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Sandwellen ?

Thema erstellt von Harti 
Beiträge: 1.540, Mitglied seit 12 Jahren
Hallo Zeitgenossen,

in dem Programm windows XP gibt es ein schönes Hintergrundbild "Wüstenmond". Dort sieht man, daß Sandkörner, die vom Wind bewegt wurden, Wellenstrukturen bilden. Wie wird dieses Phänomen erklärt ?
Haben die Sandkörner ihre Korpuskeleigenschaft verloren ? Haben sie eine Doppelnatur ?
Tritt derselbe Effekt auf, wenn man Eisenspäne auf einem Blatt Papier in einem Magnetfeld schüttelt ? Auch dabei ordnen sich die Späne erst dann zu wellenartigen Strukturen, wenn man sie bewegt.

Weiß jemand mehr über diese Erscheinungen ?

MfG
Harti

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Beitrag zuletzt bearbeitet von Harti am 16.09.2008 um 23:34 Uhr.
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Salve Harti,

die Zellenbildung beim Sand stammt von den Wirbeln, die der Wind bildet,
wenn er über den Sand streicht. Die Zellengröße hängt ab von typischen Windge-
schwindigkeiten. Die gleichen Muster findet am z.B. Meeresstränden, die analog durch
die Wasserbewegung verursacht werden.

Ein hydrodymanisches Modell wird im Zusammenhang mit dem Taylor-Couette-Problem
formuliert. http://edocs.tu-berlin.de/diss/2003/bormann_andreas.pdf .

Den Zusammenhang mit Wellennatur sehe ich primär nicht.

Gruss
Thomas

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Beitrag zuletzt bearbeitet von Thomas der Große am 22.09.2008 um 11:51 Uhr.
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Beiträge: 2.996, Mitglied seit 12 Jahren
Das gleiche beobachtet man doch auch beim Wasser.

Wenn Wind über eine zunächst glatte Wasseroberfläche weht, so müßte sich doch eigentlich die oberste Wasserschicht gleichmäßig bewegen. So als würde man ein Blatt Papier uber einen Tisch schieben. Warum es dabei zu Wellenbildung kommt interessiert mich auch.
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Wer jung ist, meint, er müsste die Welt retten :smiley8:
Der Erfahrene erkennt, dass er nicht alle Probleme lösen kann
:smiley3:
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Beiträge: 1.540, Mitglied seit 12 Jahren
Hallo Thomas der Große,

die Dissertation, auf die Du hinweist, betrifft einerseits Flüssigkeiten und ist andererseits für mich als "Otto-normalverbraucher" mit beschränkten mathematischen Kenntnissen nicht verständlich. Ich gehe noch davon aus, daß mit Hilfe der Mathematik Naturvorgänge genauer beschrieben werden können als mit allgemeiner Sprache (Bildern, Vorstellungen), daß aber andererseits eine mathematische Beschreibung eines Phänomens die Möglichkeit nicht ausschließt, es auch ohne Mathematik zu erklären und zu verstehen.
Daß die ungewöhnlich gleichmäßigen Wellenstrukturen im Sand durch Windwirbel entstehen, ist für mich nicht plausibel. Wie sollten Windwirbel jedes einzelne Sandkorn in eine Position bringen, daß die Gesamtheit der Sandkörner nach Abflauen des Windes eine Wellenstruktur bildet ?
Bei dem weiteren, von mir angeführten Effekt, daß Eisenspäne sich in einem Magnetfeld erst dann zu Wellenstrukturen formieren, wenn man das Blatt, auf dem sich die Späne befinden, schüttelt, spielt Wind keine Rolle. Ob dieser Effekt die gleiche Ursache hat, wie das Entstehen von Sandwellen, weiß ich natürlich nicht.
Mir fallen zunächst nur zwei Bedingungen auf, die eine Rolle spielen könnten. Die Objekte (Sandkörner, Eisenspäne) befinden sich jeweils in einem Kraftfeld, das auf sie wirkt (Erdanziehung, Magnetfeld) und sie werden in Rotation versetzt und diese Rotation wird abgebremst.
Daß ich hier so rumspekuliere hat auch den Grund, daß ich bisher nichts zur Erklärung der genannten Phänomene gefunden habe.

