Wolfi
Physikstudent
Dabei seit: 18.01.2007
Beiträge: 403
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Jocelyne Lopez schrieb am 17.02.2007 12:45 Uhr:
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Wolfi schrieb am 16.02.2007 23:27 Uhr:
Kannst du auch eine Methode vorschlagen, wie du die Position messen w?rdest? |
Wie man am Beispiel der Photonen erkennen kann, gibt es prinzipiell keine Methode ihre jeweilige einzelne Position an zwei verschiedenen Orten zu bestimmen: Schon wenn wir sie wahrnehmen, haben wir sie gleich zerst?rt (verbraucht).
Ich habe im Physikforum von Wissenschaft-online schon 2003, als ich meine erste Hinterfragung der Messung der Lichtgeschwindigkeit in Foren versucht habe, eine eigentlich sehr naive Frage dort gestellt:
Warum l??t man doch nicht ein Lichtsignal zwischen zwei ganz nah gegen?ber stehenden Spiegeln hin-und-her flitzen? Da w?rden diejenige Photonen, die eine direkte geradlinige Bahn zwischen den Spiegeln gefunden haben nicht entfliehen k?nnen und ewig hin-und-her reflektiert werden, und wir h?tten eine ewig brennende Lampe, das ewige Licht. War ich ganz stolz auf meine Idee...
Ein Teilnehmer hat mich ganz nebenbei eine sehr gescheite Antwort gegeben, die mir gezeigt hat wie naiv meine Vorstellung war, sinngem??: Diejenige Photonen, die in einer direkten geradlinigen Bahn zwischen den zwei Spiegeln ?gefangen? sind und hin-und-her reflektieren sind unsichtbar, man kann sie nicht sehen, sie erzeugen kein Licht. Wir k?nnen nur diejenigen Photonen sehen, die die Bahn zwischen den Spiegeln verlassen haben und per Zufall jeweils unsere Netzhaut treffen. Und wenn sie unsere Netzhaut getroffen haben, sind sie ja nicht mehr zwischen den zwei Spiegeln, logisch.
Vor lauter Frust habe ich eine zweite Vorstellung dargelegt, die Idee einer ?Lichtkonserve?:
Wenn man in eine innenverspiegelte Kugel ein Lichtsignal einf?hrt, k?nnen die Photonen dann nicht mehr entfliehen und werden ewig hin-und-her in der Kugel reflektiert werden. Wenn man also nach ein paar Stunden die Kugel aufmacht werden sie alle auf einmal entfliehen k?nnen und wir w?rden das Lichtsignal sehen. Auch Pustekuchen. Nicht mal nach einer Sekunde w?rden wir Licht sehen: Nach einem Bruchteil von Sekunden sind alle Photonen des Lichtsignals in der Kugel auch verschwunden. Und jetzt frage ich mich, und das frage ich auch in Foren: Warum?
Hast Du pers?nlich daf?r eine nachvollziehbare Erkl?rung?
Viele Gr??e
Jocelyne Lopez
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Das liegt daran, dass das Licht, auch wenn es am Spiegel reflektiert wird, seine Intensit?t verliert. Stell dir vor, dass nach jeder Reflexion, die Intensit?t um 1% abnimmt. Wie oft w?rde das Licht, dass in einer Kugel "gefangen" ist in einer Sekunde hin und her reflektiert werden. Wenn die Kugel 1 Meter Durchmesser hat, wird das Licht jede Sekunde 300000000 mal Reflektiert. Du kannst Dir denken, dass da nicht mehr viel ?brig bleibt.
LG, Wolfi
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17.02.2007 20:44 |
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Wolfi schrieb am 17.02.2007 19:44 Uhr:
Das liegt daran, dass das Licht, auch wenn es am Spiegel reflektiert wird, seine Intensit?t verliert. Stell dir vor, dass nach jeder Reflexion, die Intensit?t um 1% abnimmt. Wie oft w?rde das Licht, dass in einer Kugel "gefangen" ist in einer Sekunde hin und her reflektiert werden. Wenn die Kugel 1 Meter Durchmesser hat, wird das Licht jede Sekunde 300000000 mal Reflektiert. Du kannst Dir denken, dass da nicht mehr viel ?brig bleibt. |
Ja, das hat mir auch ein Teilnehmer in diesem Forum sogar ausgerechnet:
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Wenn wir annehmen, da? unsere Hohlkugel 30 cm Durchmesser hat, dann ben?tigt das Licht 1 ns = 1 Nanosekunde = 1 Milliardstelsekunde um sie zu durchqueren, denn das Licht legt 300 000 000 Meter in einer Sekunde zur?ck.
Wie man an der folgenden Tabelle erkennen kann, wird es bereits nach einer Hundertstelsekunde ziemlich dunkel, denn dann haben 10 Millionen Reflektionen stattgefunden.
