Licht kurz und knapp

  • Hallo,


    da hier auch Physiker mitlesen, wollte ich an dieser Stelle kurz mal die seltsame Natur des Lichts rekapitulieren. Ich würde einfach nur gerne wissen, ob ich das bisher richtig verstanden habe bzw. ob man das Gesagte so vereinfacht wiedergeben kann.


    Seit über 100 Jahren steht zweifellos fest, dass Licht sowohl Teilchen- als auch Welleneigenschaften besitzt. Es gab keine Theorie, die beides zugleich erklären konnte, weshalb der Begriff Welle-Teilchen-Dualismus entstand. Durch die Entwicklung der Quantenphysik in den 1920ern ging man einen Schritt werden. Nun sprach man von der Superposition des Lichts. Licht war nun weder Teilchen noch Welle, es war keines von beidem, denn erst die Messung/Beobachtung legte fest, ob ich die Wellennatur oder das Teilchenbild des Lichts wahrnehme. Erst die Wahl die Experiments entscheidet, davor ist das Licht gewissermaßen so unbestimmt wie Schrödingers Katze - lebendig und tot bzw. Teilchen und Welle.


    Mit Feynmans QED löste sich der Dualismus schließlich auf, denn endlich ließen sich mit einer einzigen Theorie alle Eigenschaften des Lichts beschreiben. Die beobachtbaren Teilchen- und Wellen-Phänomene in unserer makroskopischen Welt sind seitdem quantenphysikalisch allein komplett mit dem Teilchenbild erklärbar - selbst Beugung, Brechung, Reflexion usw.

  • Moin,
    tja, was das Licht nun an sich ist, ist denke ich, eine offene Frage im Grenzgebiet zwischen Physik und Philosophie. Ich bin mir nicht sicher, ob man deinen letzten Satz wirklich so schreiben kann, denn die QED ist erstmal "nur" eine Quantisierung der maxwellschen Gleichungen. Das dumme, wirklich verdammt peinliche an der ganzen Quantengeschichte ist, dass die Theorie keine "natürliche" Interpretation mit liefert. Man darf nicht zuviel auf so Dinge wie virtuelle Teilchen und diesen ganzen Schmodder geben. Sicherlich, das Konzept ist ungeheuer nützlich, die gesamte moderne Welt basiert auf so etwas.
    Aber, und das ist, je nach Sichtweise entweder ein großes aber oder ein bedeutungsloses Detail, es ist nur eine Beschreibung. Man kann sich auf den Standpunkt stellen und sagen: Egal, es funktioniert, es kommt mehr oder weniger das heraus, was ich auch messe, passt! Oder man stört sich an der Unschönheit und der Unvollständigkeit der Theorie. Sie liefert keine Erklärung! Gut, das tut keine physikalische Theorie, aber bei den unintuitiven Sachen merkt man das besonders.


    Vielleicht kann man sich das so vorstellen: Ein Feynman-Diagramm ist wie eine U-Bahn-Karte. Eine stark vereinfachte Abstraktion einer Stadt, die nicht mit der Stadt identisch ist und auch nur den kleinen Bruchteil an Informationen zeigt, für die sie erstellt wurde. Darüber hinaus ist sie als Karte völlig falsch.



    Ich bin der Meinung, man muss leider bei der völlig unbefriedigenden Antwort bleiben, das Licht Subjekt der Quantentheorie ist und deshalb mal wie das erscheint, was wir uns unter Teilchen vorstellen und mal wie das, was wir uns als Welle vorstellen.

  • Hallo auch von meiner Seite,


    Im Bereich der Physik bin ich zwar nicht taetigt, aber ich kann dir zu diesem Thema folgendes sagen:


    In einem Vortrag bei Mediendom habe ich gelernt dass langwelliges Licht immer laenger braucht bis es bei der Erde ankommt als kurzwelliges Licht, weshalb wir bei einem Blick in den Himmel auch immer in die Vergangenheit blicken.
    Das gleiche passiert z.b. auch mit der Ultravioletten Strahlung die vom Sonnenlicht ausgeht und manchmal in Verbinding mit Fluessigkeit gebrochen ist.


