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Beitrag Nr. 1376-62
15.09.2012 00:05
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Stueps schrieb in Beitrag Nr. 1376-61:Man könnte weiter fragen, ob es noch das selbe Photon ist, das z.B. ein Elektron anregt, und danach wieder emittiert wird?
Wenn man erste Frage mit ja beantworten kann, tendiere ich zu der Auffassung, dass auch in einem Medium für das Licht keine Zeit vergeht.
Aber es könnten sich aus dieser Sicht vielleicht WIdersprüche entwickeln: Falls es immer das selbe Photon ist, welches durch ein Medium marschiert, und dabei absorbiert und emittiert wird, wie "merkt" es etwas von diesen Wechselwirkungen?
Grtgrt schrieb in Beitrag Nr. 1376-30:
Man sollte berücksichtigen, dass physikalische Modelle nicht den Anspruch erheben, die Struktur der Natur zu modellieren (das wäre — nach dem, was Niels Bohr uns sagt — ja sogar unmöglich). Sie sind einzig und allein dazu da, das Verhalten der Natur nachzubilden, sprich: Man verlangt lediglich, dass sie eine gedachte Maschinerie sind, deren Verhalten isomorph zum Verhalten der Natur ist.
Zitat von Niels Bohr:Die Physik kann nicht ergründen, wie die Natur funktioniert.
Aufgabe der Physik ist lediglich, zu untersuchen, wie die Natur sich uns zeigt.
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Beitrag Nr. 1376-63
15.09.2012 00:19
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Henry schrieb in Beitrag Nr. 1376-50:
Es gibt keine wie auch immer geartete „Lebensbatterie“, ...
Grtgrt schrieb in Beitrag Nr. 1376-30:
Man sollte berücksichtigen, dass physikalische Modelle nicht den Anspruch erheben, die Struktur der Natur zu modellieren (das wäre — nach dem, was Niels Bohr uns sagt — ja sogar unmöglich). Sie sind einzig und allein dazu da, das Verhalten der Natur nachzubilden, sprich: Man verlangt lediglich, dass sie eine gedachte Maschinerie sind, deren Verhalten isomorph zum Verhalten der Natur ist.
Zitat von Niels Bohr:Die Physik kann nicht ergründen, wie die Natur funktioniert.
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Beitrag Nr. 1376-64
15.09.2012 16:11
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Stueps schrieb in Beitrag Nr. 1376-61:Ist es nicht so, dass in einem Medium sich ein Photon von "Anregung zu Anregung" bewegt? Und dazwischen weiter mit c?
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Beitrag Nr. 1376-65
15.09.2012 19:51
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Stueps schrieb in Beitrag Nr. 1376-61:Claus schrieb in Beitrag Nr. 1376-59:Andererseits finden wir aber auch den Fall vor, dass sich Licht mit v<c im Raum bewegt (etwa in einem Medium). Darf man in Analogie dann vermuten, dass für das sich im Medium ausbreitende Licht - entgegen der ursprünglichen Annahme - Zeit vergeht?
Hallo Claus,
hierzu habe ich eine Frage: Ist es nicht so, dass in einem Medium sich ein Photon von "Anregung zu Anregung" bewegt? Und dazwischen weiter mit c? Man könnte weiter fragen, ob es noch das selbe Photon ist, das z.B. ein Elektron anregt, und danach wieder emittiert wird?
Wenn man erste Frage mit ja beantworten kann, tendiere ich zu der Auffassung, dass auch in einem Medium für das Licht keine Zeit vergeht.
Aber es könnten sich aus dieser Sicht vielleicht WIdersprüche entwickeln: Falls es immer das selbe Photon ist, welches durch ein Medium marschiert, und dabei absorbiert und emittiert wird, wie "merkt" es etwas von diesen Wechselwirkungen? Denn es vergeht ja für das Photon weder Zeit, noch durchquert es in Flugrichtung irgendwelchen Raum. Kann also das Photon aus seiner Sicht überhaupt wechselwirken? Falls ich hier einen Denkfehler begehe: Wie kann das Photon zwischen unterschiedlichen Wechselwirkungen quantitativ unterscheiden? Nimmt es vielleicht die Gesamtsumme der Ww als eine Einzige wahr?
