Was ist Zeit...

 

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?

Hi Stueps,

das Schöne am Modellieren ist, dass man da gewisse Freiheiten hat. Die ergeben sich daraus, dass ja durchaus mehrere Modelle geben kann, die sämtlich in dem Sinne gültig sind, dass jedes dieser Modelle ein Verhalten aufweist, welches analog dem an der Natur beobachteten ist.

In diesem Fall aber sollte man dann am besten mit dem einfachsten dieser Modelle arbeiten.

Im konkreten Fall ist das einfachste Modell das, in dem man annimmt, dass ein Photon durch Wechselwirkung mit einem anderen Elementarteilchen sein Leben beendet.

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.

Beste Grüße,
grtgrt
 

 

Henry schrieb in Beitrag Nr. 1376-50:

 
Es gibt keine wie auch immer geartete „Lebensbatterie“, ...

Hi Henry,

ich behaupte ja gar nicht, dass die Natur eine Lebensbatterie kennt, sie ist lediglich der Teil meines Modells der Natur, der diesem Modell die Fähigkeit verleiht, für jedes betrachtete materielle physikalische Objekt dessen Rest-Lebenserwartung zutreffend abzuschätzen:

Bitte beachte:

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.

Beste Grüße,
grtgrt
 

Moin, Stueps,

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?

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.

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.

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. 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.

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.

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?

Hi, Stuebs!

Du hast schon Recht! 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.

Hallo Claus,

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.

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.
Ich verstehe jedenfalls die geringere Ausbreitungsgeschwindigkeit von Licht in Materie so wie Stueps.

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

Hallo Okotombrok,

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.

...wenn du ein einzelnes Atom betrachtest und die Absorption in exakt derselben Richtung erfolgt, wie die nachfolgende Emission...
Man könnte auch argumentieren, dass in einem Vielteilchensystem die Atome statistisch aus allen möglichen Richtungen absorbieren und emittieren, so dass sich impulsmäßig eine Nullsumme ergibt.

Soweit ich weiß, wird aber bei jeder Lichtabsorption ein Teil der Energie in Form von Wärme dissipiert. Grund dafür ist, dass die Impulsaufnahme gerichtet, die Impulsabgabe jedoch ungerichtet erfolgt. Habe nach einer Erläuterung gesucht und hier etwas gefunden: http://www.google.de/url?sa=t&rct=j&q=licht...
siehe insbesondere Kapitel 2.2 "Spontane Emission"

Ein alter Zusammenhang (100 J.)

E_kin =
hv -
W_A mit
h ... Pl. Wq
v (=c/λ) ... Strahlungsfrequenz, λ...Wellenlänge Strahlung
W_A ... Austrittsarbeit
E_kin ... kin. E nach Austritt

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

Hi, Okotombrok!

Jo, ich will das mal versuchen (aber bitte, ich bin kein Physiker und für mich ist der „klassische“ Elektromagnetismus noch komplizierter als die Quantenphysik).

Mir scheint, neben all dem Betrachtungen über Photonen vergessen wir leider den alt-ehrwürdigen Elektromagnetismus, siehe J. C. Maxwell. Seine Gleichungen, die das elektromagnetische Feld beschreiben, haben immer noch ihre Gültigkeit. Die Wechselwirkungen mit der Materie werden durch die diesem Feld zugehörigen Quanten beschrieben, die Photonen. Photonen sind – so wie ich es verstehe – nur in ihrer Wechselwirkung mit z. B. Elektronen wahrnehmbar (wie wissen laut Quantenmechanik nur um ihren wahrscheinlichen Weg). Die Ausbreitung von Licht wird durch die Welleneigenschaften desselben beschrieben (die zeitliche Veränderung des elektrischen Feldes bewirkt die räumliche Ausbreitung des magnetischen Feldes und umgekehrt).