    Der Grund dafuer dass kurzwelliges
    Licht viel schneller ist als langwelliges ist folgender:
    Langwellige Lichtstrahlen bilden im Dauerprozess schlingende Schleifen die von oben nach unten wandern, wodurch sie Umwege bauen. Langwelliges Licht hingegen hat eine neutrale und ebenwuerdige Flaeche die einfach gerade aus laeuft und demnach natuerlich auch viel schneller ist.


    In der Schweiz gibt es auch einen riesigen Teilchenbeschleuniger der sekuendlich Urknaelle entstehen laesst, weil die Atome dort mit Lichtgeschwindigkeit aufeinanderstossen. Dadurch wurden auch schon viele wertvolle Erkenntnisse ueber die Urknalltheorie gewonnen.
    Von der Wahrnehmung her kann uns das Licht deshalb auch mal einen Streich spielen und optische Illusionen bilden, z.B. dass die Pupillen in unseren Augen.geblendet werden.[:)]


    Lichtende Gruesse von mir[8D]

  • <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Fraktalia</i>
    <br />In einem Vortrag bei Mediendom habe ich gelernt dass langwelliges Licht immer laenger braucht bis es bei der Erde ankommt als kurzwelliges Licht, weshalb wir bei einem Blick in den Himmel auch immer in die Vergangenheit blicken.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    Da sage ich jetzt mal "Nein". Der Grund, warum wir sagen, dass wir in die Vergangenheit blicken, sind die grossen Distanzen, die das Licht überbrücken muss, um uns zu erreichen. Beispiel Andromedanebel: Das Licht, das uns jetzt erreicht, wurde vor 2.5 Mio Jahren ausgesendet. Für uns ist es 2.5 Mio Jahre alt, weswegen wir Licht aus der Vergangenheit sehen.

  • Sorry, Laura, aber so kann ich das nicht stehen lassen.
    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">
    In einem Vortrag bei Mediendom habe ich gelernt dass langwelliges Licht immer laenger braucht bis es bei der Erde ankommt als kurzwelliges Licht, weshalb wir bei einem Blick in den Himmel auch immer in die Vergangenheit blicken.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    Der Blick in den Himmel ist IMMER ein Blick in die Vergangenheit und hat nichts mit der Wellenlänge/Farbe des Lichts zu tun. Der Grund ist ganz einfach die endliche Lichtgeschwindigkeit, die uns bei der Sonne 8 Minuten, beim Mond 1 Sekunde und bei unserem Spiegelbild 1 Nanosekunde in die Zeit zurückschauen lässt. Das hat nichts mit der Farbe zu tun.


    Außerdem muss ich deinen ersten Satzteil korrigieren. Das Licht hat im Vakuum IMMER die gleiche Geschwindigkeit von 300.000 km/s, egal ob rotes oder blaues Licht. Erst in einem Medium wie Glas ändert sich das. In Glas ist rotes Licht schneller unterwegs als blaues, nicht umgekehrt wie du es geschrieben hast.
    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Das gleiche passiert z.b. auch mit der Ultravioletten Strahlung die vom Sonnenlicht ausgeht und manchmal in Verbinding mit Fluessigkeit gebrochen ist.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    Das bezieht sich nicht nur auf UV-Licht. Jede Art von Licht wird in einer Flüssigkeit gebrochen, weil es eine allgemeine Eigenschaft des Lichts ist.

  • Hallo Nico,
    als Physiker würde ich sagen dass man deinen ersten Beitrag so stehen lassen kann. Die QED ist zwar nicht allein auf Feynman zurückzuführen, aber er hatte einen großen Anteil daran.
    (==&gt;)Laura: Ich hoffe mal im Inetresse des Mediendoms dass du da nur was durcheinander gebracht hast...
    Grüße, Markus

  • Moin Markus,
    du scheinst ja Ahnung zu haben, kannst du mir dann erklären, wie man in diesem Rahmen Interferenzphänomene erklären kann? Ich stelle mir beispielsweise solche Dinge wie Doppelspalt und dessen Erben je nach Setup relativ schwierig durch teilchenartigen Beschreibungen darstellbar vor.

