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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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  #21  
Alt 26.12.17, 23:55
Bernhard Bernhard ist offline
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Registriert seit: 14.06.2017
Beiträge: 484
Standard AW: Frequenz eines Photon

Zitat:
Zitat von Marco Polo Beitrag anzeigen
Angenommen die Quelle ist eine 1 Mrd LJ entfernte Galaxie. Dann wäre die Wahrscheinlichkeit, dass ich Photonen dieser Quelle bereits eine Sekunde nach Aussendung hier auf der Erde detektieren könnte größer wie Null.
Da übersiehst Du aber, dass es in der Natur über solche Distanzen praktisch keine ebenen Wellen gibt. Sogar Laser haben eine gewisse Strahlaufweitung und produzieren damit keine exakten ebenen Wellen. Damit wird über so große Distanzen die Aufenthaltswahrscheinlichkeit für ein einzelnes Photon schon wieder sehr, sehr klein. Die verbleibenden Störungen sind dann nicht mehr vom Rauschen des Detektors zu unterscheiden und widersprechen damit dann auch nicht mehr der speziellen Relativitätstheorie.
__________________
Freundliche Grüße, B.
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  #22  
Alt 27.12.17, 00:07
Benutzerbild von Marco Polo
Marco Polo Marco Polo ist offline
Moderator
 
Registriert seit: 01.05.2007
Beiträge: 4.909
Standard AW: Frequenz eines Photon

Zitat:
Zitat von Bernhard Beitrag anzeigen
Da übersiehst Du aber, dass es in der Natur über solche Distanzen praktisch keine ebenen Wellen gibt.
Klingt plausibel. Bis zu welchen Distanzen reichen denn dann ebene Wellen?

p.s. worauf ich hinaus will: Angenommen wir haben eine Entfernung X zwischen Sender und Empfänger. Ist diese Entfernung X hinreichend klein, kann man von einer ebenen Welle zwischen Sender und Empfänger sprechen. Wenn die Aufenthaltswahrscheinlichkeit eines gerade ausgesendeten Photons aber sofort über die gesamte Distanz X gleich gross ist, dann wäre die Wahrscheinlichkeit, dass der Detektor beim Empfänger ein Photon der Quelle praktisch instantan nach Aussendung misst, größer wie Null.

Das würde gegen die SRT verstossen. Mir ist natürlich klar, dass ich da irgendwo einen Denkfehler habe.

Geändert von Marco Polo (27.12.17 um 00:32 Uhr)
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  #23  
Alt 27.12.17, 05:11
Benutzerbild von soon
soon soon ist offline
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Registriert seit: 22.07.2007
Beiträge: 438
Standard AW: Frequenz eines Photon

Licht braucht ca. 8 min von der Sonne bis zur Erde.

Ist folgende Aussage korrekt?

Die Angabe für eine Wahrscheinlichkeit eines Ortes der Messung eines Photons, ca. 8 min nach der Emission, bezieht sich auf einen Ort auf einer Kugeloberfläche mit dem Radius 8 Lichtminuten.
__________________
... , can you multiply triplets?
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  #24  
Alt 27.12.17, 07:10
Bernhard Bernhard ist offline
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Registriert seit: 14.06.2017
Beiträge: 484
Standard AW: Frequenz eines Photon

Zitat:
Zitat von Marco Polo Beitrag anzeigen
Das würde gegen die SRT verstossen. Mir ist natürlich klar, dass ich da irgendwo einen Denkfehler habe.
Meiner Meinung nach ist das die gleiche Fragestellung, wie beim Tunneleffekt oder beim EPR-Paradoxon. Da wurde ja auch schon einmal behauptet, man hätte einen Widerspruch zur SRT gefunden. Die Lösung besteht meiner Meinung nach auch hier darin, dass über die beschriebenen Experimente keine Informationen im Sinne der SRT übertragen werden können.
__________________
Freundliche Grüße, B.
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  #25  
Alt 27.12.17, 07:19
Bernhard Bernhard ist offline
Moderator
 
Registriert seit: 14.06.2017
Beiträge: 484
Standard AW: Frequenz eines Photon

Zitat:
Zitat von soon Beitrag anzeigen
Die Angabe für eine Wahrscheinlichkeit eines Ortes der Messung eines Photons, ca. 8 min nach der Emission, bezieht sich auf einen Ort auf einer Kugeloberfläche mit dem Radius 8 Lichtminuten.
Man muss da, so viel ich weiß und wie eben gerade schon beschrieben, deutlich zwischen einer gesicherten Signalübertragung und einer Aufenthaltswahrscheinlichkeit unterscheiden. Man kann ja bei einem Nachweis mit 0,01% oder auch 99,9% Wahrscheinlichkeit noch nicht von einer gesicherten Signalübertragung sprechen.

Man kann auch so argumentieren, dass die Existenz einer Wellenfunktion bereits ein speziell präpariertes System voraussetzt. Diese Bedingung scheint mir bei einem dynamischen System, wie dem hier Beschriebenen, nämlich nicht der Fall zu sein.

Was man messen kann, sind Änderungen von Wahrscheinlichkeiten. Diese Änderungen breiten sich auch in der relativistischen Quantenmechanik nur mit maximal c aus.
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Freundliche Grüße, B.