Eine Welle wird durch ihre Frequenz, ihre Amplitude, Ihre Wellenform, ihre Phase usw. beschrieben. Ein Wellenpaket ist ein System solcher Art beschriebener Wellen. Unterschieden werden bei der Ausbreitung Phasen-, Gruppen- und Signalgeschwindigkeit. Die Phasengeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit, mit der sich der Wellenberg ausbreitet, die Gruppengeschwindigkeit die Ausbreitungsgeschwindigkeit des gesamten Wellenpaketes und die Signalgeschwindigkeit die Geschwindigkeit, mit dem sich ein Signal ausbreitet, das heißt, mit der sich letztlich Information übertragen lässt, und die ist durch c als größte Geschwindigkeit im Vakuum gegeben. Im Vakuum ist die Gruppengeschwindigkeit gleich der Phasengeschwindigkeit.

Die Phasengeschwindigkeit ist abhängig von der Frequenz, weshalb sich Wellen unterschiedlicher Frequenz innerhalb von Materie unterschiedlich schnell ausbreiten, das heißt, die Phasengeschwindigkeit kann selbst c im Vakuum übertreffen; Eine sinnvolle Signalübertragung ist aber nur durch die Gruppe als ganzes möglich (siehe z. B. den Tunneleffekt). Die Wirkung eines Prismas beruht auf diesem Effekt.

Die Übereinstimmung von Gruppen- und Phasengeschwindigkeit gilt – wie gesagt – nur im Vakuum, in jeder Art von Medium – ob nun Glas oder auch eine Atmosphäre – stimmen beide nicht überein. Es gibt keine Materie, die vollkommen Lichtdurchlässig wäre (Glas reflektiert z. B. zwischen ca. 4% und 16% des auftreffenden Lichtes, je nach Einfallwinkel; warum das so ist, erklärt nun wieder die Quantenmechanik).

Ich hoffe, nicht allzu große Schnitzer gemacht zu haben!

Henry

Hallo Claus,

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.

Hier habe ich (mal wieder) Verständnisprobleme, bin leicht überfordert. Als allererstes fällt mir auf, dass transparente Medien meines Wissens nach nicht für das ganze elektromagnetische Spektrum transparent sind. In unserem Fall wäre das Medium für das sichtbare Licht transparent, muss es jedoch nicht für beispielsweise Infrarotstrahlung sein. Inwieweit das für unsere Betrachtungen eine Rolle spielt, weiß ich jedoch nicht. Vermutlich keine für deine Argumentation.
Zweitens wird der Gesamtimpuls schon bei der Anregung des Elektrons übertragen - die Energie des Rückstoßes muss also schon bei Absorption des Photons aufgenommen worden sein. Meinem Verständnis nach müsste die Energie des Rückstoßes auch wieder über ein Photon davongetragen werden (wenn unser angeregter Zustand in den Grundzustand zurückfällt, und wenn unser Material "abkühlt"), oder? Dann hätten wir das emittierte Photon aus dem angeregten Zustand plus ein "Wärmephoton" aus dem Rückstoß? Ist diese Rückstoßenergie der Grund für die Erwärmung von Materialien bei Bestrahlung mit elektromagnetischen Wellen?
Dies ist jetzt alles ein wenig konfus, entschuldige bitte. Was ich eigentlich sagen möchte: Ich habe bei deiner Argumentation immer noch nicht verstanden, warum sich die elektromagnetische Strahlung zwischen den Anregungen nicht weiter mit c bewegen sollte.

Ich muss mir noch einmal den Thread raussuchen, wo wir uns über "ideale Reflektion" unterhalten hatten, ich glaube, dort wurde geklärt, dass es soetwas aufgrund des von dir angeführten Rückstoßes nicht geben kann. Einen ideal "starren" Stoff kann es nicht geben, sondern immer nur eine gewisse Elastizität. So kann ich mir vorstellen, dass es ebensowenig ideale Transparenz wie ideale Reflektion geben kann. Vielleicht spielt das hier eine Rolle, ich weiß es nicht.