  • Hallo Jonas,
    ohne Formeln ist das etwas schwer zu erklären, aber ich versuchs mal.
    Stell dir einen Doppelspalt vor den du immer nur mit einem einzelnen Photon nacheinander bestrahlst. Wenn du misst welchen Spalt die Photonen nehmen wirst du keine Interferenz sehen. Wenn du aber "nicht hinsiehst" kommt ein Interferenzmuster zustande.
    Da kommt der Herr Heisenberg mit seiner Unschärferelation ins Spiel. Solange du nicht weiß wo das Photon ist, kann es quasi überall sein (superposition)und mit sich selbst interferieren (stoßen). dadurch bekommt man besagtes Interferenzmuster.
    Das Galtonbrett ist schon eine ganz gute Analogie, allerdings müsste man zur Veranschaulichung von Interferenz mehrere Kugeln gleichzeitig durchlaufen lassen.
    Gruesse, Markus

  • <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Solange du nicht weiß wo das Photon ist, kann es quasi überall sein (superposition)und mit sich selbst interferieren (stoßen). dadurch bekommt man besagtes Interferenzmuster.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    Hallo,


    hat nicht auch Feynman die Superposition des Lichts mit dem Satz anschaulich gemacht, dass Licht keines von beidem, weder Welle noch Teilchen, ist? Bis zur Messung ...

  • Moin,
    wie gesagt, ich finde es sehr schwer, von Formeln, die mehr oder weniger funktionieren, auf irgendwas Anschauliches zu schließen.
    Was du da zum Doppelspalt beschrieben hast ist ja Standradquantenmechanik. Ein Photon, das mit sich selbst interferriert, macht als Teilchen keinen Sinn, als Welle schon eher, deswegen auch meine vorsichtige Formulierung "Teilchen, wie wir sie uns vorstellen", ich denke da in die
    Richtung verdammt kleine geladene/ungeladene Billiard-Kugeln. Beim Doppelspaltexperimnt zeigt sich ein Wellencharakter, den man natürlich auch statistisch interpretieren kann, aber es gibt ja selbst dann, wenn man einzelne Elektronen oder Photonen durschießen würde, ein interferenzartiges Muster..
    Das ist in der StandardQM berechnenbar, sehr schön, aber der Formalismus macht keine Aussage zum "Ding an sich".


    Bei der QED frage ich mich, ob es in die Richtung eine explizite Aussage gibt, etwas was diese Vorgänge so beschreiben kann, dass sich eine "natürliche" Interpretation ergibt.


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Solange du nicht weiß wo das Photon ist, kann es quasi überall sein (superposition)[...].<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    Also das erscheint mir selbst auf der Quantenebene eine Tautologie[?] Wenn ich nicht weiß, wo es ist, weiß ich nicht wo es ist.
    Heisenberg besagt doch, dass, wenn der Ort bekannt ist, die Unsicherheit im Impuls unendlich wird (oder jeweils andere nichtverträgliche Observablen). Der Orstoperator sollte aber mit sich selbt verträglich sein. Von daher folgt auf diese Weise eben, dass, wenn ich nicht weiß wo das Photon (Elektron, ..) ist, der Impuls scharf bestimmt ist.


    Insgesamt strapaziert dies das Teilchbild so sehr, dass es mir so erscheint, als dass hier einfach ein Label geändert wurde. Mit sich selbst interferrieren -&gt; mit sich selbst stoßen. Bleibt trotzdem der gleiche Vorgang, den eben ein ha "klassisches" Teilchen nicht ausführen kann.


    Sicherlich kann man den Teilchenbegriff soweit verbiegen, das macht vielleicht rein technisch auch sehr viel Sinn, man denke nur an den Zoo von Anregungen in Festkörpern, Löcher etc. aber für die Frage nach der Natur hilft das nicht viel weiter.

  • Was ich noch ueber das Licht sagen kann ist dass es der Ursprung aller Farbe ist, die entstehen wenn Licht auf Atome prallt.


    Je nachdem wie stark die Materie durchlaesst oder wieder abgibt kommt dabei der Farbton heraus. Schwarz ist die einzige Farbe die kein Licht zurueck gibt, hingegen weiss laesst Licht voellig abprallen. Das weiss ich von Buechern wie "Vor dem Urknall" oder einem Referat ueber Farben im Computermuseum Kiel.


    Das was genau ist Licht eigentlich wenn es kein Leuchten ist?
    Vielleicht die Zeit selbst oder sich in Prothonen eingenistete Elemente?

