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Licht = Welle und Teilchen. Ist das hier eine Möglichkeit?
 
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Sisek-neu



Anmeldungsdatum: 06.06.2020
Beiträge: 1

Beitrag Sisek-neu Verfasst am: 06. Jun 2020 17:57    Titel: Licht = Welle und Teilchen. Ist das hier eine Möglichkeit? Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Ist das Folgende schon mal diskutiert worden, gar geklärt:
Licht = Welle u n d Teilchen. Mal so, mal so, je nach Experiment. Also OK.
Das müssen wir so feststellen, obwohl es niemand wirklich kapiert ? glaub ich.

Dazu meine Frage:
Ist es denkbar ? oder ausgeschlossen, dass Welle und Teilchen nicht gleichzeitig existieren,
sondern in einem ständigen Wechsel ineinander übergehen?
Welle ? Teilchen ? Welle ? Teilchen...



Meine Ideen:
Na ja, die Experimente dazu sind klar. Beides tritt in Erscheinung.
Aber nicht wenige Wissenschaftler haben sich gegen das nicht Vorstellbare zu wehren versucht, vergeblich.
Meine Vorstellung - zum hier Auseinandernehmen:
Ich betrachte Licht mal nicht als rasende Geschwindigkeit, von unten her, vom Langsamen aus zu erreichen.
Ich betrachte Licht ... na ja, als Zustand. Im Zustand der Lichtgeschwindigkeit sein. Als Grund-Aggregatzustand der Materie.
Nur ein Gedanke, weiß schon.
Aber ist er klar widerlegbar?
ML



Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 2212

Beitrag ML Verfasst am: 06. Jun 2020 19:47    Titel: Re: Licht = Welle und Teilchen. Ist das hier eine Möglichkei Antworten mit Zitat

Hallo,

Sisek-neu hat Folgendes geschrieben:

Ist das Folgende schon mal diskutiert worden, gar geklärt:
Licht = Welle u n d Teilchen. Mal so, mal so, je nach Experiment.

es ist weder eine klassische Welle, noch ein klassisches Teilchen, sondern etwas Drittes.

Zitat:
Das müssen wir so feststellen, obwohl es niemand wirklich kapiert ? glaub ich.

Es lässt sich gut mathematisch beschreiben. Das trifft aber nicht genau die Frage, was es "wirklich" ist.


Viele Grüße
Michael
Sisek



Anmeldungsdatum: 06.06.2020
Beiträge: 9
Wohnort: Tecklenburg

Beitrag Sisek Verfasst am: 06. Jun 2020 20:04    Titel: Antworten mit Zitat

Ok, was Drittes. Was ist das?

Willkommen im Physikerboard!
Du bist hier zweimal angemeldet, Sisek-neu wird daher demnächst gelöscht.
Viele Grüße
Steffen
Nils Hoppenstedt



Anmeldungsdatum: 08.01.2020
Beiträge: 577

Beitrag Nils Hoppenstedt Verfasst am: 06. Jun 2020 22:17    Titel: Antworten mit Zitat

Licht ist Licht.
Sisek



Anmeldungsdatum: 06.06.2020
Beiträge: 9
Wohnort: Tecklenburg

Beitrag Sisek Verfasst am: 07. Jun 2020 09:10    Titel: Antworten mit Zitat

Ok ok.
Aber das war nicht meine ursprüngliche Frage. Sondern:
„Ist es denkbar – oder ausgeschlossen!, dass Welle und Teilchen nicht gleichzeitig existieren,
sondern in einem ständigen Wechsel ineinander übergehen?“ Auf welche Weise auch immer.
Dahinter steht:
- ist es eine sinnvolle Frage, der Überlegung wert – oder nicht?
Eine Frage etwa wie „Ist Licht viereckig?“ wäre keine Sekunde wert.
- W ä r e sie sinnvoll, dann könnte sie auch fruchtbar sein. Für neue Gedanken, neue Experimente ...
- Und womit begründe ich, sie überhaupt zu stellen?
a) dass diese Klemmstelle noch da ist: Wellen- und Teilchencharakter stehen fest – und sind trotzdem
schon per Definition nicht wirklich in Übereinstimmung zu bringen.
b) die theoretische Physik ist (bitte, nach meiner kleinen Sicht) an einen Punkt gekommen, an dem es
nicht so richtig weitergeht – trotz Ansammlung von essentiellen! Ungereimtheiten.
Ist es da nicht zulässig, auch mal neue (naive) Fragen zu stellen?
Sisek