Okotombrok (Moderator)
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Beitrag Nr. 1376-66
16.09.2012 12:26
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Claus schrieb in Beitrag Nr. 1376-64:Wenn ein Photon von einem Atom absorbiert wird, so bringt es ein dortiges Elektron in einen höheren Anregungszustand. Verlässt das Elektron diesen Anregungszustand wieder, so wird zwar erneut ein Photon emittiert, das emittierte Photon besitzt jedoch eine geringere Energie (Wellenlänge) als das absorbierte. Grund: Die Emission des Photons übt einen Rückstoß auf das Atom aus, mit dem ein Teil der ursprünglichen Energie des Photons auf das Atom übertragen wird. Das Licht müsste somit Energie verlieren, was aber beim Durchtritt von Licht in z.B. ein farbloses, transparaentes Medium nicht beobachtet wird.
Zitat von Henry:Man muss bei der Betrachtung der Bewegung in Materie die Welleneigenschaft von Licht beachten und die Phasen- bzw. Gruppengeschwindigkeit unterscheiden. Nur im Vakuum stimmen beide überein.
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Beitrag Nr. 1376-67
16.09.2012 20:46
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Okotombrok schrieb in Beitrag Nr. 1376-66:das Photon müsste doch beim "Auftreffen" auf das Atom ebenfalls einen Impuls übertragen, und zwar in entgegengesetzter Richtung als durch den "Rückstoß" bei der Emission. Der Gesamtinpuls der auf das Atom einwirkt ist demnach gleich null.
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Beitrag Nr. 1376-68
17.09.2012 09:53
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Beitrag Nr. 1376-69
17.09.2012 10:33
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Okotombrok schrieb in Beitrag Nr. 1376-66:Zitat von Henry:Man muss bei der Betrachtung der Bewegung in Materie die Welleneigenschaft von Licht beachten und die Phasen- bzw. Gruppengeschwindigkeit unterscheiden. Nur im Vakuum stimmen beide überein.
Unter diesem Aspekt habe ich den Sachverhalt noch nicht betrachtet. Kannst du mir das näher erläutern?
Danke schon 'mal :)
mfg okotombrok
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Beitrag Nr. 1376-70
19.09.2012 12:49
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Claus schrieb in Beitrag Nr. 1376-64:Das glaube ich aus folgendem Grund nicht:
Wenn ein Photon von einem Atom absorbiert wird, so bringt es ein dortiges Elektron in einen höheren Anregungszustand. Verlässt das Elektron diesen Anregungszustand wieder, so wird zwar erneut ein Photon emittiert, das emittierte Photon besitzt jedoch eine geringere Energie (Wellenlänge) als das absorbierte. Grund: Die Emission des Photons übt einen Rückstoß auf das Atom aus, mit dem ein Teil der ursprünglichen Energie des Photons auf das Atom übertragen wird. Das Licht müsste somit Energie verlieren, was aber beim Durchtritt von Licht in z.B. ein farbloses, transparaentes Medium nicht beobachtet wird.
Claus schrieb in Beitrag Nr. 1376-64:Ruhende Materie bewege sich - wie wir oben spekuliert hatten - mit v=c durch die Zeitdimension.
Wenn uns Materie als "im Raum bewegt" erscheint, so ändert sich die in Wahrheit nur deren Bewegungsrichtung. Ein Teil der Bewegung erfolgt nunmehr in einer Richtung, die von uns als Raumdimension angesehen wird, daher muss die Bewegung in der ursprünglichen Zeitdimension nunmehr langsamer erfolgen. Einer Geschwindigkeitsänderung von v=0 bis v=c entspricht also eine Änderung der Bewegungsrichtung um 0° bis 90° aus einer zeitlichen in eine räumliche Richtung.
Claus schrieb in Beitrag Nr. 1376-64:Erreicht ein Objekt also theoretisch v=c, so ist seine ursprüngliche Bewegungsrichtung um 90° gedreht worden. Die Bewegung verläuft aus der ursprünglichen Sicht nun vollständig im Raum. Die Zeit des als mit v=c bewegt angesehenen Objekts steht dagegen still.
Claus schrieb in Beitrag Nr. 1376-64:In Analogie gilt bei Eintritt von Licht in ein dichteres Medium:
Eine „Verlangsamung“ des Lichts in einer Raumdimension sollte eine Bewegungskomponente in einer anderen Dimension bedingen, da ja für die Gesamtbewegung gilt: c=konstant. Die "neue" Richtung, in welche sich das Licht nun teilweise bewegt, könnte unsere ursprüngliche Zeitrichtung sein.
