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Bewegung einer elektromagnetischen Welle
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grav1ty



Anmeldungsdatum: 28.06.2018
Beiträge: 14

Beitrag grav1ty Verfasst am: 14. Aug 2023 19:34    Titel: Bewegung einer elektromagnetischen Welle Antworten mit Zitat

Hallo,

eine triviale Frage, die mich seit längerem beschäftigt:
Wie genau bewegt sich eine elektromagnetische Welle durch den Raum?

Kann ja nicht sein, dass etwas Punktförmiges, sei es auch als Modell gedacht, eine Auf- und Abbewegung machend sich geradlinig nach vorne bewegt.
Es kann aber auch nicht sein, dass es selbst etwas "schlangenförmiges" ist.

Bisher habe ich mir das immer so vorgestellt, dass der Raum einen Teppich voller Atome hat und die Welle sich von A nach B so bewegt, indem die jeweiligen Atome mehr oder weniger an Ort und Stelle angeregt bzw. zur erhöhten Schwingung gebracht werden und dadurch eine Art La-Ola-Welle entsteht. Die sich bewegende Welle wäre dann letzten Endes die Schwankung selbst?
Doch wie bewegt sich dann eine Welle durch Räume, wo es keine Atome gibt?
Aruna_Gast
Gast





Beitrag Aruna_Gast Verfasst am: 15. Aug 2023 07:04    Titel: Re: Bewegung einer elektromagnetischen Welle Antworten mit Zitat

grav1ty hat Folgendes geschrieben:

Wie genau bewegt sich eine elektromagnetische Welle durch den Raum?


schau auf Wikipedia, da ist eine Animation einer ebenen EM-Welle zu sehen

grav1ty hat Folgendes geschrieben:

Kann ja nicht sein, dass etwas Punktförmiges, sei es auch als Modell gedacht, eine Auf- und Abbewegung machend sich geradlinig nach vorne bewegt.
Es kann aber auch nicht sein, dass es selbst etwas "schlangenförmiges" ist.


Da bewegen sich schwingende elektrische und magnetische Felder durch den Raum. D.h. die Amplituden der Feldstärken werden zeitlich und räumlich größer und kleiner, senkrecht zur Ausbreitungsrichtung.
willyengland



Anmeldungsdatum: 01.05.2016
Beiträge: 689

Beitrag willyengland Verfasst am: 15. Aug 2023 13:09    Titel: Antworten mit Zitat

Letztlich ist es ein Rätsel.
Für den Menschen nicht wirklich fassbar.

Anschaulich greifbarer finde ich das Teilchenbild, wo Photonen als Teilchen durch den Raum fliegen.

_________________
Gruß Willy
MBastieK



Anmeldungsdatum: 06.10.2012
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Beitrag MBastieK Verfasst am: 15. Aug 2023 13:53    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo!
willyengland hat Folgendes geschrieben:
Letztlich ist es ein Rätsel.
Für den Menschen nicht wirklich fassbar.

willyengland hat Folgendes geschrieben:
Wie genau bewegt sich eine elektromagnetische Welle durch den Raum?
...
Die sich bewegende Welle wäre dann letzten Endes die Schwankung selbst?
Doch wie bewegt sich dann eine Welle durch Räume, wo es keine Atome gibt?

Ja, es sind halt Felder anstatt Atome, die transversal angeregt werden.

So richtig zufriedenstellend ist das für mich (auch) nicht.
Aber 'Lernen' oder 'Verstehen' ist halt manchmal auch leider nur 'Gewöhnen'.

Grüsse

_________________
Intelligenz ist die Fähigkeit der (temporären) Anpassung.
Kurt



Anmeldungsdatum: 20.06.2021
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Beitrag Kurt Verfasst am: 15. Aug 2023 14:16    Titel: Antworten mit Zitat

MBastieK hat Folgendes geschrieben:
Hallo!
willyengland hat Folgendes geschrieben:
Letztlich ist es ein Rätsel.
Für den Menschen nicht wirklich fassbar.

willyengland hat Folgendes geschrieben:
Wie genau bewegt sich eine elektromagnetische Welle durch den Raum?
...
Die sich bewegende Welle wäre dann letzten Endes die Schwankung selbst?
Doch wie bewegt sich dann eine Welle durch Räume, wo es keine Atome gibt?

Ja, es sind halt Felder anstatt Atome, die transversal angeregt werden.

So richtig zufriedenstellend ist das für mich (auch) nicht.
Aber 'Lernen' oder 'Verstehen' ist halt manchmal auch leider nur 'Gewöhnen'.

Grüsse


Man kann sich ja auch die am wahrscheinlichsten Umstände/Vorgänge vorstellen/aneignen.

Kurt
MBastieK



Anmeldungsdatum: 06.10.2012
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Beitrag MBastieK Verfasst am: 15. Aug 2023 14:48    Titel: Antworten mit Zitat

Kurt hat Folgendes geschrieben:
Man kann sich ja auch die am wahrscheinlichsten Umstände/Vorgänge vorstellen/aneignen.

Vorstellen ist nicht das Problem.
Konsistenz, Objektivität und empirischer Abgleich schon eher.

Grüsse

_________________
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Kurt



Anmeldungsdatum: 20.06.2021
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Beitrag Kurt Verfasst am: 15. Aug 2023 15:29    Titel: Antworten mit Zitat

MBastieK hat Folgendes geschrieben:
Kurt hat Folgendes geschrieben:
Man kann sich ja auch die am wahrscheinlichsten Umstände/Vorgänge vorstellen/aneignen.