  • <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Das was genau ist Licht eigentlich wenn es kein Leuchten ist?
    Vielleicht die Zeit selbst oder sich in Prothonen eingenistete Elemente?<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Ist jetzt hier Märchenstunde ?

  • Hallo Fraktalia,
    Für einige Zwecke ist es günstig, Licht als Welle zu beschreiben. Dieser Welle kann man eine Wellenlänge und eine Frequenz zuordnen. Das bedeuet im Falle des Lichtes, auf welcher Länge sich das Verhalten des elektrischen und magnetischen Feldes wiederholt.
    Wenn ich jetzt eine Lampe habe, die weiß ist, dann wird Licht des sichtbaren Spektrums, also alles mit Wellenlänge etwa zwischen 250nm und 750nm, abgegeben, so das jede Wellenlänge in etwa gleich stark leuchtet. Wenn ich nun Farbe haben will, dann muss ich aus diesem Wellenlängengemisch etwas herausnehmen, so dass sich der Rest nicht mehr zu weiß ergibt.


    Was du meinen könntest ist folgendes: Wenn ich eine Pflanze mit weißem Licht bestrahle, dann erscheint sie grün, weil grün die einzige Farbe, der einzige Wellenlängenbereich, ist, den das Pflanzenmaterial nicht absorbieren kann. Das grüne Licht wird reflektiert, alles andere bleibt in der Pflanze stecken. Ein rot lackierter Tisch erscheint uns rot, weil alles andere Licht absorbiert wird, nur das rote Licht wird reflektiert.
    Diesen Effekt sieht man übrigens ganz gut, wenn man ein grünes Blatt nur mit orangem Licht bestrahlt, es erscheint dann recht schwarz.
    Naja, und wenn alles aus dem sichtbaren Spektrum absorbiert wird, dann wird nicht mehr reflektiert, kein Licht erreicht das Auge und der Gegenstand erscheint schwarz.

  • Ja gerade habe ich in einem wertvollen Dokumentarfilm noch weitere Erkenntnisse ueber das Licht geschoepft.


    Z.B. dass Newton, Herschel und Frauenhofer mit Hilfe eines Prismaglas und der Messung von Licht erforscht haben was es mit den Regenbogenfarben und der Ultravioletten Strahlung auf
    sich hat.


    Denn Farben haben auch unterschiedliche Tempraturen, je nachdem wie sie vom Sonnenlicht auf die Materie fallen.


    Die Molekuehle der Farben die in sich schwingenden Atomen in duennen Linien im Kosmos entstehen und eine lange Strecke zurueck legen bis sie die Erde erreichen sind auch das Ergebnis von Energielaufbahnen die in diesem inneren Minikern der Atome und des dazwischen liegenden Vakuums vollzogen werden.


    Diese Entdeckung wurde von Frauenhofer mit Hilfe eines Prismas gemacht das er vor ein Teleskop gehalten hat. Er sah viele Regenbogenfarbige Linien und fragte sich woher sie kommen. Daraufhin stiess er auf die besagten Atome im Weltraum die in unterschiedlicher Energie die Farben aussenden.


    Wenn man einen Raum bis auf einen winzigen Raum verdunkelt erkennt man als Sehender dass das Licht eine gerade Linie aufweist. Haelt man ein Prisma dagegen erscheint ein Regenbogen. Das Licht kreuzt sich um an einem bestimmsten Punkt anzukommen, sowie es auch bei der Brennweite eines Teleskopes der Fall ist. Durch diesen Effekt kann dann auch UV- Strahlung durch ein Teleskop hindurch dringen. Wie wir Farben wahrnehmen haengt also von der Energieveteilung des Lichts und der Atome ab.


    Auch gab es mal im alten China einen Wissenschaftler der sich viel mit Licht und Farbe beschaeftigt hat und sogar Filme erfand, indem er Objekte aneinander reihte und mit Hilfe eines Prismaglases das Licht reflektierte. Das ist total spannend.

