Energiegewinnung aus der Nullpunktenergie

Zweitaktfan · Gast

Meine Frage:
Hallo,

ich habe eben folgendes Video auf YouTube gefunden:

m.youtube.com/watch?v=2tGRhTXKh8A

In diesem Video wird behauptet, man könnte aus der Nullpunktenergie nutzbare Enegie gewinnen, und das im brauchbaren Maßstab. Ich frage mich, ob dies eine realistische Idee ist, oder einfach Unsinn. Unsinn möchte ich dem Mann, der das Video erstellt hat aber nicht pauschal unterstellen, da er anscheinend Prof. für Elektrotechnik ist. Auf der anderen Seite frage ich mich,warum man das ganze nicht einfach realisiert, wenn es doch angeblich funktionieren würde.
Kann mir ein Physiker hier vielleicht weiterhelfen und mal seine Meinung dazu äußern?

Meine Ideen:
Nach meiner Auffassung müsste der zweite Hauptsatz der Thermodynamik eigentlich solch einem Vorhaben widersprechen. Oder übersehe ich da etwas?

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 21442

Wenn man die Nullpunktsenergie anzapfen könnte, dann müsste diese - um den lokalen Energieerhaltungssatz nicht zu verletzen - sich verringern und aus der Umgebung sozusagen wieder aufgefüllt werden.

Solange aber in den Veröffentlichungen keine konkreten Rechnungen präsentiert werden, kann man auch nicht sagen, wo genau was falsch ist.

Zweitaktfan · Gast

Ich habe nochmal gegoogelt, aber so wirklich finde ich keine konkreten Rechnungen dazu.

Auf dieser Seite wird allerdings umfangreichend dargestellt, wie es funktionieren soll:

lenr.wiki/index.php?title=Die_Energie_aus_dem_Ecat_SKLep

lenr.wiki/index.php?title=Zero-Point_Energy:_Capturing_Evanescence

Irgendwie klingt es für mich nicht seriös, denn ansonsten würde so eine Möglichkeit einfach genutzt werden. Da sehe ich eher denjenigen, der behauptet, es würde funktionieren, in der Nachweispflicht.

Oder was sagen die Physiker hier zu den auf der Seite vorgestellten Verfahren?

Zweitaktfan · Gast

Ich habe eben nochmal etwas geschaut....wenn man Nullpunktenergie im Internet sucht, ist jede Menge esoterischer Blödsinn dabei.....das ganze scheint wohl Dauerthema zu sein....

Trotzdem fände ich es interessant, ob die in dem Video vorgestellte Technik völlig an der Physik vorbei geht oder doch seriös sein könnte.

Ach ja, in einem Kommentar zu Verletzung des zweiten Hauptsatzes habe ich gelesen, dass der zweite Hauptsatz unter bestimmten Voraussetzungen auch in der nichtlinearen Optik verletzt werden würde.

Weiß jemand was dazu?

Kazimir · Gast

Wie soll das denn ablaufen, der Casimir Effekt wird also genutzt also die Anziehung von Platten die sehr nah beieinander sind. Super das funktioniert dann also genau einmal danach muss ja Energie aufwenden um die Platten wieder auseinanderzu bekommen als wie man daraus dauert Energie gewinnen will ist mir schleierhaft.

Zweitaktfan · Gast

Das habe ich mich auch gefragt....

Hier in dem Link sind die Effekte, die sie nutzen wollen, genau beschrieben:

lenr.wiki/index.php?title=Zero-Point_Energy:_Capturing_Evanescence

Ich kenne mich leider zu wenig mit Teilchenphysik aus, um es zu bestätigen oder zu widersprechen. Falls hier mal jemand drüber liest, teilt mal bitte euer Fazit mit, mich würde es interessieren! Irgendwie kann ich mir halt nicht vorstellen, dass es funktioniert (Verstoß gegen die Hauptsätze der Thermodynamik), denn ansonsten hätten wir ja keine Energieprobleme mehr auf der Welt...

Ach ja, dort wurde auch beschrieben, man könne aus virtuellen Fluktuationen reale Photonen erzeugen. Stimmt das?