Vorstellen ist nicht das Problem.
Konsistenz, Objektivität und empirischer Abgleich schon eher.


Das stimmt, machen wir halt man einen empirischen Abgleich, @grav1ty hat ja einige Probleme aufgezeigt.

Kurt

.
antaris



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Beitrag antaris Verfasst am: 15. Aug 2023 17:47    Titel: Antworten mit Zitat

MBastieK hat Folgendes geschrieben:

So richtig zufriedenstellend ist das für mich (auch) nicht.
Aber 'Lernen' oder 'Verstehen' ist halt manchmal auch leider nur 'Gewöhnen'.


Eher einfach akzeptieren, ohne groß Fragen zu stellen, anstelle "gewöhnen".
Vielleicht ist die Natur imstande durch die Photonen eine Art Ad-Hoc oder quasi Medium für die em-Wellen zu erzeugen?
MBastieK



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Beitrag MBastieK Verfasst am: 15. Aug 2023 18:19    Titel: Antworten mit Zitat

antaris hat Folgendes geschrieben:
Eher einfach akzeptieren, ohne groß Fragen zu stellen, anstelle "gewöhnen".

Manche Dinge muss man irgendwie akzeptieren, wie z.B. Axiome, was nicht heißt, dass man die nicht durch eine Alternativ-Theorie austauschen oder neue unterstellen kann.

Und ich glaube, dass manchmal das (Gefühl von) 'Verstehen' durch 'Gewöhnung' entsteht.

antaris hat Folgendes geschrieben:
Vielleicht ist die Natur imstande durch die Photonen eine Art Ad-Hoc oder quasi Medium für die em-Wellen zu erzeugen?

Klingt nach einer Umkehrung der jetzigen Abstraktion oder Denkweise. Das Feld entsteht lokal um das Photon.

Grüsse

_________________
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ML



Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3406

Beitrag ML Verfasst am: 15. Aug 2023 19:23    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo,

willyengland hat Folgendes geschrieben:

Anschaulich greifbarer finde ich das Teilchenbild, wo Photonen als Teilchen durch den Raum fliegen.

Ich weiß ja nicht. Solange man sich Billardkugeln vorstellt, mag das helfen. Eine richtig anschauliche Vorstellung liefert das Photonenbild aber auch nicht, wenn man sich damit quantenmechanische Effekte vorstellen will, wie sie bei Verschränkung, bei Delayed-Choice-Experimenten oder auch bei Quantenradierung vorkommen. Allein der Begriff "Objekt" für ein Photon ist schon ein wenig sonderbar, da ich bei einem Objekt zumindest prinzipiell sagen kann, wo es sich befindet.

Viele Grüße
Michael
Aruna_Gast
Gast





Beitrag Aruna_Gast Verfasst am: 15. Aug 2023 20:40    Titel: Antworten mit Zitat

willyengland hat Folgendes geschrieben:

Anschaulich greifbarer finde ich das Teilchenbild, wo Photonen als Teilchen durch den Raum fliegen.


Du stellst Dir Radiowellen als Teilchen vor, die als durch den Raum fliegen?
willyengland



Anmeldungsdatum: 01.05.2016
Beiträge: 689

Beitrag willyengland Verfasst am: 16. Aug 2023 10:50    Titel: Antworten mit Zitat

Aruna_Gast hat Folgendes geschrieben:
Du stellst Dir Radiowellen als Teilchen vor, die als durch den Raum fliegen?

Ja, das ist für mich das einzige Bild, welches noch eine gewisse Anschaulichkeit hat.
Bei "Wellen" denkt man immer, sie müssten ja in "etwas" (dem Äther) schwingen. Eine Schwingung im "Nichts", wie soll das gehen? Anschaulich?

Oder auch die Dimensionen: Eine Wellenlänge von 1 m soll mit einem Kernspin 10E-15 m wechselwirken?

Es ist eine Gewöhnung, das stimmt.

_________________
Gruß Willy
Sonnenwind



Anmeldungsdatum: 25.04.2022
Beiträge: 689

Beitrag Sonnenwind Verfasst am: 16. Aug 2023 11:27    Titel: Antworten mit Zitat

willyengland hat Folgendes geschrieben:
Aruna_Gast hat Folgendes geschrieben:
Du stellst Dir Radiowellen als Teilchen vor, die als durch den Raum fliegen?

Ja, das ist für mich das einzige Bild, welches noch eine gewisse Anschaulichkeit hat.

Wie bitte sollen punktförmige Teilchen (Photonen) mit anderen punktförmigen Teilchen (Elektronen) wechselwirken? Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, dass sich zwei punktförmige Teilchen treffen?

_________________
Das Photon: Eine Geschichte voller Missverständnisse.
willyengland



Anmeldungsdatum: 01.05.2016
Beiträge: 689

Beitrag willyengland Verfasst am: 16. Aug 2023 11:42    Titel: Antworten mit Zitat

Sonnenwind hat Folgendes geschrieben:
Wie bitte sollen punktförmige Teilchen (Photonen) mit anderen punktförmigen Teilchen (Elektronen) wechselwirken? Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, dass sich zwei punktförmige Teilchen treffen?

An dem Bild kann etwas nicht stimmen, denn sie treffen sich ja.