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.

Ja, genau diese Idee finde ich immer faszinierender.

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.

Einverstanden.

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.

Puh, da gehts bei mir wieder los, da muss ich mich echt durchbeißen, um dies genau zu verstehen. Nach dieser Argumentation wäre deine Frage berechtigt, ob nun für das Licht Zeit vergeht. Hier stoße ich auf das, was mir so lange eingetrichtert wurde: Licht kann sich nur mit c fortbewegen, sonst ist es kein Licht. Auch in einem Medium gilt dies, die dort beobachtete langsamere Geschwindigkeit erklärt sich aus den Wechselwirkungen mit der Materie. Im Moment komme ich davon nicht weg, denn ein "Zeitvergehen" für Licht birgt für mich Probleme. Wie würde man beispielsweise die Energie eines masselosen Photons in einem Medium bestimmen? Gilt dann noch die Formel E=h*f?
Diese Fragen stelle ich nur mal so, um auszudrücken, in welche Richtung meine Verständnisprobleme gehen.

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.

Da hast du m.E. vielleicht wirklich etwas interessantes entdeckt, aber auch hier muss ich gestehen, dass ich dies leider nicht genau überblicke. Da bleibt mir erst einmal nicht anderes übrig, als mich zurückzuhalten. Ich erkenne auch leider wieder, dass ich deine Ideen doch noch nicht so weit überblicke, wie ich zwischendurch glaubte. Ich hoffe, dies ändert sich im Laufe der Zeit.
Was mir vielleicht auffällt: Wie sieht dies alles bei Cäsiumgas aus? Dort übersteigt ja die scheinbare Lichtgeschwindigkeit den Wert c. Hier kommen die von Henry ins Spiel gebrachten Phasen- und Gruppengeschwindigkeiten ins Spiel. Doofe Frage also mal: Lassen sich deine Ideen auch auf das Beispiel des Cäsium-Gases anwenden?

Soweit erstmal, beste Grüße

Hallo Leute, leider habe ich wieder einmal den Überblick über die neuen Threads verloren, so dass ich nicht mehr genau weiß, wozu ich überall meinen Senf dazugegeben hatte. Wer vielleicht auf eine Antwort meinerseits wartet, könnte mich vielleicht noch einmal darauf hinweisen? Danke :-).

Henry schrieb in Beitrag Nr. 1376-69:

Ich hoffe, nicht allzu große Schnitzer gemacht zu haben!

Nö, ich denke nicht.

Hallo Henry,

ich kenne zwar Phasen-, Gruppen- und Ausbreitungsgeschwindigkeit von EM-Wellen, trotzdem waren deine Ausführungen hilfreich für mich, auch wenn ich das noch einmal durchdenken muss, wofür mir zur Zeit etwas die Energie fehlt.
Vielen Dank!

@Claus
Auch deine Ausführungen waren wie gewohnt durchdacht und fundiert und sehr interessant. Vielen Dank für den Link, hab ihn mir heruntergeladen. Muss mich nur noch damit beschäftigen, hoffe ich finde die Zeit dazu . . . äh, Raumzeit meine ich natürlich!

Trotz alledem . . .
kann ich zwar einsehen, dass sich Licht in Materie langsamer ausbreitet als im Vakuum (das steht ja außer Frage), dass sich aber ein Lichtquant von Atom zu Atom in Materie nicht mit c bewegt, ich sage lieber, dass sich Information von einem System zum anderen nicht mit c überträgt, sehe ich noch nicht.
Das muss aber kein Naturgesetz sein, das kann auch an meiner momentanen Begriffsstutzigkeit liegen. :rofl:
Ich bitte um Nachsicht.

mfg okotombrok

Hallo Stueps, hallo Okotombrok,

ich möchte den Mechanismus der Lichtabsorption und -emission noch einmal beschreiben - vielleicht sehe ich hier auch etwas falsch:

Stellen wir uns idealisierterweise ruhende Atome vor (z.B. ein ideales, kaltes Gas). Wir wollen nun ein Photon aussenden, welches von einem der Atome absorbiert werden soll. Das Photon muss kurzwelliger als die Energie des Elektronenübergangs sein, da das Photon zusätzlich die Energie des Impulses auf das Atom überträgt. Anschließend bewegt sich das vom Photon getroffene Atom innerhalb des bisher kalten Gases mit v = sqrt(2hf/m) und erwärmt damit das Gas. Nur dann, wenn das anschließend emittierte Photon in exakt derselben Richtung emittiert wird, in der das eintreffende Photon kam, wird der Rückstoß wieder so auf das Atom übertragen, dass es hinterher erneut ruht. In allen anderen Fällen bewegt sich das Atom nach der Emission immer noch (jetzt jedoch mit anderer Geschwindigkeit in eine andere Richtung). Im Extremfall wird das Photon auch in die Richtung emittiert, aus der das eintreffende Photon kam (Reflexion des Photons). In diesem Fall trägt das Atom hinterher sogar den doppelten Bewegungsimpuls.

Erfolgen Absorption und Emission nun sehr häufig und an vielen Atomen, so wird sich das kalte Gas nach und nach erwärmen, d.h. es wird dann sowohl Atome geben, die sich auf die Lichtquelle zubewegen, als auch solche, die sich von ihr wegbewegen. Für erstere benötigt man durch den Dopplereffekt fortan Licht geringerer Frequenz für den Elektronenübergang, für letztere Licht höherer Frequenz. Auch die emittierten Photonen besitzen nunmehr keine exakte Frequenz mehr (Linienspektrum) sondern werden in einer Gausschen Verteilung als Spektrum verschiedener Frequenzen emittiert (Bandensprktrum).

Insgesamt jedoch muss das emittierte Licht eine geringe Energie besitzen, als das absorbierte Licht (weil das zuvor kalte Gas ja erwärmt wurde).

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.

Wir setzen bei obigen Überlegungen ja Transparenz voraus (das Licht soll ja nahezu verlustfrei durch das Medium geleitet werden). Keine Transparenz würde bedeuten, ein Photon wird absorbiert, aber entweder gar nicht oder aber zumindest mit geringerer Frequenz wieder emittiert (die Energie des Photons findet sich dann teilweise bis vollständig im übertragenen Impuls wieder, wird also in atomare Bewegung = Wärme umgewandelt).

Medien sind nun bekanntermaßen nicht vollständig transparent. Daher wird eine Minderung der Lichtmenge (Intensität) beim Durchgang durch ein Medium beobachtet. Meine Kritik an der allgemeinen Lehrmeinung, der oben dargestellte Absorptions-/ Emissionsmechanismus sei Ursache für die geringere Lichtgeschwindigkeit im Medium, ist nun, dass aus oben dagelegten Gründen m.E. nicht nur Absorption (abnehmende Lichtmenge bzw. Intensität) beobachtet werden müsste, sondern dass sich auch die Frequenz des eingestrahlten Lichts mit dem Lauf durch das Medium ändern müsste (Linienverbreiterung) . Wird soetwas bei der Lichtleitung (z.B. in Glasfaserkabeln) tatsächlich beobachtet?

Zitat von Stueps:

Da hast du m.E. vielleicht wirklich etwas interessantes entdeckt

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:

Zitat von Stueps:

Wie sieht dies alles bei Cäsiumgas aus? Dort übersteigt ja die scheinbare Lichtgeschwindigkeit den Wert c.