Sekunden .. ...... Lichtmenge ...... Reflektionen
0.000000001 ...... 0.99999900 ...... 1
0.000000010 ...... 0.99999000 ...... 10
0.000000100 ...... 0.99990000 ...... 100
0.000001000 ...... 0.99900050 ...... 1000
0.000010000 ...... 0.99004983 ...... 10000
0.000100000 ...... 0.90483737 ...... 100000
0.001000000 ...... 0.36787926 ...... 1000000
0.010000000 ...... 0.00004540 ...... 10000000
0.100000000 ...... 0.00000000 ...... 100000000
1.000000000 ...... 0.00000000 ...... 1000000000 |
Das finde ich auch nachvollziehbar, au?er dass ich mir nicht vorstellen kann, dass ein Photon bei jeder Reflektion an Energie (=Intensit?t) verlieren soll, ohne jedoch an Geschwindigkeit zu verlieren: F?r mich bedeutet ein Energieverlust immer zwangsl?ufig ein Geschwindigkeitsverlust. Anders kann ich mir das nicht vorstellen. Ich kann mir also vorstellen, dass nach zig Reflektionen ein Photon ?schwach? geworden ist und nicht mehr die ?Kraft? und die Geschwindigkeit hat, die Strecke bis zur gegen?berstehenden Wand zu erreichen und mit der zu wechselwirken. Kurz und gut, ich kann mir die ?Erm?dung? eines Photons in der Hohlkugel vorstellen, aber das ist eine andere Geschichte, die wollen wir hier nicht aufrollen.
Wie dem auch sei, spekulieren darf jeder, weil sowieso kein Mensch in der Quantendimension die Geschwindigkeit eines einzelnen Teilchens messen kann, weder in einer geschlossenen Kugel noch drau?en, und da sind wir wieder beim Thema.
Viele Gr??e
Jocelyne Lopez
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17.02.2007 21:19 |
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waker
Doppel-As
Dabei seit: 29.07.2006
Beiträge: 107
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Jocelyne Lopez schrieb am 17.02.2007 21:03 Uhr:
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waker schrieb am 17.02.2007 20:38 Uhr:
Bei einer Reflektion verliert ein Photon nicht an Energie. Voraussetzung ist, dass es ?berhaupt reflektiert wir. |
Ist das so? Warum sollte es so sein? Warum k?nnten die beiden Auswirkungen (Absorption und Energieverlust) nicht parallel auftreten, ohne dass wir die me?technisch auseinander halten k?nnen?
Ein Aufprall bzw. ein Sto? gegen Materie bedeutet immer einen Energieverlust bzw. eine Energieabgabe. Warum sollte es nicht so sein f?r ein Teilchen?
Dass Photonen auf jeden Fall Geschwindigkeit bei Aufprallen mit Materie verlieren ist nachpr?fbar in Medien (Atmosph?re, Wasser, Glas), sowie auch bei Reflektionen mit verschiedenen Materialen (Messungen mit Laserme?ger?ten). Wenn sie Geschwindigkeit verlieren, warum sollten sie keine Energie verlieren? F?r mich stehen die beiden Gr??en grunds?tzlich in Relation, und f?r mich bedeutet ein Sto? mit Materie auch immer Energieverlust bzw. Energieumwandlung, oder?
Viele Gr??e
Jocelyne Lopez
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Soweit mir bekannt ist ein Energieverlust h?chsten in der Wellenl?nge feststellbar. kommt ein Photon ins Wasser hat es eine anders "scheinende" Geschwindigkeit, kommt dasslbe Photon aus der Wanne wieder raus, hat es nach meinem Wissen die Geschwindigkeit wie vor dem Wassereintritt. Photonen verlieren eigentlich keine Geschwindigkeit. Da ist sich die Wissenschaft recht einig sch?tze ich.
Urs?chlich f?r das schnelle sterben des Lichtes in Deiner Kugel sind die Absortionsvorg?nge, denn so ein Photon mach nach der Wahrscheinlichkeit keine 20 Reflektionen mit. Das w?r dann schon ein Sechser im Lotto.
Eine Anlyse wie so ein Photon nach 20.000 Reflektionen ausshen w?rde kann man nicht machen, denn es gibt nichts auf der Welt wo Photonen so oft dran reflektiert werden k?nnten....
Gruss
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17.02.2007 22:19 |
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Gast
Gast
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Liebe Frau Lopez, lieber Herr Manfred,
ich weise noch einmal darauf hin, da? es zwingend erforderlich ist, zun?chst eine Vorstellung zu entwickeln, was denn eigentlich ein "Lichtquant" (=Photon) sein k?nnte.
Beste Gr??e
Korbinian Schmitt
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18.02.2007 01:36 |
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Gast
Gast
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Lieber Herr Manfred,
Sie wissen, wie Photonen erzeugt werden? In der Natur und von Menschenhand?
Bitte verzeihen Sie mir die Nachfrage. Nach diesen Heuschrecken m?chte ich sicher sein, da? Sie ein ernster Gesp?chsteilnehmer sind.
Beste Gr??e
Korbinian Schmitt
Dieser Beitrag wurde schon 1 mal editiert, zum letzten mal von am 18.02.2007 02:17.
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18.02.2007 02:17 |
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