_________________
Gruß Willy
antaris



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Beitrag antaris Verfasst am: 16. Aug 2023 18:37    Titel: Antworten mit Zitat

MBastieK hat Folgendes geschrieben:

antaris hat Folgendes geschrieben:
Vielleicht ist die Natur imstande durch die Photonen eine Art Ad-Hoc oder quasi Medium für die em-Wellen zu erzeugen?

Klingt nach einer Umkehrung der jetzigen Abstraktion oder Denkweise. Das Feld entsteht lokal um das Photon.


Wäre das etwas, was grundsätzliche anderweitige Probleme aufwerfen würde oder ist das eine reine Definitionssache/Konvention?
MBastieK



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Beitrag MBastieK Verfasst am: 16. Aug 2023 19:09    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo!
antaris hat Folgendes geschrieben:
Wäre das etwas, was grundsätzliche anderweitige Probleme aufwerfen würde oder ist das eine reine Definitionssache/Konvention?

Weiss nicht.
Die Grundsätze (die Definitionen fast gleichkommen) der jetzigen Physik wurden durch Rückschlüsse gefunden und die schier endlosen Ableitungen dieser Grundsätze wiederrum werden ständig empirisch geprüft und allermeistens bestätigt. D.h. was für Ableitungen oder Schlussfolgerungen entstehen denn sonst noch so durch Ihre Definitionen bzw. Grundsätze, müssen oder sollten Sie sich fragen.

Grüsse

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antaris



Anmeldungsdatum: 12.12.2022
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Beitrag antaris Verfasst am: 16. Aug 2023 19:51    Titel: Antworten mit Zitat

MBastieK hat Folgendes geschrieben:
D.h. was für Ableitungen oder Schlussfolgerungen entstehen denn sonst noch so durch Ihre Definitionen bzw. Grundsätze, müssen oder sollten Sie sich fragen.


Im "gewohnten" Bild scheint es doch Erklärungsprobleme zu geben, wie der Thread hier zeigt. Dort wird das Teilchen (Photon) als primär angenommen aber es geht doch in erster Linie um Wellen. Die Energie niederfrequenter em-Wellen werden ja auch mittels Photonen übertragen aber sind diese dann auch über Wellenlängen von hunderten Metern verteilt? Warum sind sie nicht messbar?
Wie erzeugen nicht messbare Photonen solche großen Felder?


Zuletzt bearbeitet von antaris am 16. Aug 2023 19:55, insgesamt einmal bearbeitet
Aruna_Gast
Gast





Beitrag Aruna_Gast Verfasst am: 16. Aug 2023 19:54    Titel: Antworten mit Zitat

willyengland hat Folgendes geschrieben:
Aruna_Gast hat Folgendes geschrieben:
Du stellst Dir Radiowellen als Teilchen vor, die als durch den Raum fliegen?

Ja, das ist für mich das einzige Bild, welches noch eine gewisse Anschaulichkeit hat.
Bei "Wellen" denkt man immer, sie müssten ja in "etwas" (dem Äther) schwingen. Eine Schwingung im "Nichts", wie soll das gehen? Anschaulich?


Z.B. ein Pendel, das im Vakuum schwingt?
Oder eben eine Feldstärke im Vakuum, die zeitlich und räumlich schwankt?
Kannst Du Dir ein elektrisches oder magnetisches Feld auch nicht vorstellen?

willyengland hat Folgendes geschrieben:

Oder auch die Dimensionen: Eine Wellenlänge von 1 m soll mit einem Kernspin 10E-15 m wechselwirken?


Warum nicht, wenn die Lamorfrequenz des Spins mit der Frequenz des Wechselfeldes übereinstimmt?
Ein elektrisches Wechselfeld soll ja auch mit extrem kleinen Ladungsträgern wechselwirken und so in einer Antenne Wechselströme erzeugen.
MBastieK



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Beitrag MBastieK Verfasst am: 16. Aug 2023 20:32    Titel: Antworten mit Zitat

antaris hat Folgendes geschrieben:
Die Energie niederfrequenter em-Wellen werden ja auch mittels Photonen übertragen aber sind diese dann auch über Wellenlängen von hunderten Metern verteilt? Warum sind sie nicht messbar?

Nicht messbar? Antennen "messen" sie doch.
Oder wie oder in welchem Kontext meinen Sie das?

Grüsse

_________________
Intelligenz ist die Fähigkeit der (temporären) Anpassung.
antaris



Anmeldungsdatum: 12.12.2022
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Beitrag antaris Verfasst am: 16. Aug 2023 21:11    Titel: Antworten mit Zitat

MBastieK hat Folgendes geschrieben:
antaris hat Folgendes geschrieben:
Die Energie niederfrequenter em-Wellen werden ja auch mittels Photonen übertragen aber sind diese dann auch über Wellenlängen von hunderten Metern verteilt? Warum sind sie nicht messbar?

Nicht messbar? Antennen "messen" sie doch.
Oder wie oder in welchem Kontext meinen Sie das?

Grüsse


Messen Antennen Photonen, also einzelne Teilchen wie auf der Photoplatte, einem Photosensor oder wird nur die em-Welle selbst gemessen?
Mit Antennen doch eher die Energie der Welle gemessen und die zu übertragende Information über z.b. Frequenz- bzw. Amplitudenmodulation kodiert?
Aruna_Gast
Gast





Beitrag Aruna_Gast Verfasst am: 17. Aug 2023 08:04    Titel: Antworten mit Zitat

antaris hat Folgendes geschrieben:

Messen Antennen Photonen, also einzelne Teilchen wie auf der Photoplatte, einem Photosensor oder wird nur die em-Welle selbst gemessen?