Also, soweit ich das verstehe, hat man hier wohl einen "Trick" angewandt. Es wurde kein monochromatisches Licht verwendet, sondern ein Spektrum verschiedener Frequenzen, die im Cs Gas divergieren. Nun definiert man einfach die halbe Höhe der Gausskurve der Frequenzverteilung als Ortszeitpunkt der "Information" des Signals. Nach dem Durchgang durch das Gas erhält man eine andere Gausskurve deren neue halbe Höhe (also die vermeintliche Information) "überlichtschnell" hinten ankommt. Was jedoch verheimlicht wird ist m.E., dass es sich eben um eine andere Gausskurve und somit um eine andere Information handelt, die das Medium nicht etwa durchläuft, sondern darin erst gebildet wird.

(hier eine m.E. anschauliche Information dazu http://www.fernstudium-physik.de/fips/teilnehmer/ne...)

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

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

Hallo, Harti!

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.

Geschwindigkeit ist niemals ein Produkt, sondern stets ein Quotient von Weg/Zeit, das gilt selbstverständlich auch für c. Dass Licht sich in einem Medium anders verhält als im Vakuum lässt sich an einem Prisma sehr schön nachvollziehen. Wichtig ist für das Verständnis aber, dass es zur Aufteilung in die uns bekannten Regenbogenfarben des Sonnenlichtes (oder allgemein eines „zusammengesetzten“ Lichtes) bedarf. Es ist aus verschiedenen Wellenlängen zusammengesetzt und erscheint uns Weiß. Sogenannte Monochromatische Wellen lassen sich nicht zerlegen. Dass wir das Licht als „Regenbogen“ sehen, hat mit diesen verschiedenen Wellenlängen zu tun, denn das Licht wir an der Grenze zwischen zwei Medien unterschiedlich gebrochen, lange Wellen weniger stark als kurze Wellen.

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.

Die Verringerung der Geschwindigkeit von Licht in einem Medium hat nichts mit Energieverlust zu tun, sondern damit, dass das Licht in einem Medium mehr oder weniger von Elektronen bzw. Protonen abgelenkt wird, denn Elektronen bzw. Protonen tragen eine elektrische Ladung, und damit wechselwirkt das Licht (deshalb heißt es ja Elektromagnetismus).

Gruß

Henry

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.

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:

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:

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:

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

MfG
Harti

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.

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:

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.

Das kann man allgemein NUR so sagen. Frequenz ist die Schwingungshäufigkeit und die ist auf die Zeit bezogen und nicht auf die „Strecke“. Eine Welle – von Wellenberg zu Wellenberg gemessen ist das, was wir eine Welle nennen, der Wellenberg ist die Amplitude, also der höchste Ausschlag. Die Lichtwelle als ganzes betrachtet legt in einer Sekunde im Vakuum einen bestimmten Weg zurück (ca. 300000000 m), und die Frequenz ist die Anzahl der Wellen, die innerhalb einer Sekunde gemessen werden, das ist der Zusammenhang, den du meinst, er definiert aber nicht die Geschwindigkeit, sondern die Abhängigkeit von c, Frequenz und Wellenlänge untereinander. Du kannst Frequenz nicht auf eine einzelne Welle beziehen.

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.

Ja, Harti, aber diese Produkt drückt nicht die Geschwindigkeit von c aus, s. o.

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

Das Licht ändert im Medium aber nicht die Farbe mithin die Frequenz, das hast du nicht verstanden. Es ist die Häufigkeit, mit der das Licht (die Photonen) mit den Teilchen im Medium wechselwirken, die sich auf die Geschwindigkeit auswirkt, zwischen den Wechselwirkungen bewegt sich das Licht nämlich auch im Medium mit der bekannten Lichtgeschwindigkeit.
MfG
Henry [/quote]

Hallo Henry,

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.

Doch, ist schon mal passiert, als eine Welle gegenwärtig war. Meine ca. 83 kg wurden im Meer am Strand von einer Wasserwelle über mehrere Meter 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.

Damit wollte ich Dir nur deutlich machen, dass bei der Frequenz die Zeit im Nenner steht und deshalb das Produkt Frequenz X Wellenlänge = Geschwindigkeit korrekt ist. Konkreter ist die Frequenz einer Welle selbstverständlich als Anzahl der Schwingungen pro Zeiteinheit definiert.

