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Quantenmechanik, Relativitätstheorie und der ganze Rest. Wenn Sie Themen diskutieren wollen, die mehr als Schulkenntnisse voraussetzen, sind Sie hier richtig. Keine Angst, ein Physikstudium ist nicht Voraussetzung, aber man sollte sich schon eingehender mit Physik beschäftigt haben.

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  #11  
Alt 09.10.17, 13:08
TheoC TheoC ist offline
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Registriert seit: 03.04.2015
Beiträge: 96
Standard AW: Frage zur Photonen Verteilung einer Lichtquelle

Zitat:
Zitat von magnetrad Beitrag anzeigen
Ok, Danke für die Antworten bisher.

Mich würde jetzt interessieren ob diese in 500 meter Entfernung ankommenden Photonen identisch sind mit den abgestrahlten Photonen, also mit denen die lediglich 1 cm entfernt sind vom Glühfaden ODER ob die den in 500 Meter Entfernung eintreffenden Photonen irgendwie "verdünnt oder gestreckt wurden ?
Ein Photon ist ein gedankliche Einheit, die keine! körperliche Einheit im klassischen Sinn ist. Ob wir in 1cm Entfernung messen, oder in 100km ist gleich, wir bekommen eine punktförmige Information vom Sender, die an beiden Orten gleich ist. (Egal wo du misst, bekommst du eine Wirkung am Sensor die mit h*f definiert ist; also lediglich von der Frequenz abhängt).

Dazwischen können wir keine Aussage machen (über die Beschreibung als mathematische Formel als solches), wie oder was das Photon ist... es gibt nur eine mathematische Beschreibung des Prozesses, es fehlt aber ein (allgemein anerkannter) philosophischer Begriff aus der Allgmeinsprache, was es zwischen Sender und Empfänger ist!

Jedenfalls keine "kleine Kugel"!! ;ein Photon ist kein "klassisches" Ding!
Punktförmig ist es auch nur, wenn du die Messannordnung so machst, wenn die eine andere Annordnung wählst, ist es "wellenförmig".

Feynmann hat es mal (ungefähr) so beschrieben: es geht GLEICHZEITIG ALLE Wege, und wählt dann den Wahrscheinlichste... ist nicht gerade das, was ein Fussball macht


lg
Theo
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  #12  
Alt 09.10.17, 13:08
Bernhard Bernhard ist offline
Moderator
 
Registriert seit: 14.06.2017
Beiträge: 260
Standard AW: Frage zur Photonen Verteilung einer Lichtquelle

Zitat:
Zitat von magnetrad Beitrag anzeigen
Das bedeutet also dass in 10 cm Entfernung auf der Schale einer imaginären Kugel rund um die Lichtquelle genau so viele Photonen sind wie in 500 Meter Entfernung auf der Schale rund um die Lichtquelle innerhalb einer Sekunde?
Genau. Begründet wird das, wie gesagt, über die Energieerhaltung, die natürlich auch für Strahlungsfelder gilt.
__________________
Freundliche Grüße, B.
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  #13  
Alt 09.10.17, 14:55
Slash Slash ist offline
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Registriert seit: 30.07.2008
Beiträge: 351
Standard AW: Frage zur Photonen Verteilung einer Lichtquelle

Zitat:
Zitat von magnetrad Beitrag anzeigen
Ok, Du behauptest dass aufgrund der Geometrie die Verteilung nicht gleichmässig ist. Wenn das wirklich so ist, dann gibt es also in 500 Meter Entfernung Bereiche in denen MEHR oder WENIGER Photonen pro qmm eintreffen.

Kann es dann auch Bereiche geben in denen in 500 meter Entfernung GAR KEINE Photonen pro qmm eintreffen innerhalb einer Sekunde? Könnte man den Leuchtfaden so geometrisch formen dass er für den Betrachter in 1 Meter Entfernung ununterbrochen leuchtet aber in 500 meter entfernung blinkt? Oder wird jeder qmm in 500 meter Entfernung zwangsläufig immer und jederzeit "angestrahlt", zwar mal mehr mal weniger, (also mal 1 Milliarde Photonen, manchmal nur 0,2 Milliarden Photonen) aber nie NIE ?
Naja, ich habe eher vermutet.

Aber allein die Tatsache, dass man einen orangeroten Glühfaden "sieht", zeigt ja, dass das Licht nicht gleichmäßig "verteilt" ist.