Wo soll denn der Unterschied sein, bzw. was meinst Du mit "einzelnen Teilchen" , wenn Du von einer Photoplatte oder einen Photosensor sprichst?
Glaubst Du, dass werden Photonen photographiert?

antaris hat Folgendes geschrieben:

Mit Antennen doch eher die Energie der Welle gemessen


Ist diese Energie nicht entsprechend der Energie anderer Strahlung des EM-Spektrums quantisiert und werden diese Quanten nicht als "Photonen" bezeichnet?
Wenn ja, unterhalb welcher Frequenz liegt die Energie von EM-Strahlung nicht mehr quantisiert, sondern kontinulierlich vor?
antaris



Anmeldungsdatum: 12.12.2022
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Beitrag antaris Verfasst am: 17. Aug 2023 13:52    Titel: Antworten mit Zitat

Aruna_Gast hat Folgendes geschrieben:
antaris hat Folgendes geschrieben:

Messen Antennen Photonen, also einzelne Teilchen wie auf der Photoplatte, einem Photosensor oder wird nur die em-Welle selbst gemessen?


Wo soll denn der Unterschied sein, bzw. was meinst Du mit "einzelnen Teilchen" , wenn Du von einer Photoplatte oder einen Photosensor sprichst?
Glaubst Du, dass werden Photonen photographiert?


- Die Antenne empfängt oder sendet em-Wellen. Antennen wurden entwickelt (1886), als das Photon noch gar nicht entdeckt war (1905 durch Einstein postuliert, Photon 1925).
- Auf der Photoplatte oder einem Flm reagieren bestimmte Silbersalze chemisch mit der Wellenlänge des Lichts. Keine Ahnung was genau die Wechselwirkung auslöst (Welle, Photon oder beides). Ich kenne aber keine Photoplatte, die z.B. mit Radiowellen wechselwirkt.
- Beim el. Photodetektor ist das m.E. eindeutig, da je der Photoelektrische Effekt ausgenutzt wird (von Photowiderstand, Kamerasensoren bis Solar beruht alles darauf). Dort ist es das Teilchen, also die Photonen, welches die Elektronen bei stoffspezifischen Grenzfrequenzen des Lichts "herausschlägt".

Klar kann man einzelne Photonen detektieren und somit auch messen aber hört das nicht im Infrarotbereich auf?
Hier Simulation der ein-Photon-Interferenz:
https://www.leifiphysik.de/quantenphysik/quantenobjekt-photon/versuche/ein-teilchen-interferenz-bei-photonen-simulation

Aruna_Gast hat Folgendes geschrieben:
antaris hat Folgendes geschrieben:

Mit Antennen doch eher die Energie der Welle gemessen


Ist diese Energie nicht entsprechend der Energie anderer Strahlung des EM-Spektrums quantisiert und werden diese Quanten nicht als "Photonen" bezeichnet?
Wenn ja, unterhalb welcher Frequenz liegt die Energie von EM-Strahlung nicht mehr quantisiert, sondern kontinulierlich vor?


So ist die allgemeine oder eben "gewohnte" Darstellung aber warum kann man mit Radiowellen nicht das gleiche Experiment machen, wie mit Licht- oder Teilchenwellen?
Dabei interferieren Radiowellen natürlich auch (oder sogar immer?) aber (bzw. und) es schlägt dabei nirgends ein Photon ein.

Wie kann man die Photonen bzw. das Teilchen als primär ansehen, wenn es doch gar nicht im gesamten Spektrum mit gleichen Mitteln messbar ist?


Zuletzt bearbeitet von antaris am 17. Aug 2023 15:24, insgesamt einmal bearbeitet
antaris



Anmeldungsdatum: 12.12.2022
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Beitrag antaris Verfasst am: 17. Aug 2023 15:32    Titel: Antworten mit Zitat

Kurt hat Folgendes geschrieben:

Ganz einfach, es gibt keine.


Einfach ist es sicher nicht und klar gibt es Photonen (Lichtquanten), wie es auch Fermionen (Materiequanten) gibt. Nur unterscheiden sich die Eigenschaften der betreffenden Quanten von Radiowellen/Mikrowellen (keine messbaren Quanten) über Licht (masselose Quanten ab infrarotbereich messbar) bis massebehaftete Fermionen (Quanten über die Ruhemasse eindeutig messbar).
Das was alles eint und immer gleich beschrieben werden kann, ist der Wellencharakter.
Sonnenwind



Anmeldungsdatum: 25.04.2022
Beiträge: 689

Beitrag Sonnenwind Verfasst am: 17. Aug 2023 15:54    Titel: Antworten mit Zitat

Die Quantisierung von Fermionen geht aber vom Teilchen zur Welle. Bei den Photonen gibt es aber zuerst die Welle und die wird vorwärts und nicht rückwärts quantisiert.

Also: Teilchen -> Welle.

Aber: Welle -> ?

Das Fragezeichen entspricht eher einer Unschärfe in der Welle als einem Teilchen.

Zumal im quantisierten EM-Feld auch die Anzahl der Photonen einer Unschärfe unterliegt.