Hallo Hans-m,

es mag sein, daß das Entstehen von Wasserwellen im Prinzip dieselben Ursachen hat, wie das Entstehen von Sandwellen, wobei Wasser nur nicht so stabil ist, daß die Wellenstruktur erhalten bliebe. Dabei würden allerdings die Wassermoleküle nicht in Rotation versetzt, sondern nur in eine periodische Bewegung in Form einer Schwingung, die je nach wechselnder Windstärke abgebremst würde.

Wer mehr weiß, sollte mich von meinen (vordergründigen ?) Spekulationen befreien ?

MfG
Harti
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Beiträge: 1.697, Mitglied seit 13 Jahren
Hallo Harti,

denke wir sind uns einig, dass die Muster durch die Strömungsdynamik des Windes erzeugt wird
und nicht durch eine innere magnetische Strukturen wie bei Eisenspänen.

Die Strömungsdynamik wird beschrieben durch die Navier-Stokes-Differentialgleichungen.
http://de.wikipedia.org/wiki/Navier-Stokes-Gleichungen
Und das Taylor-Couette-Problem betrachtet speziell die Lösungen für nicht-kompressible Medien, die sich
wesentlich linear zu einer Randfläche, das wäre bei uns der Sand, bewegen.
Im Sand werden die Wirbelmuster über die Zeit eingeschrieben.

Differential-Gleichungen sollten Dich nicht erschrecken oder hast Du schonmal versucht die Schrödinger-Gleichung zu lösen?

Den "Wüstenmond" habe ich mir mal genauer angeschaut: Es sind genau die charakterisitischen Muster, die auch beim Taylor-Couette-Problem entstehen. Scheinbar hat die Kompressiblität der Luft keinen wesentlichen Einfluss auf das Ergebnis.

Gruss
Thomas

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Beitrag zuletzt bearbeitet von Thomas der Große am 27.09.2008 um 05:06 Uhr.
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Beiträge: 1.445, Mitglied seit 13 Jahren
HAllo Harti,

ich hatte interessanten Beitrag aus der GDNÄ Versammlung 2006: Hans Jürgen Herrmann "Vom Winde verweht, wie Fluiddynamik hilft, Entstehung und Bewegung von Sanddünen zu verstehen". Ich habe jetzt keine Zeit in eigene Wörter zu fassen und gebe dir ein Paar Ausschnitte.

"Die meist stuidierten Dünnenformen sind s.g. Wander- oder Sicheldünen (Fachausdruck Barchane), welche halbmondförmig mit den Hörnern in Windrichtung dann entstehen, wenn der Wind immer aus der gleichen Richtung kommt und relativ wenig beweglicher Sand sich auf einer flachen Ebene befindet. Falls mehr Sand vorhanden ist, entstehen s.g. Transversaldünen in regelmäßigen Abständen sekrecht zur Windrichtung. Ändert sich die Windrichtung regelmäßig um ca. 40°, so entstehen bei genügendem Sand Longitudinaldünen, dreht sich der Wind, findet man Sterndünen. Insgesamt werden über 100 Dünentypen unterschieden.

nicht nur die Luft produziert Dünen, sondern auch andere Fluide, wie Wasser (oder die Atmosphäre vom Mars). Auf dem Ozeanboden werden zum Teil kilometergroße Dünen beobachtet. Entscheidend ist die Kopplung der Geschwindigkeitsfelder dieser Fluide mit den Körnern und die Veränderbarkeit der Oberfläche. Die Düne ist eine hydrodynamische Instabilität, d.h. nur aus Wechselspiel vom Fluid und Granulat erklärbar. Entscheidend zum Verständnis sind dieTransportvorgänge auf die Oberfläche. "

Es gibt verschiedenen Größen von Körnern. Die Kleinsten können von Sahara bis uns geweht zu sein. Die schweren können normaleweise nicht hochgewirbelt werden und bleiben auf Boden liegen. "Ihre Zitterbewegung führt zu einem diffusiven Oberflächentransport, auch "Reptation" genannt. Körner, deren Größe zwischen diesen beiden Bereichen liegt ... kommen für den für Dünenbewegungen relevantesten Prozess, genannt "Saltation", in Frage.