Vielleicht tut man sichin Diskussion leichter, wenn du schreiben würdest, dass du bspw. von einer idealen Punktuelle aus gehst.

Edit: du gibst ja die Messdauer an. Ich vermute je nach Abschattung, Beugung etc. kann es Bereiche geben, wo es eben weniger wahrscheinlich ist, dass Photonen auftreffen.

Geändert von Slash (09.10.17 um 19:52 Uhr)
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  #14  
Alt 10.10.17, 09:55
Ich Ich ist offline
Moderator
 
Registriert seit: 18.12.2011
Beiträge: 1.354
Standard AW: Frage zur Photonen Verteilung einer Lichtquelle

Dann gebe ich auch noch meinen Senf dazu.
Zitat:
Zitat von magnetrad Beitrag anzeigen
Ok, Du behauptest dass aufgrund der Geometrie die Verteilung nicht gleichmässig ist. Wenn das wirklich so ist, dann gibt es also in 500 Meter Entfernung Bereiche in denen MEHR oder WENIGER Photonen pro qmm eintreffen.
Da die Lichtstärke eines Glühbirnchens deutlich vom Winkel abhängt, ist das natürlich so.
Zitat:
Kann es dann auch Bereiche geben in denen in 500 meter Entfernung GAR KEINE Photonen pro qmm eintreffen innerhalb einer Sekunde?
Natürlich. Die Bereiche, die vom Gewinde verschattet werden zum Beispiel.
Zitat:
Könnte man den Leuchtfaden so geometrisch formen dass er für den Betrachter in 1 Meter Entfernung ununterbrochen leuchtet aber in 500 meter entfernung blinkt? Oder wird jeder qmm in 500 meter Entfernung zwangsläufig immer und jederzeit "angestrahlt", zwar mal mehr mal weniger, (also mal 1 Milliarde Photonen, manchmal nur 0,2 Milliarden Photonen) aber nie NIE ?
Da die Photonen mit gleichbleibender Wahrscheinlichkeit zufällig ausgesendet werden, gehorcht ihre Anzahl der Poisson-Verteilung. Das typische Rauschen in der Photonenzahl ist dann ungefähr gleich der Wurzel dieser Zahl - bei einer Million also etwa +-1000 Photonen, ein Promille der Zahl selbst. Dieses Rauschen nennt sich "Shot Noise" bzw. "Schrotrauschen". Da das erst bei extrem geringen Lichtstärken relevant wird, bemerkt man das nur in empfindlichen Geräten, z.B. in CCD-Kameras für die Astronomie. Ein extremes Beispiel ist der Gravitationswellendetektor LIGO, dessen Empfindlichkeit im wichtigsten Frequenzbereich ausschließlich durch Schrotrauschen begrenzt ist. Hier wird Licht "gequetscht", um noch eine leichte Verbesserung zu erreichen.
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  #15  
Alt 10.10.17, 12:06
Benutzerbild von soon
soon soon ist offline
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Registriert seit: 22.07.2007
Beiträge: 375
Standard AW: Frage zur Photonen Verteilung einer Lichtquelle

Zitat:
Zitat von Ich Beitrag anzeigen
Zitat:
Zitat von magnetrad Beitrag anzeigen
Kann es dann auch Bereiche geben in denen in 500 meter Entfernung GAR KEINE Photonen pro qmm eintreffen innerhalb einer Sekunde?
Natürlich. Die Bereiche, die vom Gewinde verschattet werden zum Beispiel.
Die Anwort ist korrekt, kann aber missverstanden werden.

Auch in Bereichen, die vom Gewinde verschattet werden, können Photonen eintreffen.

@magnetrad: Lies Feynmans QED (https://www.amazon.de/QED-seltsame-T...ds=feynman+QED).

Dann kommst du sehr schnell zu der Einsicht, dass es keinen Sinn macht zu versuchen, alles in Einklang mit den Alltagserfahrungen zu bringen.
__________________
... , can you multiply triplets?

Geändert von soon (10.10.17 um 18:42 Uhr)
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  #16  
Alt 10.10.17, 14:08
magnetrad magnetrad ist offline
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Beiträge: 51
Standard AW: Frage zur Photonen Verteilung einer Lichtquelle

Zitat:
Zitat von TheoC Beitrag anzeigen
Ein Photon ist ein gedankliche Einheit, die keine! körperliche Einheit im klassischen Sinn ist. Ob wir in 1cm Entfernung messen, oder in 100km ist gleich, wir bekommen eine punktförmige Information vom Sender, die an beiden Orten gleich ist. (Egal wo du misst, bekommst du eine Wirkung am Sensor die mit h*f definiert ist; also lediglich von der Frequenz abhängt).