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 21442

Die Einführung der Nullpunktsenergie ist zunächst im wesentlichen ok. Dass die Regularisierung des zunächst unendlichen Ausdrucks nicht mal ansatzweise diskutiert wird, hielt ich sofort für seltsam, aber es geht ja noch weiter …

Insgs. ist die Darstellung nicht nur für Laien, sondern auch von Laien geschrieben "… wenn die Energie der Fluktuation auf extrem schnelle Weise eingefangen werden könnte, so dass sie nicht wieder zurückgegeben werden kann …". Das gilt insbs. für den Abschnitt über virtuelle Teilchen; wenn das der Kerngedanke ist, dann wäre hier eine Rechnung angebracht – einfach mal nach arxiv casimir geometry googeln. Aber der Autor kann offensichtlich nicht rechnen, und er kann aus den vielen zitierten Arbeiten auch nicht die für ihn relevanten Gleichungen nennen.

Mit Bauelementen kenne ich mich nicht aus. Was jedoch auffällt ist, dass nur eine grobe Idee dargestellt wird, jedoch kein praktischer Aufbau, anhand dessen tatsächlich nachgewiesen wurde, dass überhaupt ein Energietransport oder gar eine Energiegewinnung stattfindet. Es gibt keine Messmethoden, keine Diagramme und Kurven, keine systematischen und keine Messfehler …

Ich habe mal stichprobenartig ein paar der Quellen überprüft, die es nach einem Peer Review in ein Fachzeitschrift geschafft haben. Diese diskutieren sehr wohl messbare Effekte auf Tunnelströme, aber keine Energiegewinnung. " Dieses Funktionsmodell ist bestenfalls hypothetisch zu nennen und bei weitem nicht stringent. Hingegen wurde ein strenges Quantenmodell (Ford, 2022) vorgeschlagen, um den Anstieg der Leitfähigkeit zu erklären, der sich infolge eines angrenzenden Casimir-Hohlraumes (Moddel, 2021b) einstellt – das die beobachtete Energieerzeugung jedoch nicht zu erklären vermag.". Genau.

Die Diskussion der Entropie verstehe ich nicht. Ist das nur ein Strohmann? Niemand hat je ernsthaft die Frage gestellt, ob Quanteneffekte (Photostrom, Tunnelstrom, Superstrom …) aufgrund des zweiten Hauptsatzes verboten sein könnten, sondern man hat immer anhand einfacher Modelle für T = 0 das Prinzip diskutiert. Wenn für reine Quantenzustände ein Effekt vorhergesagt wird, dann verletzt das den zweiten Hauptsatz trivialerweise nicht, weil man überhaupt kein thermodynamisches System betrachtet, für den er relevant wäre; für T > 0 würde man natürlich eine Temperaturabhängigkeit finden. Findet man für T = 0 keinen Effekt, dann ist der Kerngedankte, es handele sich um einen Effekt der Nullpunktsenergie aber offenbar falsch.

" Die NPE ist fester Bestandteil der Quantenmechanik, was zu der beunruhigenden Vorstellung führt, dass die Menge an NPE in einem geschlossenen System gleich bliebe, auch wenn man diesem System NPE entnehmen würde. "Nee. Derartige Sätze führen eher auf die beunruhigenden Vorstellung, dass der Autor die elementare Logik und Physik nicht verstanden hat, derzufolge ein geschlossenes System dadurch definiert ist, dass nichts die Systemgrenze überquert. "Ich streite ständig mit mir selbst und mit jedem, der sich einbringt, darüber, ob die zu beobachtende Energieerzeugung auf die NPE zurückzuführen ist oder ob es da noch eine andere Quelle gibt." Das klingt eher nach einem Hilferuf.

Meine Zusammenfassung ist, dass da jemand etwas gebaut hat oder das zumindest behauptet, einen Effekt sieht oder sich einbildet, was er nicht erklären kann, sich daraufhin bei Physik bedient, die er nur ansatzweise versteht, und um Unterstützung für die Idee wirbt, letzteres könne etwas mit ersterem zu tun haben.

Da der präzise Aufbau nicht dargestellt wird, kann niemand dafür ein einfaches mathematisches Modell im Rahmen der QED entwickeln. Nach Pauli ist das alles also noch nicht einmal falsch.

Zweitaktfan · Gast

Vielen dank für deine ausführliche Einschätzung.

Mich ärgert es persönlich sehr, dass so etwas im Netz publiziert wird, als sei es etabliertes Wissen. Es ist somit eigentlich Zeitverschwendung, sich damit zu befassen.

Deshalb nochmal vielen Dank, dass du dir die Zeit genommen hast, um das ganze mal unter die Lupe zu nehmen.

Eine Frage hätte ich noch: in dem Text wurde auch beschrieben, man könne aus virtuellen Fluktuationen reale Photonen erzeugen. Ist da was dran? Ich dachte eigentlich immer, die virtuellen Fluktuationen seien ein mathematisches Objekt.