Saltation funktioniert folgendermassen: Ein Korn, welches aufgrund eines kleinen lokalen Wirbels des Windes von Boden hochgezogen wird, gerät in Zonen höherer Geschwindigkeit und wird somit beschleunigt. Prallt er anschließend wieder auf die Oberfläche mit nun erhöhter Energie, schlägt er beim Aufprall gleich mehrere neue Körner nach oben. Dieser s.g. "splash" produziert also denselben Vorgang in mehreren Ausfertigung. Bei jeder Iteration wird kaskadenartig die Anzahl der fliegenden Körner vermehrt. Jedes Korn entzieht aufgrund des zweiten HAuptsatzes der Mechanik: actio=ratio, dem Windfeld Impuls. Zunehmend wird bei ansteigender Teilchenzahl der Wind in der Nähe des Bodens geschwächt, so dass schließlich die Anzahl der transportierbaren Teilchen zu einem Grenzwert, dem saturierten Sandfluss qs strebt. Dieser Fluss hängt von der Windstärke ab....

Granulare Medien haben eine weitere typische Eigenschaft, nämlich die Existenz eines Böschungswinkels. Jeder steilere Abhang ist instabil und wird sogleich durch eine Rutschung so verändert, dass danach die lokale Steigung genau die Böschungswinkel annimmt. Treibende Kraft dieser Bewegung ist die Schwerkraft. Teile der granularen Landschaft, welche durch Rurschungen auf die Steigung des Böschungswinkels eingestellt wurden, nennt man Gleitflächen.

Dort, wo die Gleitflächen ansetzen, entstehen scharfen Kanten, welche jedermann als charakteristisches Merkmal von Dünnenlanschaften erkennt. Pfeift der wind über eien solche Kante, so wird an ihr der Luftstrom aufgetrennt in eine obere Zone, in welche Wind relativ ungestört weitergeht, und eine untere mit einem rückstromendem Wirbel. In dieser untere Zone, der s.g. Trennblase, kann der Sand aufgrund der schwachen Windfeldes nicht mehr transportiert werden. Mit anderem Wortern: gerät ein Sandkorn erst einmal in die Trennblase, so befindet es sich im Winschatten der Düne uns ist somit gefangen. Die Dünnen stellen somit aus Sand gebaute Fallen für SAnd dar. Dies ist wesentliche Mechanismus, welcher Dünen stabilisiert...

Am besten ist das Original zu lesen. Ich weis, nicht ob du den Buch (auch andere Artikeln sind empfehlenswert) in Bibliotek bekommst. Es ist ein Verhandlungsband der GDNÄ (Gesellschaft Deutsche NAturforscher und Ärzter), von der Versammlungen in 2-Jahr-Takt finden. Wenn du sich als Mitglied anmeldest (40 € Jahresmitgliedschaftsbeitrag, 10 € für Schüler und Studenten) würdest du die Bücher kostenlos bekommen, auch von den letzten zwei. Es kann jeder Interessierter Mitglied zu werden.

Gruß

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Beitrag zuletzt bearbeitet von Irena am 29.09.2008 um 14:15 Uhr.
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Hallo Harti,

hier habe ich noch einen Link gefunden.
http://www.staff.ncl.ac.uk/a.j.youd/tcf/tcf.html
Von den 5 Bildern zeigt das 4. das charakteristische Muster wie beim Wüstenmond:
Auch dort gibt es 2 Strukturebenen von Wellen.
Schliesslich wollte Irena Dich darauf hinweisen, daß auch der Böschungswinkel einer Düne interessant sein könnte.

Gruss
Thomas

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Beitrag zuletzt bearbeitet von Thomas der Große am 29.09.2008 um 17:34 Uhr.
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Zitat:
Schliesslich wollte Irena Dich darauf hinweisen, daß auch der Böschungswinkel einer Düne interessant sein könnte.
Nein, ich wollte hinweisen, dass man Vorgänge mit der Sprache beschreiben kann. Ich nehme Hut vor Dir, wenn dir die Differentialgleichungen vertraut sind. HArti, wie auch ich gehören zu "normalen" Sterblichen und bevorzugen die Sprache.
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Hallo Irena,

Zitat:
Nein, ich wollte hinweisen, dass man Vorgänge mit der Sprache beschreiben kann.

Du, ich habe nicht mit den Differentialgleichungen der Fluiddynamik nachgerechnet, lediglich die Ergebnisse des naheliegenden Modells wiedergegeben und zwar verbal. Das Modell ist insofern eine Vereinfachung, als die bereits vorhandene Form des Sandes nicht eingeht.

Die Erklärung von Hans Jürgen Herrmann finde ich sehr gut und Du hast die ordentlich wiedergegeben. Indem er die Ergebnisse der Fluiddynamik auf Wirbel reduziert, findet er nur eine Strukturebene von Sandwellen.