Dazwischen können wir keine Aussage machen (über die Beschreibung als mathematische Formel als solches), wie oder was das Photon ist... es gibt nur eine mathematische Beschreibung des Prozesses, es fehlt aber ein (allgemein anerkannter) philosophischer Begriff aus der Allgmeinsprache, was es zwischen Sender und Empfänger ist!

Jedenfalls keine "kleine Kugel"!! ;ein Photon ist kein "klassisches" Ding!
Punktförmig ist es auch nur, wenn du die Messannordnung so machst, wenn die eine andere Annordnung wählst, ist es "wellenförmig".

Feynmann hat es mal (ungefähr) so beschrieben: es geht GLEICHZEITIG ALLE Wege, und wählt dann den Wahrscheinlichste... ist nicht gerade das, was ein Fussball macht


lg
Theo
Könnte man dann sagen dass jede Behauptung über das Photon unwahr ist oder nicht 100 Prozent richtig ?
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  #17  
Alt 10.10.17, 14:13
magnetrad magnetrad ist offline
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Registriert seit: 04.03.2017
Beiträge: 51
Standard AW: Frage zur Photonen Verteilung einer Lichtquelle

Zitat:
Zitat von Slash Beitrag anzeigen
Naja, ich habe eher vermutet.

Aber allein die Tatsache, dass man einen orangeroten Glühfaden "sieht", zeigt ja, dass das Licht nicht gleichmäßig "verteilt" ist.

Vielleicht tut man sichin Diskussion leichter, wenn du schreiben würdest, dass du bspw. von einer idealen Punktuelle aus gehst.

Edit: du gibst ja die Messdauer an. Ich vermute je nach Abschattung, Beugung etc. kann es Bereiche geben, wo es eben weniger wahrscheinlich ist, dass Photonen auftreffen.
Das ist ja einer der springenden Punkte der mich sehr interessiert ! Wenn z.B. der Glühfaden 1 Meter lang wäre, (also eine Spezialglühbirne) übernimmt dann diese Glühbirne als Einheit das gesamte Ausleuchten der Oberfläche der 1 km Kugel bzw Blase (Durchmesser) oder wird von jedem einzelnen Millimerter dieses Fadens jeder quadratmillimeter der Blasenoberfläche angeleuchtet bzw mit Photonen beschossen, und zwar IMMER absolut lückenlos so dass jeder quadratmillimer der Blasenhülle von jedem mm des Glühfadens getroffen wird ?
Und ich habs in der anderen Antwort schon mal geschrieben, zu wieviel Prozent glaubst Du dass Aussagen über photonen der Wahrheit entsprechen?
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  #18  
Alt 10.10.17, 14:22
magnetrad magnetrad ist offline
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Registriert seit: 04.03.2017
Beiträge: 51
Standard AW: Frage zur Photonen Verteilung einer Lichtquelle

Zitat:
Zitat von Ich Beitrag anzeigen
Dann gebe ich auch noch meinen Senf dazu.
Da die Lichtstärke eines Glühbirnchens deutlich vom Winkel abhängt, ist das natürlich so.
Natürlich. Die Bereiche, die vom Gewinde verschattet werden zum Beispiel.
Da die Photonen mit gleichbleibender Wahrscheinlichkeit zufällig ausgesendet werden, gehorcht ihre Anzahl der Poisson-Verteilung. Das typische Rauschen in der Photonenzahl ist dann ungefähr gleich der Wurzel dieser Zahl - bei einer Million also etwa +-1000 Photonen, ein Promille der Zahl selbst. Dieses Rauschen nennt sich "Shot Noise" bzw. "Schrotrauschen". Da das erst bei extrem geringen Lichtstärken relevant wird, bemerkt man das nur in empfindlichen Geräten, z.B. in CCD-Kameras für die Astronomie. Ein extremes Beispiel ist der Gravitationswellendetektor LIGO, dessen Empfindlichkeit im wichtigsten Frequenzbereich ausschließlich durch Schrotrauschen begrenzt ist. Hier wird Licht "gequetscht", um noch eine leichte Verbesserung zu erreichen.
Und wie ist das dann wenn man statt Licht einen Radio Langwellensender nimmt, der kann ja an jedem Punkt empfangen werden, oder gibts da auch verschattungen ? Wirkt sich das drehen einer ungeometrisch gleichmässigen Antenne auf den Empfang aus (Stab statt Kugel) ?