  • Hallo Laura,


    dann will ich nochmal kurz versuchen, deine etwas wirren Sätze für dich einfacher zu formulieren.
    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Z.B. dass Newton, Herschel und Frauenhofer mit Hilfe eines Prismaglas und der Messung von Licht erforscht haben was es mit den Regenbogenfarben und der Ultravioletten Strahlung auf
    sich hat. <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    Ich weiß zwar nicht was du mit dem ultravioletten Licht meinst, aber das hat mit den drei Herren eigentlich nichts zu tun. Die ultraviolette Strahlung wurde 1801 von Johann Wilhelm Ritter entdeckt. Ein Jahr zuvor hatte Herschel die infrarote Strahlung entdeckt.
    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Denn Farben haben auch unterschiedliche Tempraturen ...<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    Genau, deshalb sind z.b. auch rote Sterne (Beteigeuze im Sternbild Orion) kühler als blaue Sterne (Rigel im Sternbild Orion).
    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">
    Die Molekuehle der Farben die in sich schwingenden Atomen in duennen Linien im Kosmos entstehen und eine lange Strecke zurueck legen bis sie die Erde erreichen sind auch das Ergebnis von Energielaufbahnen die in diesem inneren Minikern der Atome und des dazwischen liegenden Vakuums vollzogen werden.


    Diese Entdeckung wurde von Frauenhofer mit Hilfe eines Prismas gemacht das er vor ein Teleskop gehalten hat. Er sah viele Regenbogenfarbige Linien und fragte sich woher sie kommen. Daraufhin stiess er auf die besagten Atome im Weltraum die in unterschiedlicher Energie die Farben aussenden.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    Fraunhofer hat sich zwar sehr viele Experimente zum Regenbogenlicht hinter dem Prisma (Spektrum genannt) und den dünnen schwarzen Linien darin, den Spektrallinien, durchgeführt, aber von Atomen/Elementen hatte er noch keine Ahnung. Dass die Linien auf Elemente wie Eisen, Kalzium und Magnesium zurückzuführen sind, entdeckten erst um 1860 der Chemiker Bunsen und Physiker Kirchhoff. Jede Linie im Spektrum konnte nun zu einem bestimmten Element zugeordnet werden. Um 1915, also vor 100 Jahren, konnten schließlich Physiker erstmals genau beschreiben, wie die Spektrallinien durch Sprünge von Elektronen, die sich um einen Atomkern bewegen, entstehen.
    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Wenn man einen Raum bis auf einen winzigen Raum verdunkelt erkennt man als Sehender dass das Licht eine gerade Linie aufweist. Haelt man ein Prisma dagegen erscheint ein Regenbogen. Das Licht kreuzt sich um an einem bestimmsten Punkt anzukommen, sowie es auch bei der Brennweite eines Teleskopes der Fall ist. Durch diesen Effekt kann dann auch UV- Strahlung durch ein Teleskop hindurch dringen. <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    Man kann auch vereinfacht sagen: Lässt man einen dünnen Lichtstrahl in einem völlig abgedunkelten Raum auf ein Prisma fallen, so fächert er das weiße Sonnenlicht in seine Spektralfarben/Regenbogenfarben auf und mit einem Fernrohr lassen sich darin die Spektrallinien beobachten. Weshalb dadurch ultraviolettes Licht in ein Teleskop gelangen soll, verstehe ich nicht. UV-Licht ist wie intfrarotes Licht oder sichtbares Licht doch sowieso überall. Da brauche ich kein Prisma oder Teleskop.

  • Hallo Fraktalia,
    nichts für ungut, aber ich habe das Gefühl, dass du die physikalischen Grundlagen nicht so ganz verstehen willst/tust.


    (==&gt;)Farbtemperatur:
    Für den Laien verwirrend, denn es gibt unterschiedliche Deutungen, wenn von Farbtemperatur geredet wird.


    Bei Lampen/Leuchten und auch beim Einstellen am Computermonitor spricht man von Farbtemperatur und meint damit, wie "warm" oder "kalt" der Farbmix abgestimmt werden soll. Man nimmt dabei Bezug, wie weisses Licht eigentlich aussehen soll. Die präzise Angabe ist hierbei: Weisslicht bei xxx Kelvin. Hintergrund ist, dass weisses Licht nicht immer gleich weisses Licht ist. Genauso wenig, wie weisse Farbe (z.B. für den Hausanstrich) gleich weisse Farbe ist.