Gruss
Thomas

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Beitrag zuletzt bearbeitet von Thomas der Große am 04.10.2008 um 16:56 Uhr.
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Hallo Thomas,

Zitat:
Indem er die Ergebnisse der Fluiddynamik auf Wirbel reduziert, findet er nur eine Strukturebene von Sandwellen.

Er reduziert es nicht. Die Abhängigkeit der Dünnen-Bewegung von der Windgeschwindigkeiten schienen mir einfach zu offensichtlich zu sein. Außerdem du hast es in deinen Beiträgen erwähnt. Die sehr wichtige Eigenschaft die Böschungswinkel, die treibt mathematische Lösungen zu expontentieller Komplexität, habe ich erwähnt.

Es ist zwar vereinfachtes Modell, aber er beschreibt außer Strukturebne von Sandwellen - eine Bewegung.

Gruß
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Ave Irena,

wir sind uns von der wesentlich Abhängigkeit der Windgeschwindigkeit einig.
Nur, soweit ich gesehen habe, begründet Dein Modell nicht, dass die Windgeschwindigkeit die
entstehenden Strukturen nicht nur quantitativ ändert, sondern qualitativ.

Beim Taylor-Couette-Problem kommt es durch die Parameter-Verschiebung, d.h.
Ändern der Geschwindgkeit zur Bifurkationen, d.h. Verweigung grundsätzlich
verschiedener Lösungen.

Das passiert analog beim phyischen Pendel, wenn man die Rotations-Energie
des Pendels zuksessive erhöht: zuerst hat man eine periode azyklische Bewegung,
so wie ein Uhrenpendel, dann gibt es eine aperiodische Lösung, die nach unendlich
langer Zeit den oberen stationären Punkt erreichen würde und wenn die Rotationsenergie
noch höher ist, rotiert das Pendel ohne die Bewegungs-Richtung zu wechseln.

So gibt es beim Taylor-Couette-Problem grundverschiedene typische Muster, wie
sie bei http://www.staff.ncl.ac.uk/a.j.youd/tcf/tcf.html dargestellt sind.

Gruss
Thomas
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HalloThomas der Große, hallo Irena,

Wißt Ihr irgendetwas darüber, wie der Effekt mit den Eisenspänen im Magnetfeld zu erklären ist. Warum muß man das Blatt Papier erst schütteln, damit sich die Eisenspäne wellenartig gruppieren ?

Ich habe die Bildung von Wellen auch noch an einer anderen Stelle beobachtet, ohne zu verstehen, warum das so ist. Im Schwimmbad nach Beendigung der Badezeit wurde das Becken geflutet. Die Wasseroberfläche war glatt. Das Wasser lief über eine Kante in die Abflußrinne. In der Kannte waren Fliesenfugen (kleine Spalte) und an diesen Spalten entstanden, sowohl gegen die Fließrichtung (also vor der Spalte) wie auch in Fließrichtung (also hinter der Spalte) auf der Wasseroberfläche Wellenstrukturen. Die Spalte waren so weit auseinander, daß sich die Wellen nicht überlagern konnten.

Vielleicht habt ihr auch Hinweise, wo man mehr darüber erfahren kann. Warum entstehen an solchen Spalten Wellen ?

MfG
Harti
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Hallo Harti,

für Irena kann ich nicht sprechen....
Also Eisenspäne bilden Bereiche gleichgerichteter Magnetisierung.
Den Namen für die Bereiche habe ich gerade nicht parat, werde ich nachliefern.
Die Späne bilden eine Gitterstruktur, das ist nicht direkt das gleiche wie Wellen.

Innerhalb der Bereiche haben die Eisenmspäme das Bestreben, sich entsprechend auszurichten.
Die minimale "Energie", bzw. optimale Ausrichtung der Späne wird erst duch Schütteln erreicht.

Zitat:
Das Wasser lief über eine Kante in die Abflußrinne. In der Kannte waren Fliesenfugen (kleine Spalte) und an diesen Spalten entstanden, sowohl gegen die Fließrichtung (also vor der Spalte) wie auch in Fließrichtung (also hinter der Spalte) auf der Wasseroberfläche Wellenstrukturen. Die Spalte waren so weit auseinander, daß sich die Wellen nicht überlagern konnten
.
...habe ich noch nicht verstanden.