Zitat von Henry:

Eine Welle – von Wellenberg zu Wellenberg gemessen ist das, was wir eine Welle nennen

Das würde ich als Wellenlänge bezeichnen.
Eine Welle besteht nach meiner Auffassung aus zwei Bewegungen einer periodischen (dies ist gewissermaßen eine systemimmanente Uhr, weil nach Durchlaufen einer Periode die räumliche Veränderung Null ist) und einer mit räumlicher Veränderung, die mit der Wellenlänge beschrieben wird.

Nur zur KLarstellung:
Ich verstehe unter Welle das Gesamtsystem mit mehreren Schwingungen und räumlichem Transport von Energie.

Du verstehst unter Welle, wenn ich Dich richtig interpretiere, nur einen Wellenberg, der sich räumlich fortbewegt, z.B. eine Meereswelle, die auf den Strand zuläuft.

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.

Doch:confused:

MfG
Harti

Hallo Claus,

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:

das fände ich sehr schade, denn ich meine intuitiv, dass deine Überlegungen so verkehrt nicht sein können. Womit ich mich nicht anfreunden mag, ist deine Frage: "Vergeht in Medien für Licht Zeit?". Das birgt für mich ernsthafte Probleme, wie z.B. die Frage, ob wir dann noch die Energie des Lichtes beispielsweise über die einfache Formel E=h*f beschreiben können. Weiter frage ich mich dann, ob Zeitvergehen für Licht nicht automatisch Ruhemasse für Photonen implizieren müsste, denn alles, was langsamer als c ist, hat erfahrungsgemäß welche.
Ich werde die nächsten Tage versuchen, deinen Beitrag Nr. 1376-72 Stück für Stück nachzuvollziehen, beim ersten mal Lesen erschien mir deine Kritik an der vorherrschenden Lehrmeinung durchaus berechtigt. Also gib mir ein bissel Zeit. (Jetzt muss ich erst mal zur Arbeit....:smiley33:)

Schönes Wochenende, beste Grüße,

der Stüps

Zu Hartis Beitrag Nr. 1376-77
Hallo, Harti!

Eine Welle ist natürlich eine Summe von Eigenschaften und nicht nur ihre Länge, da gebe ich dir Recht (aber wenn du meine Beiträge gelesen hast, wirst du sicherlich feststellen, dass ich weiß, was eine Welle ist, ich war nur in dieser speziellen Erklärung etwas kurz). Und ich verstehe unter „Welle“ ganz sicher nicht „nur einen Wellenberg, der sich räumlich fortbewegt“, siehe weiter unten.

Bezgl. der Energie werden wir uns wohl nicht einigen. Ich mache es mir insofern einfach, als ich die Energie der elektromagnetischen Strahlung mit der elektromagnetischen Strahlung gleichsetze. So einfach ist es wahrscheinlich nicht, aber das erspart mir zu erklären, was Energie eigentlich ist, denn eigentlich ist es nur eine rechnerische Größe, in der Physik wir diese Größe als „die Fähigkeit, Arbeit zu verrichten“ bezeichnet.

Potenzielle Energie kann man aber ähnlich definieren („potenziell“ meint die Fähigkeit zu wirken) und mechanische Energie wirkt (wenn das Auto z. B. an die Wand fährt wird kinetische Energie umgewandelt) und wandelt sich teilweise in Wärmeenergie. Nimm aber z. B. das Auto, während es fährt. Es besitzt kinetische Energie, und lt. Relativitätstheorie erhöht sich dadurch seine Masse. Mit einer sehr, sehr, sehr empfindlichen Waage könnten wir also wiegen und feststellen, dass es schwerer ist, als ein ruhender Wagen. Könnte man das von einer rein „rechnerischen Größe“ annehmen?