Wie sollte auch ein Ein-Photonen-Zustand mit scharfer Frequenz aussehen?

_________________
Das Photon: Eine Geschichte voller Missverständnisse.
MBastieK



Anmeldungsdatum: 06.10.2012
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Wohnort: Berlin-Wedding

Beitrag MBastieK Verfasst am: 17. Aug 2023 16:32    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo!
antaris hat Folgendes geschrieben:
Messen Antennen Photonen, also einzelne Teilchen wie auf der Photoplatte, einem Photosensor oder wird nur die em-Welle selbst gemessen?
Mit Antennen doch eher die Energie der Welle gemessen und die zu übertragende Information über z.b. Frequenz- bzw. Amplitudenmodulation kodiert?

Dann braucht man nachgeschaltete hochfeine Messgeräte für diesen Kontext, um das Unschärfe-Verhalten zu messen. Über die man z.B. über ein Zeit-Delay erfahren kann, wo auf der Antenne das Langwellen-Photon auftrat.

Dafür braucht man aber auch einen Langwellen-Photonen-Einzel-Generator. Ich schätze mal, dass dieser Langwellen-Bereich (100m) in Verbindung mit Quantenphysik nicht besonders beliebt und besetzt ist, weswegen keine Experimental-Physiker in diesem Bereich existieren, die dementsprechende Tools erdenken.

Grüsse

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antaris



Anmeldungsdatum: 12.12.2022
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Beitrag antaris Verfasst am: 17. Aug 2023 18:23    Titel: Antworten mit Zitat

Sonnenwind hat Folgendes geschrieben:
Die Quantisierung von Fermionen geht aber vom Teilchen zur Welle. Bei den Photonen gibt es aber zuerst die Welle und die wird vorwärts und nicht rückwärts quantisiert.

Also: Teilchen -> Welle.

Aber: Welle -> ?

Das Fragezeichen entspricht eher einer Unschärfe in der Welle als einem Teilchen.

Zumal im quantisierten EM-Feld auch die Anzahl der Photonen einer Unschärfe unterliegt.

Wie sollte auch ein Ein-Photonen-Zustand mit scharfer Frequenz aussehen?


Man darf "den Erkenntnisweg", wie bzw. in welcher Reihenfolge die Welle, die Lichtquanten und die Materiequanten entdeckt wurden, nicht damit verwechseln, wie die Natur in diesen Zusammenhängen wirklich funktioniert.

Ist die Welle über die Wellenlänge und die Frequenz nicht immer eindeutig und scharf? Es ist ja kein Problem die Welleneigenschaften exakt zu messen.
Im Doppelspalt müssen Breite und Abstand der Spalte exakt auf die zu untersuchende Wellenlänge konstruiert werden. Bei der Antenne muss die die Spule bzw. die Länge des Antennendraht auch entsprechend der Wellenlänge konstruiert werden.
In beiden Fällen hängt der Aufbau der Messtechnik bzw. des Experiments explizit von der zu untersuchenden Wellenlänge ab und das deutet m.E. auf eine reale Entität hin.

Ich frage mich gerade eher, ob die Teilcheneigenschaft in Abhängigkeit zur Energie, also Frequenz/Wellenlänge steht.
Die Photonentheorie ist so allgegenwärtig, das man sich in jedem Fall daran gewöhnt hat aber müsste das Photon, wenn es objektiv primär ist, nicht unabhängig vom Spektrum und von der Umgebung mit gleicher Messtechnik messbar sein?

Warum sagen wir Lichtquant und nicht elektromagnetischer Quant?
antaris



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Beitrag antaris Verfasst am: 17. Aug 2023 18:27    Titel: Antworten mit Zitat

MBastieK hat Folgendes geschrieben:

Dafür braucht man aber auch einen Langwellen-Photonen-Einzel-Generator. Ich schätze mal, dass dieser Langwellen-Bereich (100m) in Verbindung mit Quantenphysik nicht besonders beliebt und besetzt ist, weswegen keine Experimental-Physiker in diesem Bereich existieren, die dementsprechende Tools erdenken


Interessant. Also setzt man die Photonentheorie für niederfrequente em-Strahlung vollkommen ungeprüft (ggf. unprüfbar) voraus und nennt es dann ein Fakt?
Dabei ist doch nur real, was auch eindeutig messbar ist?
MBastieK



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Beitrag MBastieK Verfasst am: 17. Aug 2023 18:57    Titel: Antworten mit Zitat

antaris hat Folgendes geschrieben:
Interessant. Also setzt man die Photonentheorie für niederfrequente em-Strahlung vollkommen ungeprüft (ggf. unprüfbar) voraus und nennt es dann ein Fakt?

Habe ich nicht behauptet. Ich meinte, dass der Nano-Bereich in Verbindung mit Quantenmechanik wohl interessanter ist oder wirkt. Die Theoreme in diesem Bereich empirisch zu bestätigen oder prüfen scheint wohl anziehender zu sein.

Grüsse

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antaris



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Beitrag antaris Verfasst am: 17. Aug 2023 19:09    Titel: Antworten mit Zitat

MBastieK hat Folgendes geschrieben:
antaris hat Folgendes geschrieben:
Interessant. Also setzt man die Photonentheorie für niederfrequente em-Strahlung vollkommen ungeprüft (ggf. unprüfbar) voraus und nennt es dann ein Fakt?