Gruss
Thomas
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Harti schrieb in Beitrag Nr. 1247-12:
Wißt Ihr irgendetwas darüber, wie der Effekt mit den Eisenspänen im Magnetfeld zu erklären ist. Warum muß man das Blatt Papier erst schütteln, damit sich die Eisenspäne wellenartig gruppieren ?

Hallo Harti,

um ein Stabmagnet bildet sich ein inhomogenes, bipolares Magnetfeld. Die Richtung ist vom Nordpol zum Südpol des Magneten definiert. Es bildet sich also ein geschlossener Kreis magnetischen Flusses Phi. Die magnetische Flussdichte B, (der magnetische Fluss Phi pro durchsetzter Fläche A), ist an den Polen am größten und nimmt mit zunehmender Entfernung ab. Die verschiedenen Potenziale werden durch sogenannte Feldlinien dargestellt, ähnlich den Höhenlinien auf topografischen Karten.
Bringt man ferromagnetische Elemente, Eisen, Nickel oder Kobalt, in ein solches Magnetfeld, richten sich die inneren Elementarteilchen des Elementes entsprechend der Richtung des Magnetfeldes, also der Feldlinien, aus; die Materie wird ebenfalls magnetisch. Wellenartige Erscheinungen ergeben sich dadurch, dass sich die magnetisch gewordenen Eisenspäne gegenseitig anziehen und je nach Entfernung zueinander verklumpen.
Das Schütteln des Papiers ist nur notwendig, um die Reibung zwischen den Eisenspäne und dem Papier zu überwinden. Plaziert man statt dessen Kompassnadeln um den Magneten, braucht man nicht zu schütteln.

mfg okotombrok
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Hallo Zeitgenossen,
ich möchte dieses Thema noch einmal nach vorne holen und fragen:

Wenn Sandkörner und Eisenspäne (Korpuskel) sich nach einer Bewegung zu Wellenstrukturen formieren, ohne ihre Korpuskeleigenschaft zu verlieren, warum können dies nicht auch Photonen und andere Elementarteilchen ?

Warum geht man davon aus, daß die genannten Elementarteilchen beim Dopplspaltexperiment ihre Natur ändern und aus einem Körper eine Welle wird, bzw. eine eigentlich nicht vereinbare Doppelnatur gegeben ist. Könnten Photonen nicht auch wie Sandkörner sich lediglich zu Wellen formieren und ihre Korpuskeleigenschaft behalten ?

MfG
Harti



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Harti schrieb in Beitrag Nr. 1247-15:
Warum geht man davon aus, daß die genannten Elementarteilchen beim Dopplspaltexperiment ihre Natur ändern und aus einem Körper eine Welle wird, bzw. eine eigentlich nicht vereinbare Doppelnatur gegeben ist. Könnten Photonen nicht auch wie Sandkörner sich lediglich zu Wellen formieren und ihre Korpuskeleigenschaft behalten ?

Hallo Harti,

Sandwellen, wie auch Wasser- und Schallwellen, sind etwas grundsätzlich anderes als Licht- oder Materiewellen. Bei den anfangs erwähnten Wellen haben wir es mit einem schwingenden Medium zu tun, Luft, Wasser und Sand.
Die Äthertheorie des Lichts hat sich aber als nicht haltbar erwiesen. Hier kann man nicht davon sprechen, dass hier ein Medium schwingt.
Zwar ist es Vorstellbar, dass sich Elementarteilchen in Wellen formieren, das erklärt aber nicht des Ergebnis von Doppelspaltversuchen, in denen in zeitlichen Abständen einzelne Photonen oder auch Masseteilchen wie Elektronen ein Interferenzmuster erzeugen. Dafür kenne ich nur eine Erklärung: Elementarteilchen/Quanten können mit sich selber interferieren, verhalten sich also wie eine Welle.
Man kann auch nicht davon sprechen, dass Elementartilchen ihre Natur ändern nach dem Motto: Als Welle durch den Doppelspalt, als Teilchen auf den Schirm. Quanten sind keine Teilchen und keine Welle, darum rede ich auch lieber von Quanten als von Elementarteilchen. Sie haben vielmehr Teilchen- und Welleneigenschaften. Was ihre wahre Natur anbelangt, so können wir nur sagen, dass wir sie nicht kennen.

mfg okotombrok
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Hallo Okotombrok,

Okotombrok schrieb in Beitrag Nr. 1247-16:
Sandwellen, wie auch Wasser- und Schallwellen, sind etwas grundsätzlich anderes als Licht- oder Materiewellen. Bei den anfangs erwähnten Wellen haben wir es mit einem schwingenden Medium zu tun, Luft, Wasser und Sand.
Die Äthertheorie des Lichts hat sich aber als nicht haltbar erwiesen. Hier kann man nicht davon sprechen, dass hier ein Medium schwingt.