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 21442

TechnikFan · Anmeldungsdatum: 05.11.2024 Beiträge: 251

Hier noch ein paar ergänzende Anmerkungen eines Elektrotechnikers.

Es ist schon verwunderlich, dass es mehrere Jahre nach der Entdeckung dieses "Effektes" noch keinen funktionierenden Prototyp gibt, der zumindest das Tausendfache der "gemessenen Leistung" von 1,4 pW abgibt. Das wäre zwar immer noch unterhalb einer technisch nutzbaren Energiequelle, würde aber zumindest die Skalierbarkeit bestätigen.

Da ich keine Schaltpläne oder Skizzen des Messaufbaus gefunden habe und die gemessen Großen sehr klein sind, gehe ich von einem Messfehler aus.

Da das Messobjekt Dioden-Charakter hat, vermute ich Messfehler durch EMV-Störungen. Der Hinweis, dass das Messobjekt in eine u-Metall-Box und/oder in eine Alu-Box gepackt wurde, reicht nicht aus. Dies bringt gar nichts, wenn man die angeschlossenen Messkabel nicht aufwendig EMV-filtert.
Dass es mit der Vergrößerung der Energiequelle nicht geklappt hat, mag daran liegen, dass der parasitäre Kondensator, parallel zu der Diode, die Gleichrichterwirkung für die hochfrequenten EMV-Störungssignale behindert.

Außerdem ist verwunderlich, dass noch kein unabhängiger Wissenschaftler die Messung dieses Effektes bestätigt hat. Es könnte aber auch sein, dass Wissenschaftler bei der Widerlegung des zweiten Gesetzes der Thermodynamik etwas unmotiviert sind ;-)

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 21442

Der Punkt ist, dass noch nicht mal das Prinzip klar beschrieben ist. Schau' zum Vergleich mal andere Artikel zu Messungen im Umfeld Casimir-Effekt an: präzise Idee, Theorie, Aufbau, Messergebnisse, Diskussion. Hier aber nur diverse vage Idee.

TechnikFan · Anmeldungsdatum: 05.11.2024 Beiträge: 251

Ich stimme dir voll zu und wollte nur eine mögliche Erklärung liefern, wie es zu solchen Messwerten kommen kann. Denn die hat der Professor in Amerika offensichtlich abgelesen.

Kazimir · Gast

Braucht man dafür wirklich Berechnungen, Messwerte ?
Ist doch eigentlich klar das es nicht funktionieren kann.

Aruna · Anmeldungsdatum: 28.07.2021 Beiträge: 1609

Hochseeangler · Gast

Hallo ihr Physiker!

Ich hätte mal eine Frage, die den zweiten Hauptsatz der Thermodynamik betrifft. Ich denke, dass passt ganz gut in das Thema hier.

Inwiefern ist der zweite Hauptsatz der Thermodynamik noch in Stein gemeißelt?

Bisher hat ja, zumindest soweit ich das sehe, noch nie jemand ein Perpetuum Mobile zweiter Art gebaut. Allerdings wird auch immer wieder behauptet, dass es Experimente gäbe, die gegen den zweiten Hauptsatz verstoßen würden.

Z.B.:

youtube.com/watch?v=FP0VjeRap04

Der Physiker dieses Videos ist auch einer der Autoren dieses Buches:
link.springer.com/book/10.1007/1-4020-3016-9

Auch hier :mdpi.com/1099-4300/6/1/1 gewinne ich zumindest den Eindruck, dass es anscheinend Versuche geben würde, die gegen den zweiten Hauptsatz verstoßen.

Was konnt ihr dazu sagen? Ist der zweite Hauptsatz noch ein starkes Fundament der Thermodynamik?

Hochseeangler · Gast

Niemand hier, der sich gut in Thermodynamik auskennt?

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 21442

Ich kenne mich tatsächlich nicht sehr gut mit Thermodynamik aus, und ich bin auch kein Experte für die Theorie von quantenmechanischen statistischen Systemen. Deshalb bin ich da etwas zurückhaltend.