Habe ich nicht behauptet. Ich meinte, dass der Nano-Bereich in Verbindung mit Quantenmechanik wohl interessanter ist oder wirkt. Die Theoreme in diesem Bereich empirisch zu bestätigen oder prüfen scheint wohl anziehender zu sein.


Dann muss man sich aber auch nicht wundern, wenn eventuell Erkenntnisse dabei "untergehen".
MBastieK



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Beitrag MBastieK Verfasst am: 17. Aug 2023 19:24    Titel: Antworten mit Zitat

antaris hat Folgendes geschrieben:
Dann muss man sich aber auch nicht wundern, wenn eventuell Erkenntnisse dabei "untergehen".

Neue Erkenntnisse können überall lauern.

In der Physik geht es auch oft um Effizienz. Wenn Sie einen effizienten Experimental-Weg mit zugehörigem Equipment kennen oder erdenken, dann machen Sie es doch.

Grüsse

_________________
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antaris



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Beitrag antaris Verfasst am: 17. Aug 2023 19:38    Titel: Antworten mit Zitat

MBastieK hat Folgendes geschrieben:
antaris hat Folgendes geschrieben:
Dann muss man sich aber auch nicht wundern, wenn eventuell Erkenntnisse dabei "untergehen".

Neue Erkenntnisse können überall lauern.

In der Physik geht es auch oft um Effizienz. Wenn Sie einen effizienten Experimental-Weg mit zugehörigem Equipment kennen oder erdenken, dann machen Sie es doch.

Grüsse


Na ich weiß ja nicht. Nach über 100 Jahre, unzählige Experimente und soviel (nach wie vor) offene Fragen wird dieses eine Teilgebiet einfach als uninteressant beiseite geschoben?
Ich bin eher dazu geneigt, dass schon irgendjemand solche Experimente durchgeführt hätte, wenn sie den realisierbar wären.
Ich kann mich auch täuschen und das ist ein Scheinproblem.

Das Lichtteilchen bzw. die Messbarkeit des Teilchencharakters geht verloren, je größer die Wellenlänge und kleiner die Energie ist. Dabei nimmt andererseits die Messbarkeit des Teilchencharakters mit kleiner werdenden Wellenlänge und steigender Energie zu und zwar solange, bis gar kein Wellencharakter mehr messbar ist.
Das ist doch ein kontinuierlicher Übergang von eindeutig Welle, hin zu eindeutig Teilchen.
MBastieK



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Beitrag MBastieK Verfasst am: 17. Aug 2023 20:18    Titel: Antworten mit Zitat

antaris hat Folgendes geschrieben:
MBastieK hat Folgendes geschrieben:
In der Physik geht es auch oft um Effizienz. Wenn Sie einen effizienten Experimental-Weg mit zugehörigem Equipment kennen oder erdenken, dann machen Sie es doch.

Na ich weiß ja nicht. Nach über 100 Jahre, unzählige Experimente und soviel (nach wie vor) offene Fragen wird dieses eine Teilgebiet einfach als uninteressant beiseite geschoben?

Nagut, ich rede hier schon von effizienter Umsetzbarkeit und weniger von Interesse. Ich erkenne bei dieser Antwort keine Folgerichtigkeit.

Jedenfalls, wenn die Prüfung der Theoreme des Makro-Bereiches der Quantenmechanik effizient umsetzbar wären, wäre der Bereich wahrscheinlich stärker besetzt.

antaris hat Folgendes geschrieben:
Dabei nimmt andererseits die Messbarkeit des Teilchencharakters mit kleiner werdenden Wellenlänge und steigender Energie zu und zwar solange, bis gar kein Wellencharakter mehr messbar ist.
Das ist doch ein kontinuierlicher Übergang von eindeutig Welle, hin zu eindeutig Teilchen.

Diese Logik wirkt sehr steril, im Sinne von: Ausblenden anderer Faktoren oder Aspekte.

Ausserdem: Kontinuierlichkeit bis hin zur Eindeutigkeit? Das beißt sich irgendwie semantisch, wenn die Kontinuierlichkeit analog ist.

Grüsse

_________________
Intelligenz ist die Fähigkeit der (temporären) Anpassung.
antaris



Anmeldungsdatum: 12.12.2022
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Beitrag antaris Verfasst am: 17. Aug 2023 20:41    Titel: Antworten mit Zitat

MBastieK hat Folgendes geschrieben:

Diese Logik wirkt sehr steril, im Sinne von: Ausblenden anderer Faktoren oder Aspekte.


Welche Faktoren und Aspekte werden dabei ausgeblendet?
Wenn Lichtquanten erst durch die Energie der Welle messbar werden, so sehe ich da eher eine Dynamik als etwas steriles.

MBastieK hat Folgendes geschrieben:
Ausserdem: Kontinuierlichkeit bis hin zur Eindeutigkeit? Das beißt sich irgendwie semantisch, wenn die Kontinuierlichkeit analog ist.


Es ist die gleiche Frage wie der Übergang zwischen 0 und 1, die eben eine eindeutige untere und obere Grenze darstellen. Inwieweit der Übergang bis in die kleinsten Schritte dazwischen wirklich kontinuierlich ist, ist eine andere Frage.
Aruna_Gast
Gast





Beitrag Aruna_Gast Verfasst am: 17. Aug 2023 21:24    Titel: Antworten mit Zitat

antaris hat Folgendes geschrieben:

Ich frage mich gerade eher, ob die Teilcheneigenschaft in Abhängigkeit zur Energie, also Frequenz/Wellenlänge steht.
Die Photonentheorie ist so allgegenwärtig, das man sich in jedem Fall daran gewöhnt hat aber müsste das Photon, wenn es objektiv primär ist, nicht unabhängig vom Spektrum und von der Umgebung mit gleicher Messtechnik messbar sein?