Ich habe mir mal überlegt, was Wellen, die an ein Medium gebunden sind (z.B. Wasserwellen) und solche, die nicht an ein Medium gebunden sind (z.B. Lichtwellen), gemeinsam haben könnten. Die einzelnen Wasseratome schwingen bei einer Wellenbewegung; sie führen eine periodische, eindimensionale Bewegung aus. Die Bindung in der Wasserstruktur verursacht gleichzeitig eine von dieser periodischen Bewegung verschiedene räumliche Bewegung der Welle.
Ein Photon (Lichtkorpuskel) rotiert und führt damit auch eine von seiner Bewegungsrichtung unabhängige periodische Bewegung aus. Diese Rotationsbewegung wird bei der Polarisation des Lichts, die für das Doppelspaltexperiment erforderlich ist, in eine eindimensionale Schwingung umgewandelt bzw. es werden nur solche Lichtkorpuskel durchgelassen, die die gleiche Schwingungsebene haben. Wenn nun solche schwingenden Lichtkorpuskel auch einer Bindung z.B. durch ein Kraftfeld wie der Erdanziehung unterliegen, würde eine der Bindung der Wasseratome vergleichbare Situation bestehen. Die Lichtkorpuskel wären auch nicht vollkommen frei. Die Erdanziehung wäre gewissermaßen das Medium, das der strukturellen Bindung der Wasseratome entspricht.

Ob an meiner Theorie was dran ist, müßte man überprüfen können, wenn man das Doppelspaltxperiment in der Schwerelosigkeit durchführt.
Weiß jemand, ob dies schon gemacht worden ist und mit welchem Ergebnis ?

MfG
Harti

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Hallo Harti,

für Dich scheint alles eines zu sein, was Du bisher zu dem Thema geschrieben hast, und Du wirfst in Wirklichkeit sehr viele grundlegende Fragen auf, so als wolltest Du einen Baum fällen, weil keine Birnen daran wachsen. Grundsätzlich gibt es aber Apfelbäume und Birnbäume und wir erwarten von einem Birnbaum, da§ von ihm Birnen herunterfallen, wenn es Zeit dafür ist!

Dein Grundgedanke ist berechtigt, die Idee, dass sich Luftströmungen in Sandwellen niederschreiben, so wie sich Magnetischer Fluss in Zonen der Magnetisierung von Eisenspänen kristallisiert.

1. Über die Zonen ungezwungener Magnetisierung von Eisenspänen habe ich nicht viel gefunden.
http://www.ph.tum.de/lehrstuehle/T34_sch/Ising2d.ht...
Die wesentliche Aussage ist für mich, dass sich die sog. Korrelationslänge, also die mittlere Ausdehnung von Zonen gleichgerichteter Magnetisierung, durch schütteln der Eisenspäne ändert. Die entstehenden Muster hängen also nicht nur vom Magnetischen Fluss ab, sondern es sind die Eisenaspäne, die den magnetischen Fluss aufbauen, sie sind also auch Ursache.

2. Bei den Sandwellen sehe ich eine klare Trennung von Ursache und Wirkung, nämlich die Luftströmung als Ursache und als Wirkung das Festhalten der Strömung in den Mustern, die man im Sand erkennt.

3. Dann hast Du noch ein drittes Modell eingeführt: Das Licht als Korpuskeln.
Die Dualität von Wellen und Teilchen taucht genell auf in dynamischen Systemen mit zirkulärem oder periodischem Verhalten. Die entsprechenden Differentialgleichungen werden gewöhnlich gelöst, in dem man nach Symmetrien und Fixpunkten sucht. Das entspricht dem Übergang von einem generischen: "Wellenmodell" zu einem "Teilchenmodell". So gibt es eine Quantenfeldtheorie, die das Doppelspalt-Experiment erklärt und wir können es auf isolierte Energieportionen anwenden und diese als Teilchen auffassen.