Claus schrieb in Beitrag Nr. 1376-64:Wenn der Lichtstrahl jedoch um 90° versetzt, also nahezu parallel zur Medienfläche in das Medium eintritt, so ändert sich seine Bewegungsrichtung auch sichtbar im Raum: ein Lichtstrahl wird in diesem Fall in Richtung des Mediums "gebrochen". Der Brechungswinkel wird dabei durch das Verhältnis der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum zur Lichtgeschwindigkeit im Medium bestimmt und kann für den theoretischen Fall eines unendlichen Brechungsindexes (Lichtgeschwindigkeit im Medium = 0) maximal 90° betragen. Es gilt dabei:
sin (Brechungswinkel) = c(medium)/c(vakuum)
Interessanterweise ist die hier beobachtete Geometrie dieselbe, wie diejenige für die Zeitdilatation im Minkowski-Diagramm.
Okotombrok (Moderator)
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Beitrag Nr. 1376-71
19.09.2012 20:48
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Henry schrieb in Beitrag Nr. 1376-69:Ich hoffe, nicht allzu große Schnitzer gemacht zu haben!
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Beitrag Nr. 1376-72
20.09.2012 21:10
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Stueps schrieb in Beitrag Nr. 1376-70:In unserem Fall wäre das Medium für das sichtbare Licht transparent, muss es jedoch nicht für beispielsweise Infrarotstrahlung sein.
Zitat von Stueps:Da hast du m.E. vielleicht wirklich etwas interessantes entdeckt
Zitat von Stueps:Wie sieht dies alles bei Cäsiumgas aus? Dort übersteigt ja die scheinbare Lichtgeschwindigkeit den Wert c.
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Beitrag Nr. 1376-73
21.09.2012 10:59
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Beitrag Nr. 1376-74
21.09.2012 14:29
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Harti schrieb in Beitrag Nr. 1376-73:Hallo zusammen,
nur mal so zum Verständnis gefragt.
Einen Zusammenhang zwischen Lichtgeschwindigkeit und Energie des Lichts gibt es nicht, da die Energie allein durch die Frequenz (Wellenlänge)
bestimmt wird, die (Vakuum-) Lichtgeschwindigkeit als Produkt aus Frequenz und Wellenlänge aber (absolut) konstant ist. Richtig ?
Wenn sich das Licht in lichtdurchlässigen Medien unterschiedlich schnell bewegt (Luft/Glas) muss dies einen anderen Grund haben, als Energieverlust. Energieverlust kann eigentlich nur Auswirkungen auf die Frequenz (Farbe) des Lichts haben. Oder ?
Die Veränderung der Lichtgeschwindigkeit in verschiedenen Medien könnte in unterschiedlichen Strecken, die das Licht in dem jeweiligen Medieum zurücklegt, begründet sein. Eine Änderung der in jedem Medium herrschenden Zeit, ist nicht vorstellbar, da wir diese ja mediumunabhängig mit einer äußeren Uhr bestimmen. Auch noch richtig ?
Oder verstehe ich alles ganz falsch ?
MfG
Harti
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Beitrag Nr. 1376-75
21.09.2012 16:28
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Henry schrieb in Beitrag Nr. 1376-74:Licht IST Energie. Was wir Licht nenne, gehört zur elektromagnetischen Strahlung wie z. B. Infrarotlicht oder Gammastrahlen. Infrarotlicht ist aber Wärme, und da sehen wir es eindeutig – Licht ist Energie.
Zitat:Geschwindigkeit ist niemals ein Produkt, sondern stets ein Quotient von Weg/Zeit, das gilt selbstverständlich auch für c.
Zitat:Da c immer gleich ist (im Vakuum ist c die größte mögliche Geschwindigkeit, für die Bewegung in einem Medium ist es für Licht, das sich aus unterschiedliche Wellenlängen zusammensetzt, etwas komplizierter zu beschreiben), kann sich nur entweder der Weg oder aber die Zeit ändern. Im Alltag nehmen wir wahr, dass ein Objekt schneller wird, wenn wir Energie zuführen, es gewinnt an kinetischer Energie. Alltagsobjekte haben eine Ruhemasse, Licht aber nicht, es kann deshalb nicht schneller werden; was sich verändert, ist die Zeit (auf die Geschwindigkeit bezogen) und die Frequenz, denn je höher die Energie, desto größer die Frequenz und desto kleiner die Wellenlänge.