Geändert von Bernhard (27.12.17 um 07:38 Uhr)
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  #26  
Alt 27.12.17, 09:18
Ich Ich ist offline
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Standard AW: Frequenz eines Photon

Zitat:
Zitat von Bernhard Beitrag anzeigen
Wieso? Man kann auch rein klassisch betrachtet bei einer ebenen Welle die Energiedichte der Welle ausrechnen und daraus dann eine Photonendichte. Es ist allerdings eine Anzahl, die pro Sekunde eine bestimmte Fläche durchdringt.
Weil dann die Phase der Welle unbestimmt wäre.
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  #27  
Alt 27.12.17, 09:25
Ich Ich ist offline
Moderator
 
Registriert seit: 18.12.2011
Beiträge: 1.490
Standard AW: Frequenz eines Photon

Zitat:
Zitat von Marco Polo Beitrag anzeigen
Ok. Angenommen die Quelle ist eine 1 Mrd LJ entfernte Galaxie. Dann wäre die Wahrscheinlichkeit, dass ich Photonen dieser Quelle bereits eine Sekunde nach Aussendung hier auf der Erde detektieren könnte größer wie Null. Das ergibt für mich keinen Sinn.
Ich würde hier mit dem Holzhammer Unschärferelationen verwenden: dEdt~h, dpdx~h, dp*c=dE.
dE~h/dt
dp~h/(ctd)
dx~h/dp~cdt
also dx/dt~c.
Sprich: wenn die Zeitdauer bekannt ist, dann kann die Energie nicht genau bekannt sein, dann ist auch eine gewisse Lokalisation da.
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  #28  
Alt 27.12.17, 10:00
Timm Timm ist offline
Singularität
 
Registriert seit: 26.03.2009
Ort: Weinstraße, Rheinld.Pfalz
Beiträge: 2.244
Standard AW: Frequenz eines Photon

Zitat:
Zitat von Marco Polo Beitrag anzeigen
Klingt plausibel. Bis zu welchen Distanzen reichen denn dann ebene Wellen?

Wenn die Aufenthaltswahrscheinlichkeit eines gerade ausgesendeten Photons aber sofort über die gesamte Distanz X gleich gross ist, dann wäre die Wahrscheinlichkeit, dass der Detektor beim Empfänger ein Photon der Quelle praktisch instantan nach Aussendung misst, größer wie Null.

Das würde gegen die SRT verstossen. Mir ist natürlich klar, dass ich da irgendwo einen Denkfehler habe.
https://physics.stackexchange.com/qu...-single-photon

Zitat:
On the other hand, a plane wave potential corresponds to a non-zero, fixed value of the electromagnetic field. Thus by no means you can identify it with a photon.
Demnach kann man bei einem einzelnen Photon nicht von einer ebenen Welle sprechen.

Wenn man davon ausgeht, daß sich die Wahrscheinlichkeit, das Photons an einem Ort zu detektieren, auf einen bestimmten Zeitpunkt nach der Emission bezieht, dann ist doch die Aufenthaltswahrscheinlichkeit Null, es zu diesem Zeitpunkt in größerer Distanz von der Quelle zu finden. Nach meiner Meinung kann man von einer Aufenthaltswahrscheinlichkeit von 0 - unendlich nur ohne Festlegung auf einen Zeitpunkt sprechen.

Ansonsten finde ich es verwirrend das klassische Konzept "Länge" auf ein Quantenobjekt wie das Photon anzuwenden.
__________________
Der Verstand schafft die Wahrheit nicht, sondern er findet sie vor - Aurelius Augustinus
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  #29  
Alt 27.12.17, 15:00
Hawkwind Hawkwind ist offline
Singularität
 
Registriert seit: 22.07.2010
Beiträge: 2.039
Standard AW: Frequenz eines Photon

Zitat:
Zitat von Marco Polo Beitrag anzeigen
Es ging ja darum, dass ein nicht-wechselwirkendes Photon zwischen Quelle und Detektor im Mittel an jedem Ort gleich wahrscheinlich nachgewiesen werden kann.

Ok. Angenommen die Quelle ist eine 1 Mrd LJ entfernte Galaxie. Dann wäre die Wahrscheinlichkeit, dass ich Photonen dieser Quelle bereits eine Sekunde nach Aussendung hier auf der Erde detektieren könnte größer wie Null. Das ergibt für mich keinen Sinn.

Wo ist mein Denkfehler?
Da es erzeugt wurde, hatte es ja zwangsläufig eine Wechselwirkung gegeben. "Ebene Welle" passt dann nicht ... es sei denn, es liegen viele Photonen (ein kontinuierlicher Strom von Photonen, der erzeugt wird) vor, und dann wäre die Wahrscheinlichkeit überall auf dem Strahl gleich hoch.
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  #30  
Alt 29.12.17, 07:07
Bernhard Bernhard ist offline
Moderator
 
Registriert seit: 14.06.2017
Beiträge: 484
Standard AW: Frequenz eines Photon

Zitat:
Zitat von Ich Beitrag anzeigen
Weil dann die Phase der Welle unbestimmt wäre.
Bei der Berechnung der Photonendichte einer ebenen em-Welle wird die Phase der Welle nicht benötigt.
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Freundliche Grüße, B.
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