Was soll denn "gleiche Messtechnik" sein?
Dein Auge ist auch Messtechnik, dennoch kannst Du nur ein schmales Frequenzband sehen.
Es kommt darauf an, wie eine EM-Welle mit Materie wechselwirkt.
Warum ist Fenster-Glas durchlässig für sichtbares Licht aber nicht für UV-Licht?
Sind doch alles Photonen, das muss doch alles gleich mit Materie wechselwirken und entsprechend mit der gleichen Messtechnik messbar.
antaris



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Beitrag antaris Verfasst am: 17. Aug 2023 21:34    Titel: Antworten mit Zitat

Aruna_Gast hat Folgendes geschrieben:
antaris hat Folgendes geschrieben:

Ich frage mich gerade eher, ob die Teilcheneigenschaft in Abhängigkeit zur Energie, also Frequenz/Wellenlänge steht.
Die Photonentheorie ist so allgegenwärtig, das man sich in jedem Fall daran gewöhnt hat aber müsste das Photon, wenn es objektiv primär ist, nicht unabhängig vom Spektrum und von der Umgebung mit gleicher Messtechnik messbar sein?


Was soll denn "gleiche Messtechnik" sein?


Ich meine das im Bezug zum Doppelspaltexperiment, mit dem der Welle-/Teilchendualismus nachgewiesen wird.
Ich kann mich täuschen aber das Experiment müsste auf dem gesamten em-Spektrum seine Gültigkeit haben und falsifizierbar sein (, damit die Photonentheorie als primär angesehen werden kann).

Aruna_Gast hat Folgendes geschrieben:
Dein Auge ist auch Messtechnik, dennoch kannst Du nur ein schmales Frequenzband sehen.
Es kommt darauf an, wie eine EM-Welle mit Materie wechselwirkt.
Warum ist Fenster-Glas durchlässig für sichtbares Licht aber nicht für UV-Licht?
Sind doch alles Photonen, das muss doch alles gleich mit Materie wechselwirken und entsprechend mit der gleichen Messtechnik messbar.


Welche Experimente könnten ebenfalls den Welle-/Teilchendualismus einer Radiowelle nachweisen?
Aruna_Gast
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Beitrag Aruna_Gast Verfasst am: 17. Aug 2023 21:52    Titel: Antworten mit Zitat

antaris hat Folgendes geschrieben:
Aruna_Gast hat Folgendes geschrieben:
antaris hat Folgendes geschrieben:

Ich frage mich gerade eher, ob die Teilcheneigenschaft in Abhängigkeit zur Energie, also Frequenz/Wellenlänge steht.
Die Photonentheorie ist so allgegenwärtig, das man sich in jedem Fall daran gewöhnt hat aber müsste das Photon, wenn es objektiv primär ist, nicht unabhängig vom Spektrum und von der Umgebung mit gleicher Messtechnik messbar sein?


Was soll denn "gleiche Messtechnik" sein?


Ich meine das im Bezug zum Doppelspaltexperiment, mit dem der Welle-/Teilchendualismus nachgewiesen wird.
Ich kann mich täuschen aber das Experiment müsste auf dem gesamten em-Spektrum seine Gültigkeit haben und falsifizierbar sein.


das scheitert an der praktischen Umsetzbarkeit, z.B. der Verfügbarkeit einer Quelle für monochromatische/kohärente Gammastrahlung.
Dann brauchst Du noch einen entsprechend engen Spalt in einem Material, dass Gammastrahlen wirksam abhält.

antaris hat Folgendes geschrieben:

Welche Experimente könnten ebenfalls den Welle-/Teilchendualismus einer Radiowelle nachweisen?


Man könnte mit großer Geschwindigkeit mit einem Doppelspalt auf eine Radiowelle zufliegen, die dann aufgrund der Blauverschiebung für den bewegten Beobachter im sichtbaren Bereich erscheint.


Wie stehst Du zu der EM-Welle, die der 21cm-Linie von Wasserstoff entspricht?
Ist das kein Photon?
antaris



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Beitrag antaris Verfasst am: 17. Aug 2023 22:03    Titel: Antworten mit Zitat

Aruna_Gast hat Folgendes geschrieben:
antaris hat Folgendes geschrieben:

Man könnte mit großer Geschwindigkeit mit einem Doppelspalt auf eine Radiowelle zufliegen, die dann aufgrund der Blauverschiebung für den bewegten Beobachter im sichtbaren Bereich erscheint.



Wie stehst Du zu der EM-Welle, die der 21cm-Linie von Wasserstoff entspricht?
Ist das kein Photon?