Und dann noch mal zur Sicherheit die Hauptfrage:


Wenn man rund um die Glühbirne mehrer Blasen hätte, also in 500 Meter, in 1 km , in 20 km, in 1000 Kilometer und in 1 Lichtjahr, und wenn man Gesamtphotonen in jeder Blase zählen könnte innert 1 Sekunde, dann wären es immer ca gleich viele Photonen ? Und trotzdem wäre die Blase lückenlos und an jeder Stelle wären die Photonen messbar ?

Geändert von magnetrad (10.10.17 um 14:25 Uhr)
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  #19  
Alt 10.10.17, 15:02
Ich Ich ist offline
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Beiträge: 1.354
Standard AW: Frage zur Photonen Verteilung einer Lichtquelle

Zitat:
Zitat von magnetrad Beitrag anzeigen
Und wie ist das dann wenn man statt Licht einen Radio Langwellensender nimmt, der kann ja an jedem Punkt empfangen werden, oder gibts da auch verschattungen ? Wirkt sich das drehen einer ungeometrisch gleichmässigen Antenne auf den Empfang aus (Stab statt Kugel) ?
Natürlich. Aber das ist ja alles entweder klassische Elektrotechnik oder eh selbstverständlich.
Zitat:
Wenn man rund um die Glühbirne mehrer Blasen hätte, also in 500 Meter, in 1 km , in 20 km, in 1000 Kilometer und in 1 Lichtjahr, und wenn man Gesamtphotonen in jeder Blase zählen könnte innert 1 Sekunde, dann wären es immer ca gleich viele Photonen ?
Solange keine absorbiert werden, ja.
Zitat:
Und trotzdem wäre die Blase lückenlos und an jeder Stelle wären die Photonen messbar ?
Du hast in 500 m 1e6 Photonen pro Sekunde und mm², in
1 km 250000
20 km 1600
1000 km 0,25
1 LJ 2,5e-21.

Mit deinem 1 mm²-Detektor musst du in 1 LJ Entfernung also ein bisschen Geduld mitbringen, aber im Schnitt einmal alle 13 Billionen Jahre darfst du mit einem Photon rechnen. Wenn du das "lückenlos an jeder Stelle messbar" nennst: Im Prinzip ja.


Und noch etwas: Jede Aussage, die Photonen als klassische Teilchen behandelt, ist nicht 100% korrekt. Weil Photonen Quanten sind, und die sind der anschaulichen Darstellung notorisch schlecht zugänglich. Insbesondere in deinen Aussagen in den anderen Threads merkt man, dass auch du ausgesprochen falsche Vorstellungen zu haben scheinst. Ich möchte dich nur vor dem üblichen Salto Mortale warnen, deine Missverständnisse als Ungereimtheiten des wissenschaftlichen Konzepts fehlzuinterpretieren. Du bist hier im normalen Forenbereich ohne Netz, bleib also lieber auf dem Boden.
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  #20  
Alt 10.10.17, 20:05
Bernhard Bernhard ist offline
Moderator
 
Registriert seit: 14.06.2017
Beiträge: 260
Standard AW: Frage zur Photonen Verteilung einer Lichtquelle

Zitat:
Zitat von magnetrad Beitrag anzeigen
Und trotzdem wäre die Blase lückenlos und an jeder Stelle wären die Photonen messbar ?
Die Blase ist als geometrisches Objekt definitionsgemäß lückenlos. Man kann die Blase deswegen auch Raum nennen.

Die Frage ist, was in diesem Raum passiert, wenn man im Symmetriezentrum eine Lichtquelle positioniert und an einer anderen Stelle einen Detektor für Photonen, wie z.B. eine kleine Solarzelle. Ich behaupte, dass man mit einem sehr empfindlichen Strommessgerät in Raumbereichen mit sehr geringer Ausleuchtung keinen kontinuierlichen Photostrom, sondern einen eher ruckartigen Photostrom messen wird. Man kann also auch sagen, dass es bei dieser Messung eine bestimmte Wahrscheinlichkeit dafür gibt, in einem bestimmten Raumpunkt und zu einem bestimmten Zeitpunkt ein Photon nachzuweisen.
__________________
Freundliche Grüße, B.
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