Das den Sandwellen entsprechende Licht-Modell ist die Holografie: Dort werden Quantenfelder in einer Photoplatte kristallisiert.

4. Natürlich braucht jede Welle ein Medium: Die Tatsache, dass die Realtivitätstheorie ohne Äther im Sinn von Materie-Staub auskommt, ändert nichts daran, dass wir einen Raum haben, in dem sich Lichtquanten ausdehnen.

5. Ob das qualtitative Verhalten vom Medium abhängt, kann ich nicht ohne weiteres sagen. Jedenfalls ist in einem gleichverteilten Medium der Freiheitsgrad, auch genannt Spin charakterisitsch. Schallwellen sind Längswellen, ohne Polarisationsebene. Elektronmagnietische Wellen haben den Spin eins. Gravitionen haben schliesslich 2 Freiheitsgrade, d.h. ein Gravition würde man durch eine Position und einen Raumwinkel veranschaulichen. Wenn der Äther das Medium sein soll, in dem sich alles abspielt, dann muss er alle denkbaren Freiheitsgrade vereinigen. Sonist gibt es vielleicht mehrere Äther....

6. Nach den bisher bekannten Ausmessungen der sogenannten dunklen Materie ist sie nicht gleichverteilt im Raum. Unser Äther ist also bestenfalls stetig verteilt. Wir dürfen also grundsätzlich annehmen, das sich Deine Eisenspäne als kosmologische Strukturen wiederfinden, nur etwas komplexer, da Gravitonen einen höheren Freiheitsgrad haben als elektromagnetische Wellen.

Gruss
Thomas
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Hallo Okotombrok,
ich denke ja auch weiterhin über eine Erklärung für den Welle/Teilchendualismus nach:

Okotombrok schrieb in Beitrag Nr. 1247-16:
Warum geht man davon aus, daß die genannten Elementarteilchen beim Dopplspaltexperiment ihre Natur ändern und aus einem Körper eine Welle wird.......
Man kann auch nicht davon sprechen, dass Elementartilchen ihre Natur ändern nach dem Motto: Als Welle durch den Doppelspalt, als Teilchen auf den Schirm. Quanten sind keine Teilchen und keine Welle, darum rede ich auch lieber von Quanten als von Elementarteilchen. Sie haben vielmehr Teilchen- und Welleneigenschaften. Was ihre wahre Natur anbelangt, so können wir nur sagen, dass wir sie nicht kennen.

Möglicherweise ist es falsch davon zu sprechen Licht hat Wellencharakter und/oder besteht aus Teilchen.
Möglicherweise kommen bei dem Doppelspaltexperiment nur unsere unterschiedlichen (nicht kompatiblen)Vorstellungen von Raum und Zeit, wie sie in der Makrowelt praktisch sind, zum Ausdruck. Ein Korpuskel wäre dann als räumliches Objekt und und eine Welle als zeitliches Objekt (im Sinne einer periodischen Bewegung) anzusehen.
In der Mikrowelt ist diese Unterscheidung, solange keine Dekohärenz eingetreten ist, nicht möglich. In der Quantenwelt hat man es daher mit raumzeitlichen Objekten zu tun .Dies entspräche einer raumzeitlichen Betrachtung in den Relativitätstheorien.

MfG
Harti
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Hallo Harti,

Harti schrieb in Beitrag Nr. 1247-19:
Möglicherweise kommen bei dem Doppelspaltexperiment nur unsere unterschiedlichen (nicht kompatiblen)Vorstellungen von Raum und Zeit, wie sie in der Makrowelt praktisch sind, zum Ausdruck. Ein Korpuskel wäre dann als räumliches Objekt und und eine Welle als zeitliches Objekt (im Sinne einer periodischen Bewegung) anzusehen.

eine Möglichkeit, über die es sich nachzudenken lohnt.

Ich bin seit Wochen dran, einen Beitrag fürs Forum zu erstellen in dem ich die Frage stelle, was sich hinter all dem verbirgt, was die Naturwissenschaft uns an Modellen und Mathematik die Hand gibt.
Es erweist sich als ein sehr umfangreiches Thema, fallen mir doch immer neue Aspekte ein die es zu berücksichtigen gibt.
So kann es noch ein wenig dauern und ich muss noch überlegen wie ich es präsentiere; ich werde das Thema wohl innerhalb eines Threads auf mehrere Beiträge aufteilen.

mfg okotombrok
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(Francis Picabia)
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