Was also ist dann Energie? Letztlich aber ist es vollkommen egal, ob wir Energie mit Licht gleichsetzen oder nicht, denn es gibt kein Licht ohne Energie (oder in deinem Sinne formuliert: Es gibt kein Licht, das keine Energie transportiert; aber dann wieder: was transportiert das Licht denn?).

Aber gut, mit deiner Zusammenfassung:

Zitat „Ich verstehe unter Welle das Gesamtsystem mit mehreren Schwingungen und räumlichem Transport von Energie.“ Zitat ende

kann ich leben, soweit du mit „mehrere Schwingungen“ in einem Paket räumlich zusammengefasste gleichzeitige Schwingungen unterschiedlicher Wellenlängen meinst (eine Gruppe), und nicht Schwingungen, die zeitlich und räumlich nacheinander erfolgen. Es gibt aber auch „einfarbige“, sogenannte monochromatische Wellen.

Was du am Meer als Welle beobachtest, also die Bewegung des Wassers, ist im physikalischen Sinne gar nicht das Entscheidende, sondern die Umwandlung von Gravitationsenergie (der Mond zieht das Meerwasser an) und Sonnenenergie (die den Wind hervorruft) in kinetische Energie und dann in mechanische Energie (das Wasser läuft auf den Strand). Entfernt vom Strand kannst du feststellen, dass die Wasserwellen sich nur senkrecht bewegen, sie „wandern“ gar nicht zum Strand hin (hier sind die Wellen gemeint, die durch den Mond entstehen, aber die sind es, die für die allgegenwärtige Brandung an den Stränden verantwortlich sind). Es sind nur Reibungskräfte, die von den Wassermolekülen weitergegeben werden. Nur wenn das Wasser auf flacheres Gelände trifft, wird die Aufwärtsenergie in Vorwärtsenergie umgewandelt (die Energie muss ja irgendwo bleiben). Der langen Rede kurzer Sinn: Eine Wasserwelle bewegt sich gar nicht von der Stelle, was wir sehen, ist die Umwandlung von Energie in einige ihrer verschiedenen Formen.

Was nun c = Frequenz x Wellenlänge angeht, so liegst du mit deiner Interpretation falsch. In dieser Formel wird c als bereits definiert Größe verwendet, und nicht – so wie du annimmst – als Definition von c. Deshalb kommst du ja auf deine seltsamen Verbindungen. c ist durch die FESTSTEHENDE Beziehung Weg (ca. 300000000 m ) pro Sekunde definiert, unabhängig von jeder anderen Bedingung. Wenn für die Zeit oder den Ort oder auch für die Frequenz andere Wert gemessen werden, so bezieht sich das immer auf außenstehende Beobachter, die zum beobachteten System bewegt sind, niemals auf Beobachter innerhalb eines Systems.

Wir reden hier aber nur von beobachtbaren Vorgängen in unserem eigenen System (Prisma oder Glas allgemein, Wasser, Luft).

Und allgemein – ich kann mich nur wiederholen – wird eine Geschwindigkeit durch die Formel Weg/Zeit definiert (es hilft doch nun wirklich nicht, „Weg“ einfach durch „Strecke“ zu ersetzen und zu behaupten, das Wäre dann etwas Anderes. Was unterscheidet denn „Weg“ von „Strecke“?).

Und zum Schluss: Natürlich „ist beim Licht das Produkt aus Frequenz und Wellenlänge konstant“, aber darum ging es ja nicht, sondern darum, dass du c als Geschwindigkeit durch diesen Zusammenhang definierst, und das ist falsch, weil c wie jede Geschwindigkeit durch Weg/Zeit definiert ist. Ich darf dich noch mal zitieren:

„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 ?“ Zitat ende.

Deine Interpretation ist aber vollkommen falsch, weil es ja gerade um c (das bereits als definierte Komponente eingeht) und den Zusammenhang von Frequenz und Wellenlänge geht, und Frequenz und Wellenlänge hängen von der Stärke der Energie ab. Du kannst nicht eine Gleichung nehmen, und dann behaupten, die eine Seite der Gleichung hätte nichts mit der Gleichung zu tun!