Zitat:Die Verringerung der Geschwindigkeit von Licht in einem Medium hat nichts mit Energieverlust zu tun
Zitat:sondern damit, dass das Licht in einem Medium mehr oder weniger von Elektronen bzw. Protonen abgelenkt wird
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Beitrag Nr. 1376-76
21.09.2012 18:15
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Zitat von Harti:Harti schrieb in Beitrag Nr. 1376-75:Henry {1376-74}]
Licht IST Energie. Was wir Licht nenne, gehört zur elektromagnetischen Strahlung wie z. B. Infrarotlicht oder Gammastrahlen. Infrarotlicht ist aber Wärme, und da sehen wir es eindeutig – Licht ist Energie.
Hallo Henry,
das würde ich anders ausdrücken. Licht transportiert Energie, wie Wellen ganz allgemein. Wenn ich von Licht spreche, habe ich das gesamte elektromagnetische Spektrum im Hinterkopf.
Zitat von Harti:Zitat:Geschwindigkeit ist niemals ein Produkt, sondern stets ein Quotient von Weg/Zeit, das gilt selbstverständlich auch für c.
Kann man so allgemein nicht sagen. Frequenz X Wellenlänge = Geschwindigkeit ist richtig, weil Frequenz 1/Zeit ist. Da hast Du dann den Quotienten Strecke/Zeit.
Zitat von Harti:Zitat:Da c immer gleich ist (im Vakuum ist c die größte mögliche Geschwindigkeit, für die Bewegung in einem Medium ist es für Licht, das sich aus unterschiedliche Wellenlängen zusammensetzt, etwas komplizierter zu beschreiben), kann sich nur entweder der Weg oder aber die Zeit ändern. Im Alltag nehmen wir wahr, dass ein Objekt schneller wird, wenn wir Energie zuführen, es gewinnt an kinetischer Energie. Alltagsobjekte haben eine Ruhemasse, Licht aber nicht, es kann deshalb nicht schneller werden; was sich verändert, ist die Zeit (auf die Geschwindigkeit bezogen) und die Frequenz, denn je höher die Energie, desto größer die Frequenz und desto kleiner die Wellenlänge.
Ich verstehe ich nicht so recht, was Du damit begründen willst. Jedenfalls ist beim Licht das Produkt aus Frequenz und Wellenlänge konstant.
Zitat von Harti:Zitat:Die Verringerung der Geschwindigkeit von Licht in einem Medium hat nichts mit Energieverlust zu tun
Genau, sag ich doch, weil Energieverlust nur die Frequenz (Farbe) ändert.
Möglicherweise ist Deine nachfolgende Begründung die Ursache für die die Veränderun (Verringerung) der Lichtgeschwindigkeit in verschiedenen Medien, weil die Strecken, die Licht in einem Medium zurücklegt, von dem Medium abhängt.
Zitat:sondern damit, dass das Licht in einem Medium mehr oder weniger von Elektronen bzw. Protonen abgelenkt wird
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Beitrag Nr. 1376-77
22.09.2012 09:00
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Henry schrieb in Beitrag Nr. 1376-76:Na ja, es kommt aber nicht darauf an, was du oder ich nach Belieben ausdrücken, sondern auf die Faktenlage. Energie ist Masse mal c zum Quadrat. Die Energie, die in dir steckt – nämlich du als Materie betrachtet, wird nicht von irgendwelchen Wellen transportiert.
Zitat von Harti:Kann man so allgemein nicht sagen. Frequenz X Wellenlänge = Geschwindigkeit ist richtig, weil Frequenz 1/Zeit ist. Da hast Du dann den Quotienten Strecke/Zeit.
Zitat von Henry:Eine Welle – von Wellenberg zu Wellenberg gemessen ist das, was wir eine Welle nennen
Zitat von Harti:Ich verstehe ich nicht so recht, was Du damit begründen willst. Jedenfalls ist beim Licht das Produkt aus Frequenz und Wellenlänge konstant.
Zitat von Henry:Ja, Harti, aber diese Produkt drückt nicht die Geschwindigkeit von c aus, s. o.
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Beitrag Nr. 1376-78
22.09.2012 09:34
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Claus schrieb in Beitrag Nr. 1376-72:Meine Überlegung geht dahin, dass der Unterschied zwischen den beiden Energieformen "Licht" und "Materie" (die ja beide durchaus ineinander umwandelbar sind; Stichwort Massendefekt bzw. Paarbildung) vielleicht einfach in einer um 90° versetzten Bewegungsrichtung zu suchen ist.
Das ist natürlich reine Spekulation - aber zumindest meine ich sie begründet zu haben. Gegenargumente herzlich willkommen. Dann verwerfe ich die ganze Überlegung eben einfach wieder :smiley23:
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Beitrag Nr. 1376-79
22.09.2012 12:44
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Beitrag Nr. 1376-80
23.09.2012 09:16
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Henry schrieb in Beitrag Nr. 1376-79:Ansonsten verweise ich auf meinen Beitrag Nr. 1376-74, dem hab ich eigentlich nichts mehr hinzuzufügen.