Für mich klingt das nach einer großen Story mit Jüngern innerhalb einer sehr kleinen Blase, die außerhalb nicht ernstgenommen wird. Dafür scheint es auch gute Gründe zu geben.

https://api-depositonce.tu-berlin.de/server/api/core/bitstreams/b40ebb20-d330-41b8-a141-d3ef30c0f3c6/content
https://escholarship.org/uc/item/7zp7k6zp
https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2001PhPl....8.5323C/abstract
https://sites.google.com/site/professorkostic/2LT/dissecting-the-2nd-law-challenges/sheehan-et-al-test-of-duncans-paradox

Hochseeangler · Gast

Vielen Dank für den Input!

Auch die Links deuten ja alle darauf hin, dass es sich wohl wirklich um eine kleine, nach außen aus guten Gründen nicht ernst genommene Blase, handelt.

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 21442

👍

Hochseeangler · Gast

Ach ja, eine Frage will ich gleich noch loswerden.
Ich lese manchmal, dass die Entropie bzw auch der zweite Hauptsatz nur für Gleichgewichtszustände definiert sind. Ist dies wirklich so?

Ich zitiere z.B. mal eine Seite der Uni Kiel (web.tf.uni-kiel.de/matwis/amat/mw1_ge/kap_5/advanced/t5_2_1.html):

". Zunehmende Entropie gibt es aber eigentlich gar nicht.
Entropie ist eigentlich in voller Schärfe nur für das thermodynamische Gleichgewicht (TD GG) definiert. Die Entropie von Systemen, die nicht im TD GG sind, ist erst mal nicht klar definiert.
Im TD GG gibt es aber gar keine Zeit mehr! Nichts ändert sich mehr, und deshalb kommt die Zeit als Variable auch nirgendwo mehr vor.
Hier liegt offenbar ein kleines Paradoxon! Es ist zwar weitgehend durch die Nichtgleichgewichts-Thermodynamik gelöst, aber ein Rest zum Philosophieren bleibt dennoch."

Haben wir hier wirklich ein Paradoxon?

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 21442

Nee.

In der Gleichgewichtsthermodynamik betrachtet man keine echte Dynamik zwischedn Zuständen, sondern adiabatische Zustandsänderungen zwischen Zuständen unterschiedlicher Zustandsgrößen. Das ist natürlich künstlich, aber dabei darf sich eben auch die Entropie ändern. Die Abhängigkeit von der "Zeit" t folgt dabei keiner Dynamik (im Sinne einer Bewegungsgleichung); t ist sozusagen ein künstlicher Parameter.

Hochseeangler · Gast

Sicher, dass es in der Gleichgewichtsthermodynamik nur um adiabate Zustandsänderungen geht? Man behandelt doch auch z.T. offene Systeme.

Wie sieht es mit der Entropie und dem zweiten Hauptsatz für Systeme aus, die sich nicht im Gleichgewicht befinden? Sind dort Entropie und zweiter Hauptsatz noch gültig und definiert?

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 21442

Die Situation ist komplizierter (und jenseits meines Kern-Know-Hows)

Startet man mit einem abgeschlossenen System im Rahmen der Quantenmechanik, so gilt gemäß von Neumann für einen beliebigen (auch gemischten) Zustand *

sowie für dessen Entropie

Diese Entropie eines abgeschlossenen Systems ist also immer erhalten; das ist ein unumstößliches Theorem in der Quantenmechanik.

Betrachtet man nun jedoch den reduzierten Dichteoperator eines offenen Subsystem S, indem man die Umgebung ** E ausspurt

so gilt für diesen keine unitäre Dynamik.

Entspricht die Umgebung E einem thermischen Bad im Gleichgewicht, so kann man zeigen, dass das Subsystem S in einen entsprechenden stationären Zustand übergeht, und dass für den Prozess

gilt.

Das entspricht dem zweiten Hauptsatz als Theorem.

Man kann das durchaus verallgemeinern, aber m.W.n. gibt es keinen fundamentalen zweiten Hauptsatz, immer nur für bestimmte Klassen von Problemen.

* rho ist ein Dichteoperator, wobei im Falle eines reinen Zustandes gilt

** Umgebung kann, muss dabei nicht geometrisch verstanden werden. Betrachtet man z.B. Atome in einem Potential, so könnte man als Umgebung thermische Photonen betrachten, die den ganzen Raum durchdrinmgen und mit den Atomen wechselwirken.

Hochseeangler · Gast

Vielen Dank für deine Erläuterung. Also kann man sagen, dass der zweite Hauptsatz quasi für jede Disziplin (Gleichgewicht, Nichtgleichgewicht, Quantenmechanik) immer neu definiert wird, die Kernaussagen allerdings miteinander übereinstimmen?