Ah, ich glaube, ich verstehe jetzt gerade im Moment, was du sagen willst! Du meinst, da c sich nicht ändern kann, hat es keinen Einfluss auf die Stärke der Energie! Du darfst aber nicht sagen, es gäbe keinen Zusammenhang, das ist etwas anderes, als keinen Einfluss haben.

Ansonsten verweise ich auf meinen Beitrag Nr. 1376-74, dem hab ich eigentlich nichts mehr hinzuzufügen.

Gruß

Henry

Henry schrieb in Beitrag Nr. 1376-79:

Ansonsten verweise ich auf meinen Beitrag Nr. 1376-74, dem hab ich eigentlich nichts mehr hinzuzufügen.

Hallo Henry,
schönen Sonntag :cool:
Harti

Hallo Claus,

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.

Kann es nicht so sein, dass der Energieverlust bei sehr transparenten Medien so gering ist, dass er nicht messbar ist. Ich meine man könnte feststellen, dass bei weniger transparenten Medien ein Energieverlust auftritt, der als Erwärmung des Mediums feststellbar ist.

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.

Ich meine, man sollte zur allgemeinen Verständlichkeit dieser Aussagen noch mal darauf hinweisen, dass die Grundlage dieser Betrachtung das von Dir entwickelte vierdimensionale, geometrische Bewegungsmodell mit einer imaginären Zeitachse ist.
In der herkömmlichen Betrachtung sind Raum und Zeit getrennt und stehen in keiner Abhängigkeit von einander.

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.

Wie Du durch das Setzen von Anführungsstrichen bei dem Wort Verlangsamung deutlich machst, besteht ein gewisses Verständnisproblem darin, dass in herkömmlicher Betrachtung (Trennung von Raum und Zeit) das Licht beim Durchlaufen eines dichteren Mediums langsamer wird, in Deinem Modell das Licht sich aber immer mit Lichtgeschwindigkeit bewegt und die herkömmliche "Verlangsamung" lediglich Richtungsänderung im Vierachsenmodell bedeutet.

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.

In Deinem vierdimesionalen Modell ändert sich allerdings die Richtung. Eine Raumachse (Bewegungsrichtung) kippt in Richtung Zeitachse.

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.

Die Kombination von Einfallswinkel und Brechungsindex der beteiligten Medien ist verwirrend.

Ein unendlicher Brechungsindex bedeutet für mich, das Medium ist lichtundurchlässig. Das Licht bewegt sich im Raum, der durch das Medium als Bezugssystem bestimmt wird, nicht mehr; bzw. es ist als Licht nicht mehr wahrnehmbar.

Die ursprüngliche Bewegung des Lichts (Photons) wird in eine periodische Bewegung eines Elektropns auf einer höheren Umlaufbahn umgewandelt (Absorption). Vollständige Übertragung der Energie des Lichts auf das Medium.

Demgegenüber bedeutet ein (annähernd) paralleler Eintritt des Lichts in die Oberfläche eines Mediums, dass das Licht garnicht mehr eintritt.
Dies bedeutet auf der Grundlage Deines Modells, dass sich das Licht in den Medien jeweils in eine um 90° versetze räumliche Richtung bewegt.
Eine Brechung des Lichts ist dann nicht darstellbar, erfolgt nicht.

Die Darstellung der Brechung des Lichts an der Grenze vom Medien mit unterschiedlichem Brechungsindex, die durch unterschiedliche Geschwindigkeiten des Lichts in den Medien bedingt ist, erscheint mir auf der Grundlage Deines Modells überzeugend. Dies stellst Du ja auch in Deiner Ausarbeitung "Über Bedeutung des Begriffs der Bewegung in Raum und Zeit" dar.

Die Verbindung von Brechungsindex und Einfallswinkel ist allerdings verwirrend.

MfG
Harti