Anmeldungsdatum: 06.06.2020
Beiträge: 9
Wohnort: Tecklenburg

Beitrag Sisek Verfasst am: 07. Jun 2020 09:56    Titel: Antworten mit Zitat

hallo zusammen nochmal.
Hinzufügung:
Es geht mir gar nicht um eine endgültige Antwort.
Wunsch war eine breitere Diskussion, unter mehreren.
Vielleicht kommt dabei ja was rum - z. B.:
Wenn es so wäre, was hätte das für Konsequenzen ...
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 12417

Beitrag TomS Verfasst am: 07. Jun 2020 18:20    Titel: Antworten mit Zitat

Wir wissen nicht, was Licht ist. Das ist auch eine eher metaphysische Frage, mit der sich viele Physiker ungern befassen.

Die Physik interessiert sich dafür, wie man Licht mathematisch beschreibt, und welche messbaren Phänomene man berechnen bzw. vorhersagen kann.

Photonen sind (quantisierte) Anregungen eines Quantenfeldes. Die Beschreibung erfolgt mittels des mathematischen Formalismus der Quantenfeldtheorie. Eine nicht-mathematische Erklärung ist dabei nicht bzw. nur unter Inkaufnahme von irreführenden bis falschen Bildern möglich. Ein klassisches elektromagnetisches Feld — im speziellen sichtbares Licht — entspricht dabei einem Quantenzustand, der extrem viele Photonen enthält. Bsp.: die Leistungsdichte der Sonnenstrahlung beträgt ca. 1400 Watt pro Quadratmeter; das entspricht der Größenordnung von 10²¹ Photonen pro Quadratmeter und Sekunde. Die Quantenfeldtheorie liefert die klassischen Beschreibungen wie z.B. das Wellenmodell gemäß der Elektrodynamik nach Maxwell oder das Teilchenmodell jeweils als spezielle Grenzfälle. Sie liefert jedoch auch weitere Phänomene, die mittels dieser Modelle nicht erklärt werden können, z.B. die Compton-Streuung mit dem Klein-Nishina-Wirkungsquerschnitt oder die Lamb-Shift.

https://de.m.wikipedia.org/wiki/Quantenfeldtheorie

https://de.m.wikipedia.org/wiki/Compton-Effekt
https://de.m.wikipedia.org/wiki/Klein-Nishina-Wirkungsquerschnitt
https://de.m.wikipedia.org/wiki/Lamb-Verschiebung

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Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.
Sisek



Anmeldungsdatum: 06.06.2020
Beiträge: 9
Wohnort: Tecklenburg

Beitrag Sisek Verfasst am: 08. Jun 2020 09:00    Titel: Antworten mit Zitat

bitte,
ich will überhaupt nichts Metaphysisches diskutieren.
Die Frage, die mich beschäftigt, ist schlicht:
Ist das "Nacheinander" von Wellen- und Teilcheneigenschaft des Lichts
physikalischer Unsinn? Wenn ja, warum?
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 12417

Beitrag TomS Verfasst am: 08. Jun 2020 09:50    Titel: Antworten mit Zitat

Sisek hat Folgendes geschrieben:
ich will überhaupt nichts Metaphysisches diskutieren.

Das war doch kein Vorwurf, es geht nur darum, die Erwartungshaltung zu dämpfen ;-)

Sisek hat Folgendes geschrieben:
Ist das "Nacheinander" von Wellen- und Teilcheneigenschaft des Lichts physikalischer Unsinn? Wenn ja, warum?

Was meinst du mit "Nacheinander"?

Du hast eine zunächst unbeobachtete Entität "Licht", die du mittels unterschiedlicher Modelle bzw. Formalismen beschreiben kannst. Dabei zeigt sich, dass diese jeweils nur bestimmte Phänomene korrekt vorhersagen, bei anderen jedoch versagen. Insbs. sind Photonengas, Compton- und Photoeffekt u.a. nicht mit dem Wellenmodell bzw. der Maxwellschen Theorie erklärbar bzw. berechenbar. Umgekehrt scheitert ein klassisches Teilchenmodell bei sämtlichen Interferenzphänomenen. D.h. diese Modelle sind jeweils für sich unzureichend und schließen sich gegenseitig logisch aus, so dass "Licht" weder das eine noch das andere sein kann bzw. nicht mit dem einen und dem anderen beschrieben werden kann.