Ach ja, noch eine Frage. Ich habe mal gelesen, Prigogines Nichtgleichgewichtsthermodynamik würde begründen, dass die klassische Physik immer nur im oder sehr nahe des thermischen Gleichgewichts funktionieren würde. Stimmt das?

Denn in welchem Zustand sich ein Körper befindet, ist ja z.B. in der klassischen Mechanik völlig irrelevant, bei Newton wurde doch nie nach solch etwas gefragt...

Außerdem lese ich immer wieder, dass Prigogines Theorien zum Nichtgleichgewicht die ganze Physik auf den Kopf gestellt hätte und sogar jede Menge andere Disziplin (Wirtschaftswissenschaft, Sozialwissenschaft usw.) davon profitieren würden bzw sich an seiner Theorie orientieren würden. Außerdem hätte er bewiesen, dass die gesamte Physik nicht deterministisch, sondern stochastisch sei...
Zudem stellt er drei Paradoxon auf, die angeblich ein Problem für die Physik seien (wikipedia.org/wiki/Ilya_Prigogine Abschnitt "Paradoxon der Zeit"). Sind diese drei Paradoxon wirklich überhaupt welche und stellen sie überhaupt ein Problem für die Physik dar?

Was hältst du von solchen Aussagen? Ich würde dir gerne die anderen Quellen nennen, finde sie aber gerade nicht mehr....
Für mich klingt so etwas nach völliger Übertreibung. Sicherlich wurde damals viel für Physik und Chemie geleistet, aber eine Revolution des Ganzen oder eine Widerlegung des Determinismus sehe ich nicht. Was denkst du?

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 21442

Hochseeangler · Gast

Hochseeangler · Gast

Verstehst du, was ich meine?

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 21442

Hochseeangler · Gast

Okay,

also das Messproblem akzeptiere ich als reales Problem. Aber auch hier habe ich die Hoffnung, dass es irgendwann gelöst wird. Vielleicht ist ja auch die Quantenmechanik gar nicht das Ende der Fahnenstange und bei einer neuen Theorie wird klar, warum entsprechende Probleme eigentlich keine Probleme sind? Wäre schön...

Das kosmologische Paradoxon ist für mich auch keins. Warum soll es keine Ereignisse geben, wenn man Prozesse auf eine Zeitskalar bezieht und nicht auf Prozesse? Das erschließt sich mir nicht.

Das Zeitparadoxon mag zwar ein Problem sein, aber so richtig sehe ich eigentlich keines, wenn man den zweiten Hauptsatz der Thermodynamik ernst nimmt. Klar, kommt dann natürlich die Frage nach den Anfangsbedingungen...

Ich finde es nun schwierig, wie die drei Probleme mit der Nichtgleichgewichtsthermodynamik dissipativer Strukturen gelöst werden sollen (hab ich mal in dem Kontext gelesen, dass diese dies zu leisten vermag). Das sehe ich in allen drei Punkten nicht, auch nicht beim Zeitparadoxon, da ja es ja hier um Anfangs- und Randbedingungen geht.
Und beim kosmologischen Paradoxon sehe ich wie gesagt noch nicht mal das Problem....oder habe ich ein Brett vorm Kopf?

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 21442

Beim Messproblem bin ich ebenfalls zuversichtlich. Tatsächlich besteht das größte Problem darin, sich von diversen Vorurteilen und Missverständnissen der Kopenhagener Interpretation zu befreien und das Problem als ganz normale physikalische Fragestellung aufzufassen: wie beschreibe ich den Messprozess quantenmechanisch? Die Frage hat Bohr ja gerade zu dogmatisch verboten verbieten wollen, und das wirkt bis heute nach.

Das kosmologische Problem würde ich als "Problem der Zeit" im Rahmen der Gravitation bzw. Quantengravitation bezeichnen. Formuliert man diese im Hamiltonschen Formalismus, so erwartet man für letztere eine Art Schrödinger-Gleichung

