mit den Energieniveaus im Atom, ändert an der Richtigkeit der Forderung, dass es "einfach" sein soll, imho nichts.

* - einfach ist halt auch relativ.

Zitat von fossilium

Das glaube ich nicht, ein Quant ist definitionsgemäss nicht teilbar. Sonst wäre es kein Quant.
Das ist nach meinem Verständnis nicht nur eine diskrete Portion, sondern die kleinstmögliche Portion. Sonst wäre man ja wieder im gedanklichen Regress über das "kleinste" Teilchen.

Das halte ich für fasch. Ein Quant ist in erster Linie ein Objekt, das sich nach "Regeln" der Quantenmechanik verhält. Und das können u.A. auch eindeutig "zusammengesetzte" Objekte, wie bsw. Atome oder gar Moleküle sein. Ein "Teilchen" (darunter auch das kleinste) ist kein ausreichendes Bild, um die Natur zu beschreiben, und deswegen ist "das "kleinste" Teilchen" die falsche Richtung für Überlegungen. Diese ist schlicht nicht einzuschlagen. Dann kommt man auch nicht in den "Regress".


Gruß, Johann

[Timm]

Hallo Johann,

Zitat von JoAx

Das halte ich für fasch. Ein Quant ist in erster Linie ein Objekt, das sich nach "Regeln" der Quantenmechanik verhält. Und das können u.A. auch eindeutig "zusammengesetzte" Objekte, wie bsw. Atome oder gar Moleküle sein.

Üblicherweise sind mit "Quanten" kleinste Energieeinheiten gemeint, da bin ich bei fossilium. Somit sind Quanten von Quantenobjekten, die etwa in eine Superposition gebracht werden können, schon zu unterscheiden.
Das Quantenobjekt Photon, als kleinste Energieeinheit des Lichts mag eine Sonderstellung einnehmen.

Gruß, Timm

[JoAx]

Hi Timm!

Zitat von Timm

Üblicherweise sind mit "Quanten" kleinste Energieeinheiten gemeint, da bin ich bei fossilium.

Wie groß ist so eine "kleinste Energieeinheit"?


Gruß, Johann

[Hawkwind]

Zitat von JoAx

Hi Timm!



Wie groß ist so eine "kleinste Energieeinheit"?


Gruß, Johann

Je nach dem ... .

Ich würde so sagen: ein Quant ist das, was einem Quantensystem zugeführt werden muss, damit es einen angeregten Zustand annehmen kann: Energie, Drehimpuls ... .
Quantensystemen können - wie du sagst - komplex sein.

In der Teilchenphysik benutzt man das Wort "Quant" auch schonmal als Synonym für Teilchen ... besonders gerne für die Anregungen der bosonischen Felder: Photonen, Gluonen, W/Z-Bosonen etc..

In anderen Gebieten der Physik gibt es auch Quanten in Form von Quasi-Teilchen wie Phononen, Solitonen, Cooper-Paare etc..

Wieder mal a bisserl schwammig ... .

[JoAx]

Zitat von Hawkwind

Je nach dem ... .

Ich würde so sagen: ein Quant ist das, was einem Quantensystem zugeführt werden muss, damit es einen angeregten Zustand annehmen kann: Energie, Drehimpuls ... .
Quantensystemen können - wie du sagst - komplex sein.

In der Teilchenphysik benutzt man das Wort "Quant" auch schonmal als Synonym für Teilchen ... besonders gerne für die Anregungen der bosonischen Felder: Photonen, Gluonen, W/Z-Bosonen etc..

In anderen Gebieten der Physik gibt es auch Quanten in Form von Quasi-Teilchen wie Phononen, Solitonen, Cooper-Paare etc..

Wieder mal a bisserl schwammig ... .

Eben! Eben! Und noch mal eben!

Bleibt man alleine im Atom, und betrachtet seine Energieebenen, merkt man, dass man nicht von Photonen als immer gleichen Portionen sprechen kann.

Wie man's auch dreht, kann man den "Quant" halt nicht auf das Bild - "unteilbares Teilchen" - reduzieren. Und deswegen kann man sich auch nicht darauf berufen, dass es ein "Rückschritt" wäre, wenn man es nicht als ein "unteilbares Teilchen" versteht.


Gruß

[amc]

Auch interessant und ggf. etwas hilfreich finde ich hier die Unterscheidung des Duden zwischen den Begriffen Quant und Quantum.