Man benötigt also etwas Neuartiges. Das liefert die Quantenelektrodynamik als Quantenfeldtheorie der Wechselwirkung von elektromagnetischer Strahlung (im weitesten Sinne, nicht beschränkt auf die Maxwellschen Theorie) mit Materie.

Dabei folgen je nach Näherung und Phänomen Wellen- oder Teilcheneigenschaften. Diese sind also kein physikalischer Unsinn, sie dürfen jedoch nicht als Eigenschaften eins-zu-eins der Entität "Licht" an sich zugeschrieben werden — das wäre widersprüchlich bzw. falsch — sondern sie zeigen sich als Eigenschaften spezieller Phänomenen.

Beachte: du siehst nie die Lichtwelle selbst, immer nur das Interferenzmuster. Es ist demnach logisch nicht notwendig oder zwingend, evtl. nicht mal naheliegend, der Entität "Licht" selbst eine Wellennatur zuzuschreiben; es ist hinreichend, einen Formalismus zu kennen, aus dem das Phänomen "Interferenz" folgt.

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Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.
Sisek



Anmeldungsdatum: 06.06.2020
Beiträge: 9
Wohnort: Tecklenburg

Beitrag Sisek Verfasst am: 08. Jun 2020 16:18    Titel: Antworten mit Zitat

danke, es fängt an, verständlich bzu werden :)
Aber noch nicht ganz.
1. Das mit dem Interferenzmuster:
Was heißt Licht als solches nicht sehen können?
Ich sehe z.B. den Laserstrahl sehr genau.
Oder einfach das Sonnenlicht.
Alles Interferenzmuster? (gebe zu, das weiß ich nicht).
Aber es g i b t doch nicht nur Interferenzmuster, sonden auch tatsächlich das Licht! Denn:
2. Abgesehen vom sehen:
Wenn ich blind bin, tut das der Existenz von Licht keinen Abbruch.
Licht i s t doch einfach.
Und es ist ein ganz b e s t i m m t e s "Phänomen", es "funktioniert" auf eine nur ihm eigene Weise.
Und genau diese - nur ihm eigene "Funktionsweise" - hatte ich gemeint:
Ein tatsächlich zeitliches Nacheinander der Seins- und Wirkungsweise Teilchen und der Seins- und Wirkungsweise Welle.
Einfach deshalb, weil diese Beiden als Wirkung zutage treten, je nachdem, womit Licht konfrontiert ist ...
Frage nochmal so formuliert:
Hat diese Spekulation "Nacheinander" die Chance, in den Rang einer These zu kommen? Warum nicht?
Sisek



Anmeldungsdatum: 06.06.2020
Beiträge: 9
Wohnort: Tecklenburg

Beitrag Sisek Verfasst am: 08. Jun 2020 16:46    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo,
hab Ihren Beitrag nochmal langsamer gelesen,
und reite jetzt - zur Verdeutlichung meiner Fragerei - auf folgendem Satz von Ihnen herum:
"D.h. diese Modelle sind jeweils für sich unzureichend und schließen sich gegenseitig logisch aus, so dass "Licht" weder das eine noch das andere sein kann bzw. nicht mit dem einen und dem anderen beschrieben werden kann. ".
Trotzdem i s t es in den Wirkungen so. ABER:
Einfach nicht im selben Augenblick - sondern eben NACHEINANDER.
Dann gehörte zum Wesen des Lichts dieses sich ständige Umwandeln.
Als Eigenschaft des Lichts - nur des Lichts!
Übrigens:
War genau das nicht ein ganz grundlegender Prozess ganz zu Beginn des Urknalls?
Heißes "Licht" - also ernergiereiche Photonen - fangen an, sich in erste Teilchen umzuwandeln, das geht hin- und her, bis mit zunehmender Abkühlung immer mehr Teilchen bleiben ...
Zugegeben, das war auf höchstem Energieniveau der Fall, WAR aber immerhin ...
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 12417

Beitrag TomS Verfasst am: 08. Jun 2020 17:49    Titel: Antworten mit Zitat

Sisek hat Folgendes geschrieben:
"D.h. diese Modelle sind jeweils für sich unzureichend und schließen sich gegenseitig logisch aus, so dass "Licht" weder das eine noch das andere sein kann bzw. nicht mit dem einen und dem anderen beschrieben werden kann. ".
Trotzdem i s t es in den Wirkungen so. ABER:
Einfach nicht im selben Augenblick - sondern eben NACHEINANDER.
Dann gehörte zum Wesen des Lichts dieses sich ständige Umwandeln.
...