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Beitrag Nr. 1376-81
24.09.2012 12:26
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Claus schrieb in Beitrag Nr. 1376-64:Wenn ein Photon von einem Atom absorbiert wird, so bringt es ein dortiges Elektron in einen höheren Anregungszustand. Verlässt das Elektron diesen Anregungszustand wieder, so wird zwar erneut ein Photon emittiert, das emittierte Photon besitzt jedoch eine geringere Energie (Wellenlänge) als das absorbierte. Grund: Die Emission des Photons übt einen Rückstoß auf das Atom aus, mit dem ein Teil der ursprünglichen Energie des Photons auf das Atom übertragen wird. Das Licht müsste somit Energie verlieren, was aber beim Durchtritt von Licht in z.B. ein farbloses, transparaentes Medium nicht beobachtet wird.
Zitat:Ich spekuliere hier mal ein wenig weiter: :smiley30:
Ruhende Materie bewege sich - wie wir oben spekuliert hatten - mit v=c durch die Zeitdimension.
Wenn uns Materie als "im Raum bewegt" erscheint, so ändert sich die in Wahrheit nur deren Bewegungsrichtung. Ein Teil der Bewegung erfolgt nunmehr in einer Richtung, die von uns als Raumdimension angesehen wird, daher muss die Bewegung in der ursprünglichen Zeitdimension nunmehr langsamer erfolgen. Einer Geschwindigkeitsänderung von v=0 bis v=c entspricht also eine Änderung der Bewegungsrichtung um 0° bis 90° aus einer zeitlichen in eine räumliche Richtung.
Erreicht ein Objekt also theoretisch v=c, so ist seine ursprüngliche Bewegungsrichtung um 90° gedreht worden. Die Bewegung verläuft aus der ursprünglichen Sicht nun vollständig im Raum. Die Zeit des als mit v=c bewegt angesehenen Objekts steht dagegen still.
Zitat:In Analogie gilt bei Eintritt von Licht in ein dichteres Medium:
Eine „Verlangsamung“ des Lichts in einer Raumdimension sollte eine Bewegungskomponente in einer anderen Dimension bedingen, da ja für die Gesamtbewegung gilt: c=konstant. Die "neue" Richtung, in welche sich das Licht nun teilweise bewegt, könnte unsere ursprüngliche Zeitrichtung sein.
Sofern wir hier einen gerichteten Lichtstrahl betrachten, bestünde die zusätzliche Möglichkeit, dass dieser auch seine ursprüngliche räumliche Bewegungsrichtung ändert.
Zitat:Hierzu beobachtet man Folgendes:
Wenn ein Lichtstrahl senkrecht zur Medienübergangsfläche in ein Medium eintritt, so läuft es nach dem Eintritt in das Medium langsamer, räumlich jedoch unverändert seinen ursprünglichen Weg weiter.
Zitat:Wenn der Lichtstrahl jedoch um 90° versetzt, also nahezu parallel zur Medienfläche in das Medium eintritt, so ändert sich seine Bewegungsrichtung auch sichtbar im Raum: ein Lichtstrahl wird in diesem Fall in Richtung des Mediums "gebrochen". Der Brechungswinkel wird dabei durch das Verhältnis der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum zur Lichtgeschwindigkeit im Medium bestimmt und kann für den theoretischen Fall eines unendlichen Brechungsindexes (Lichtgeschwindigkeit im Medium = 0) maximal 90° betragen. Es gilt dabei:
sin (Brechungswinkel) = c(medium)/c(vakuum)
Interessanterweise ist die hier beobachtete Geometrie dieselbe, wie diejenige für die Zeitdilatation im Minkowski-Diagramm.
Rechtlich gesehen ist das Einholen einer Einverständnis in diesem speziellen Fall eigentlich nicht erforderlich. Da der Bundesgerichtshof jedoch Abmahnungen als "allgemeines Lebensrisiko" bezeichnet und die Rechtsverteidigung selbst bei unberechtigten Abmahnungen immer vom Abgemahnten zu tragen ist (nein, das ist kein schlechter Scherz) und da Abmahnungen nicht selten in Unkenntnis der genauen Sachlage erfolgen, möchte ich mit diesem Hinweis dieses "allgemeine Lebensrisiko" ein Stück weit reduzieren.