Demnach ist das Quant der:

http://www.duden.de/rechtschreibung/Quant

kleinstmöglicher Wert einer physikalischen Größe (von dem gewöhnlich nur ganzzahlige Vielfache auftreten), besonders in einer Wellenstrahlung als Einheit auftretende kleinste Energiemenge (die sich unter bestimmten Bedingungen wie ein Teilchen verhält)

und das Quantum eine:

http://www.duden.de/rechtschreibung/Quantum

bestimmte [jemandem, einer Sache zukommende] Menge

Beispiele

• ein gehöriges, ordentliches Quantum
• das tägliche Quantum Kaffee
• <in übertragener Bedeutung>: ein Quantum Humor gehört dazu

Grüße, amc

[soon]

Hallo,

Zitat von JoAx

Wie groß ist so eine "kleinste Energieeinheit"?

Müsste man nicht korrekterweise von Wirkungseinheiten reden?



Wikipedia Plancksches Wirkungsquantum :

Planck entdeckte, dass die Wirkung eines physikalischen Vorgangs, d. h. das Produkt aus umgesetzter Energie und Zeit, nur diskrete Werte annehmen kann, nämlich ganzzahlige Vielfache von h, daher Wirkungsquantum.
...
Formelzeichen: h
Größenart : Wirkung
SI : 6,62606957 * 10^-34 J * s

Unter der Annahme, dass die Zeit gequantelt sei, - wie notwendig wäre dann noch die Quantelung der Energie?

Beides, - Energie und Zeit muss gequantelt vorliegen, oder?

LG soon

[JoAx]

Hi!

Zitat von soon

Wikipedia Plancksches Wirkungsquantum :

Sehr schön, soon. Es ist die Wirkung, die gequantelt ist, und nicht die Energie (oder Zeit, oder Längen, usw.). Gequantelt, aber kein Quant.

Zitat von soon

Unter der Annahme, dass die Zeit gequantelt sei, - wie notwendig wäre dann noch die Quantelung der Energie?

Warum sollte man denn so etwas annehmen?
"Nötwendig" wäre sie nicht. Sie wäre es halt.


Gruß

[fossilium]

Hi Joax

Zitat von JoAx

Sehr schön, soon. Es ist die Wirkung, die gequantelt ist, und nicht die Energie (oder Zeit, oder Längen, usw.). Gequantelt, aber kein Quant.

Was hälst Du von der gequantelten Energie dE = h*dt, mit dt als der Zeit, in der ein Wirkungsquantum übertragen wird. Das wäre der kleinste mögliche Energieumsatz.

Es stimmt schon, dass das Quant in den physikalischen Modellen für alles Mögliche herhalten muss. Auch für zusammengesetzte Objekte. Aber wenn es auch dafür steht, kann man wesenhaft damit überhaupt nichts mehr anfangen, weil es immer mehr Beliebigkeit auf sich vereint.

Mit einem Quant als Kleinstem von allen Kleinen ist immerhin noch etwas Grundsätzliches festgeschrieben.
Ich meine das modellhaft, physikalisch. Anders kommst Du aus dem Regeress nicht raus.
Grüsse Fossilium

[JoAx]

Hi, fossilium!

Zitat von fossilium

dE = h*dt ... Das wäre der kleinste mögliche Energieumsatz.

Die Formel ist entweder nicht korrekt, oder es gibt sie nicht.



Man kann es qualitativ mit Zeit also so schreiben:

dE ~ h / dt

In dieser speziellen Zeit dt dann wohl - ja. Aber lass die Zeit kontinuierlich gleiten. Was passiert mit der Energie? Die gleitet auch kontinuierlich.

Zitat von fossilium

Aber wenn es auch dafür steht, kann man wesenhaft damit überhaupt nichts mehr anfangen, weil es immer mehr Beliebigkeit auf sich vereint.

Nicht einverstanden. Das "Wesen" der Quanten, sofern man von so etwas überhaupt sprechen kann, ist bloss nicht auf ein Bildchen eines "Bauklotzes" aus dem "Legobaukasten" zu reduzieren.

Zitat von fossilium

Mit einem Quant als Kleinstem von allen Kleinen ist immerhin noch etwas Grundsätzliches festgeschrieben.

Was?

Zitat von fossilium

Anders kommst Du aus dem Regeress nicht raus.

Es gibt kein Regress, wenn man sich nicht darauf "versteift", dass es immer ein kleinstes Teilchen geben muss.


Gruß, Johann