Nun ist die Theorie jedoch invariant bzgl. allgemeiner Koordinatentransformationen. D.h. man kann die Raumzeit beliebig in raumartige Hyperflächen schneiden, die Richtung senkrecht dazu entspricht einer Zeitkoordinate. Im Gegensatz zu den einfachen Minkowski-Diagrammen muss die Raumachse dabei nicht einer Geraden entsprechen, man kann ihre (in drei Dimensionen drei) Richtung(en) je Punkt beliebig festlegen, solange die Richtungen raumartig sind und die gesamte Raumzeit sozusagen in einen Stapel glatt und dicht aufeinanderfolgenden raumartiger Hyperflächen zerschnitten wird (ADM-Formalismus). D.h. es gibt nicht eine Zeit t und nicht einen Hamiltonian H sondern jeweils unendlich viele, die untereinander mittels lokaler Koordinatentransformationen verbunden sind. Der Hamiltonian H bzw. die Schrödinger-Gleichung beschreiben dann die infinitesimale Zeitentwicklung des Quantenzustandes psi senkrecht zu einer raumartigen Hyperfläche. Eliminiert man nun die Freiheit der Koordinatenwahl (mathematisch entspricht das einer Eichfixierung), so reduziert sich die Schrödinger-Gleichung auf die Wheeler-deWitt-Gleichung der Quantengravitation

D.h. die letztlich unphysikalischen Zeitkoordinaten t sind verschwunden; es gibt keine Zeitentwicklungsoperators mehr, psi ist statisch.

Hochseeangler · Gast

Das würde dann in Konsequenz was bedeuten, wenn psi statisch ist?

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 21442

Hochseeangler · Gast

Wow, dass ist jetzt natürlich schon vom Verständnis her harte Kost und was sinnvolles kann ich dazu freilich nicht mehr beitragen.

Trotzdem habe ich dazu nochmal Fragen:
Wenn wir unendlich viele Freiheitsgrade haben, existieren diese dann auch in der Realität? Also ist dann die Realität unendlich schichtig aufgebaut? Oder wie ist dies zu verstehen?

Weiter: ist es überhaupt ein Problem, wenn Zeit so betrachtet durch diverse Mechanismen entsteht? Wir verstehen ja auch die Existenz makroskopischer Körper, welche aus mikroskopischen Teilchen bestehen.

Zudem: so wie ich den Wikipedia Artikel verstanden habe, sei es ja ein Problem, dass die Physik keine Ereignisse kennt. Aber wie soll man denn mittels Mathematik streng ein Ereignis deklarieren? Das erschließt sich mir nicht. Eigentlich ist es doch ein Ereignis, wenn ich zb einem Körper zu verschiedenen Zeiten verschiedene Orte, Energien, Kräfte usw. zuweisen kann. Oder was soll das Problem darstellen?

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 21442

Hochseeangler · Gast

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 21442

Hochseeangler · Gast

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 21442

Schauen wir uns was einfacheres an, nämlich einen 1-dim. Hohlraumresonator. In diesem sind Eigenmoden zulässig, deren räumlicher Anteil der Form

genügt. Eine allgemeine Mode lautet dann

Kodieren wir Information bitweise, so würde "n-te Mode angeregt" dem n-ten Bit gleich Eins entsprechen, d.h.

Das selbe gilt für den quantenmechanischen 1-dim. Potentialtopf als einfachstes Modell eines Atoms.

Praktisch sieht das anders aus, denn der Potentialtopf hat nur eine endliche Tiefe und man erhält nur endliche viele Eigenmoden:

https://en.wikipedia.org/wiki/Finite_potential_well

Hochseeangler · Gast

Hmn, so ganz verstehe ich es leider noch nicht.

Also nochmal zu den Fourierreihen und mein Wissensstand:

Ich habe diese im Studium insbesondere dazu genutzt, um in der Elektrotechnik verschiedene Funktionen (Rechteck-, Sägezahnimpuls usw.) zu modelieren.

Diese idealisierten Funktionen lassen sich ja durch Fourierreihen darstellen. Allerdings würde ich jetzt nicht den einzelnen Gliedern eine reale Bedeutung in der Realität zukommen lassen.
Ich kann mich zum Beispiel mit der passenden Fourierreihe dem Rechteckimpuls beliebig näheren (je nach welchem Glied ich später abbreche), ich würde allerdings nicht behaupten, daß die reale Rechteckschwingung aus unendlich vielen Komponenten besteht. Vielmehr kann sie damit beschrieben werden, was ja nicht heißt, daß hinter jeder Komponente der Schwingung eine physikalische Entität steckt.

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 21442

Jetzt mal ganz pragmatisch:

Du hast N Bits, von denen du n setzen möchtest. Du erzeugst zu Letzteren die entsprechenden Eigenmoden und überlagerst sie zu einem Signal. Das sendest du einem Empfänger. Der führt den umgekehrten Weg durch, d.h. er zerlegt das Signal in Eigenmoden und findet genau die n eingespeisten, d.h. die n gesetzten Bits. Insofern hast du Informationen übertragen.