    Physikalisch steckt dahinter eine Eigenschaft von Licht. Während der Laie der Meinung ist, dass "helles" Licht weisser ist als weniger "helles" Licht - der Physiker spricht von Intensität (z.B. Superhelle LED-Fahrradlampe versus alte Glühlampen-Funzel), gilt letztlich eine andere Regel, wie sich Energie/Leistung tatsächlich auswirkt.
    Man hat nämlich festgestellt, dass wenn man einen sog. "schwarzen Körper"** einfach erwärmt, dann fängt er abhängig von der Temperatur irgendwann an zu "glühen". Zuerst nur als Wärme spürbar (wie die Heizplatte am Herd), dann "rotglühend", bei hohen Temperaturen "weißglühend", bei noch höheren Temperaturen "im Auge brennend weißglühend".


    Physikalisch verschiebt sich die Farbe bei steigender Temperatur vom infraroten zum sichtbaren bis hin zum ultraviolettem Licht (die Wellenlängen werden immer kürzer). Dabei wird der erhitzte Körper auch immer "heller". Das Ganze nennt man "Schwarzkörper-Strahlung", und die ist im realen Leben an vielen Stellen vorhanden, ob der Lichtbogen beim Schweissen, bei der Glühlampe, am Lagerfeuer in der Glut, überall gilt dieses Gesetz. Und daraus abgeleitet gibt es die sog. Farbtemperatur. Die wichtigste Farbtemperatur ist übrigens das "Weiss" der Sonne bei ca. 5500 Kelvin, weil daran orientiert sich der Mensch wohl am meisten und das empfinden wir deshalb als das weisseste "weiss".


    (==&gt;)Farben, Moleküle:
    Die Wellenlängen für sichtbares Licht werden durch Molekülschwingungen hervor gerufen. Das ist der Regelfall. Aber wie genau, da befinden wir uns mitten in der Chemie und Quantenphysik. Vereinfacht, jedes Atom und auch mehrere verbundene Atome (=&gt;Molekül) schwingt auf bestimmten Resonanzfrequenzen wie eine Klaviersaite. Man muss sie dazu nur entpsrechend anstupsen (erregen), dann senden sie Licht auf genau diesen Resonanzfrequenzen aus. Im nach dem Farbsprektrum zerlegten Licht (z.B. durch ein Prisma), sieht man dies dadurch, dass es nur schmale Linien sind, die entweder überhaupt aufleuchten oder die im weißen kontinuierlichen Spektrum durch Absorption (Verbrauch, weil damit die Atome/Moleküle erregt wurden) dann dunkel sind. Fraunhofer war der erste, der die feinen Linien im Sonnenspektrum sah.


    Es gibt auch auch andere Methoden um elektromagnetische Wellen (Licht ist davon nur ein schmaler Teil) zu erzeugen: Bekannt sind zum Beispiel Radiowellen durch eine Senderantenne für Radio, Funk, Fernsehen oder Radar/Mikrowellen über sog. Magnetrone oder Röntgenstrahlen in einer speziellen Röhre, Gammastrahlen bei Atomkernspaltungen oder als astronomisches Ereignis. In all diesen Fällen schwingen keine Möleküle, sondern einzelne Elektronen oder Atomkerne bzw. was davon übrig bleibt.


    (==&gt;)Prisma, Regenbogen:
    Ein Prisma erzeugt kein Regenbogen, sondern zerlegt das Licht nur in sein Spektrum. Der oder besser die Regentropfen eines Regengebiets machen das Gleiche, sind aber rund. Wenn man das Regengebiet aus einem bestimmten Winkel zur Sonne betrachtet, dann summieren sich diese Einzelspektren der Tropfen zu einem Regenbogen (das Ganze ist im Ergebnis nur abhängig vom Betrachtungswinkel (Winkel zwischen Sonne Regengebiet und Betrachter), der vom Flugzeug sogar als kompletter Kreis zu sehen sein kann. Die Farbzerlegung geschieht in den Tropfen und im Prisma aufgrund der sog. Lichtbrechung, wenn das Licht durch diese eintritt und wieder austritt. Auch dahinter verbirgt sich wieder Physik vom Feinsten. Im Ergebnis wird der Effekt von jeder Linse, Lupe und von jedem Teleskop genutzt. Der "Regenbogeneffekt", dass die einzelnen Farben (Wellenlängen) unterschiedlich stark gebrochen werden, wird dabei teilweise auch verflucht, weil z.B. beim Teleskop absolut unerwünscht. Anders dagegen beim Kaleidoskop mit seinen Farbenspielen.