Ich stelle nicht die Photonen an sich in Frage, sondern das sie (eigentlich die "Teilchen" insgesamt) primär sind, da die Photonen unterhalb des infraroten Spektrums in einen "Bereich" der nicht-Messbarkeit fallen.
In den niedrigsten Energiebereichen der em-Strahlung wären (fast) nur Wellen vorhanden und der Einfluß der Photonen (bzw. des Teilchencharakters im allgemeinen) verschwindend gering.
Aruna_Gast
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Beitrag Aruna_Gast Verfasst am: 17. Aug 2023 22:32    Titel: Antworten mit Zitat

antaris hat Folgendes geschrieben:

Ich stelle nicht die Photonen an sich in Frage, sondern das sie (eigentlich die "Teilchen" insgesamt) primär sind, da die Photonen unterhalb des infraroten Spektrums in einen "Bereich" der nicht-Messbarkeit fallen.


und was ist damit gemeint?
Was soll "primär" sein?
Für mich ist eine elektromagnetische Welle zunächst mal eine elektromagnetische Welle.
Und es war für mich ein Genie-Streich von Maxwell, die Existenz von EM-Wellen vor deren Entdeckung vorherzusagen und aufgrund der berechneten Geschwindigkeit zu folgern, dass es sich bei Licht um elektromagnetische Wellen handelt.
Später haben dann Planck und Einstein gezeigt, dass EM-Wellen nur in diskreten Energiepaketen mit Materie wechselwirken können.
Deshalb stelle ich mir aber keine Punktteilchen vor, die da durch die Gegend sausen.
MBastieK



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Beitrag MBastieK Verfasst am: 18. Aug 2023 10:51    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo!
antaris hat Folgendes geschrieben:
MBastieK hat Folgendes geschrieben:
Diese Logik wirkt sehr steril, im Sinne von: Ausblenden anderer Faktoren oder Aspekte.

Welche Faktoren und Aspekte werden dabei ausgeblendet?

Keine Ahnung. Cassimir-Effekt z.B. !?!
Haben Wellen bei Ihnen einen Impuls?

antaris hat Folgendes geschrieben:
Es ist die gleiche Frage wie der Übergang zwischen 0 und 1, die eben eine eindeutige untere und obere Grenze darstellen.

Heißt das, man hat bei Ihnen nur ein Teilchen bei einer Wellenlänge von 0 oder Energie von unendlich?

antaris hat Folgendes geschrieben:
Wenn Lichtquanten erst durch die Energie der Welle messbar werden, so sehe ich da eher eine Dynamik als etwas steriles.

Das 'steril' war auf die Meta-Ebene, d.h. auf die Theorie-Ebene bezogen und nicht auf den Inhalt selbst. Sie haben ja selbst durch die Frage "Welche Faktoren und Aspekte werden dabei ausgeblendet?" es auf die Meta-Ebene bezogen, nur um es dann direkt danach widersprüchlicherweise auf den Inhalt zu beziehen.

Grüsse

_________________
Intelligenz ist die Fähigkeit der (temporären) Anpassung.
gast_free



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Beitrag gast_free Verfasst am: 18. Aug 2023 19:26    Titel: Antworten mit Zitat

Es wird viel zu viel durcheinander geschmissen. Es gibt unterschiedliche Modelle und Betrachtungsweisen, je nach dem, in welchem Kontext man EM-Wellen betrachten möchte. Jede Betrachtungsweise entspricht einem Modell welches innerhalb eines definierten Gültigkeitsbereiches vernünftige Aussagen liefert.

1. Die klassische Theorie der Elektrodynamik basierend auf den Maxwellschen Gleichungen. Hier ist die EM-Welle im Vakuum, wenn sie sehr weit von dem Erzeuger (einem schwingenden Dipol), eine ebene transversale Welle. Sie besteht aus einem schwingenden elektrischen Feldanteil und einem dazu senkrecht schwingenden magnetischen Feldanteil. Beide Felder schwingen senkrecht zur Ausbreitungsrichtung. Die drei Richtungsvektoren bilden ein ortogonales Dreibein. In der Nähe zum Erzeuger können sie unterschiedliche Formen ausbilden, wenn man z.B. die Isoflächen gleicher Energiestromdichte darstellt. Die Formen hängen stark vom Verhältnis der Wellenlänge zur größe der Antenne und der Bauform ab. Sie können z.B. Keulen, Schmetterlings oder eine Kugelform annehmen.Diese Formen können auch in Kombination auftreten.

2. Quantenmechanik
Bei hoher Energie gibt es Fälle, wo die klassische Theorie keine brauchbaren Aussagen mehr liefert. Die Welle kann als klassische Welle in Erscheinung treten, aber auch als Teilchen. Ersteres bei Interferenz und letzteres bei Wechselwirkung mit anderen Teilchen. Das elektromagnetische Strahlungsfeld besteht hierbei aus Licht Teilchen ( Photonen) mit ganz besonderen Eigenschaften. In der Geschichte war es die Untersuchung der Temperaturstrahlung (Max Planck) und der äußere Lichtelektrische Effekt (Albert Einstein) der zu dieser Betrachtungsweise geführt hat. Weitere Experimente (Frank Herz) die unelastische Stöße von Elektronen mit Quecksilberatomen untersucht haben und spezielle Beugungsexperimente mit Elektronenstrahlen haben gezeigt, das auch Materie Welleneigenschaften aufweisen kann. Diese Erkenntnisse legten die Grundlage für die allgemeine Beschreibung solcher Wellen, deren Amplitudenquadrat der Wahrscheinlichkeitsdichte entspricht das Teilchen bzw. Photon irgendwo im Raum anzutreffenden. Hier währe die Schrödingergleichung zu nennen.

Die Schrödingergleichung wurde noch relativistisch erweitert um Materie Teilchen mit sehr hoher Energie als Welle richtig zu beschreiben.
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