Solange wir hier um klassische Begriffe kreisen kommen wir nie zum Punkt.

Licht kann im Allgemeinen nicht mittels klassischer Begriffen beschrieben werden, hat im Allgemeinen keine klassischen Eigenschaften und wandelt sich nicht zwischen klassischen Entitäten um.

Dies kann logisch weder gleichzeitig existieren, noch liefert es für alle Phänomene eine vernünftige Basis zu deren Verständnis. Es existieren Phänomene, die weder mittels klassischer Teilchen noch mittels klassischer Wellen beschrieben oder gar berechnet werden können.

Konkret:

1) Das Modell eines idealen Gases bestehend aus klassischen Teilchen erfüllt für Energie E, Temperatur T, Druck p und Volumen V die Gleichungen



2) Ein Gas bestehend aus klassischen elektromagnetischen Wellen liefert für die in einem Volumen V enthaltene Energie E



Beides ist falsch!

3) Das Modell eines Quantengases gemäß der Bose-Einstein-Statistik liefert



Das entspricht den experimentellen Erkenntnissen.

Da gibt es keine Umwandlung und kein nacheinander, sondern lediglich zwei klassische Gleichungen, die einfach falsche Vorhersagen liefern. Das kann man nicht „retten“.

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ML



Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 2212

Beitrag ML Verfasst am: 08. Jun 2020 20:17    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo,

Sisek hat Folgendes geschrieben:

"D.h. diese Modelle sind jeweils für sich unzureichend und schließen sich gegenseitig logisch aus, so dass "Licht" weder das eine noch das andere sein kann bzw. nicht mit dem einen und dem anderen beschrieben werden kann. ".
Trotzdem i s t es in den Wirkungen so. ABER:
Einfach nicht im selben Augenblick - sondern eben NACHEINANDER.

Ohne das despektierlich zu meinen:

Wenn Du morgens "miau" sagst und abends bellst, dann bist Du weder Katze noch Hund, sondern immer noch etwas Drittes -- ein Mensch.
Du bist dann auch nicht morgens eine Katze und abends ein Hund oder je nach Situation das eine oder das andere.

Bei Licht gilt das analog. Licht ist auch dann noch Licht, wenn es wie eine klassische Welle oder wie ein klassisches Teilchen erscheint. Bei Licht ist es auch kaum vorstellbar, dass es sich nacheinander mal um eine klassische Welle und dann um ein klassisches Teilchen handelt, da die genaueren Theorien kein solches "Nacheinander" enthalten.


Viele Grüße
MIchael
Sisek



Anmeldungsdatum: 06.06.2020
Beiträge: 9
Wohnort: Tecklenburg

Beitrag Sisek Verfasst am: 09. Jun 2020 09:03    Titel: Antworten mit Zitat

Gut, ich gebe mich zufrieden. Bin es aber nicht wirklich, was die Widerlegung des periodischen Nacheinander angeht.
Bedanke mich aber für die Geduld, sich mit "Sowas" so ausführlich überhaupt zu beschäftigen - habe natürlich daraus dazugelernt.
Danke
Sisek
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 12417

Beitrag TomS Verfasst am: 09. Jun 2020 09:29    Titel: Antworten mit Zitat

Sisek hat Folgendes geschrieben:
Bin es aber nicht wirklich, was die Widerlegung des periodischen Nacheinander angeht.

Wenn du recht haben möchtest, müsstest du ein mathematisches Modell entwickeln, das mittels dieses „periodischen Nacheinanders“ die korrekten Ergebnisse entsprechend der Quantenelektrodynamik reproduziert.

Bis dahin musst du damit leben, dass du lediglich zwei klassische Begriffe zusammenbringst, die jeweils für sich nachweislich falsche Vorhersagen liefern.

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index_razor



Anmeldungsdatum: 14.08.2014
Beiträge: 1503

Beitrag index_razor Verfasst am: 09. Jun 2020 10:12    Titel: Antworten mit Zitat

Sisek hat Folgendes geschrieben:
Gut, ich gebe mich zufrieden. Bin es aber nicht wirklich, was die Widerlegung des periodischen Nacheinander angeht.


Ob Licht eher wie Welle oder eher wie Teilchen aussieht, hängt doch allein von den experimentellen Randbedingungen ab. Wie soll das damit erklärt werden, daß sich Licht periodisch in Wellen und Teilchen verwandelt? Diese Art von Periodizität wird doch gar nicht beobachtet.
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