    - - -
    **Das ist ein idealisiertes Stück Material, dass beim Erhitzen nicht verbrennt und von sich aus kein Licht ausstrahlt, also schwarz erscheint: Stell dir ein Klumpen unbrennbare Kohle vor oder Kohle unter Sauerstoffabschluss, so dass sie nicht brennen kann.

  • <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: OnkelBenz</i>
    <br />Weil's gerade sehr gut passt:
    http://www.golem.de/news/quant…teilchen-1503-112728.html
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    So wie ich das sehe, habe die eine (durch Licht angeregte) stehende Welle in einem (Nano-)Draht mit Hilfe von vorbeifliegenden Elektronen nachgewiesen, indem sie das Muster der Elektronen geschickt aufgezeichnet haben. Aber nicht das Licht fotografiert.


    Nichts für ungut - was den Welle-Teilchen-Dualismus angeht, ist jedes Bild in mindestens einer Hinsicht falsch - sogar das mit dem Galton-Brett. Der Dualismus selbst im Doppelspaltexperiment ist nicht leicht aufzuklären. Gut erklärt ist das IMHO z.B: hier: https://de.wikipedia.org/wiki/…Das_Doppelspaltexperiment
    Dasselbe Experiment zeigt Eigenschaften von beidem! Die Quantenmechanik erklärt das ganz gut mit Hilfe von Erwartungswerten und Wahrscheinlichkeiten. Für das einzelne Photon hingegen ist nach meinem Kenntnisstand allerdings immer noch nicht klar, warum es den Film jetzt nun genau an dieser Stelle schwärzt (und seine Energie dort konzentriert) und nicht nebenan, wo ggf. die Wahrscheinlichkeit höher wäre.

  • <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">So wie ich das sehe, habe die eine (durch Licht angeregte) stehende Welle in einem (Nano-)Draht mit Hilfe von vorbeifliegenden Elektronen nachgewiesen, indem sie das Muster der Elektronen geschickt aufgezeichnet haben. Aber nicht das Licht fotografiert.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    Sehe ich auch so. Auch in dem frei verfügbaren Paper "Simultaneous observation of the quantization and the interference pattern of a plasmonic near-field" wird ebenso wenig von Licht gesprochen, vielmehr ist die Rede von Polaritonen.

  • Durch eure Hilfe habe ich wieder wertvolle Erkenntnisse ueber Farben erlangt.
    Vielen herzlichen Dank dafuer!
    Daher gibt es von mir fuer eure lobenswerte Muehe einen Doppelsmiley!
    [:)][:)]

  • (==&gt;)starrookie:
    Es tut mir Leid, aber hier muss ich pedantisch sein [:D]: Die Quantenmechanik erklärt gar nichts. Sie beschreibt Vorgänge, man bekommt am Ende Ergenisse, die man beobachten kann. Aber man bekommt keine Erklärung, wie es zu diesen Ergebnissen kommt. Man hat ja nichtmal eine gute "Erklärung", was dieses ominöse Psi, die Wellenfunktion nun eigentlich ist.
    Ich will hier nicht sagen, dass die "Wissenschaftler falsch liegen", das pöse Establishment und so. Ich nutze diese Ergebnisse ja selber und wende sie an. Nur denke ich, dass die im Moment verwendeten Deutungen und Interpretationen, obwohl sehr nützliche-keine Frage-, keine endgültige Erklärungen sind.
    Gerade solch genialen Werkzeuge wie die Feynman-Diagramme, wenn ich richtig informiert bin, eine visuelle Methode, eine Reihenentwicklung durchzuführen, reizen dazu, mehr in ihnen zu sehen, als eigentlich da ist.


    Auch die klassische Physik erklärt nichts, aber da sind uns die Vorgänge im weitesten Sinn intuitiv klar, wir können uns sehr gut vorstellen, wie sich Massepunkte und Körper bewegen, auch wenn es manchmal, beispielsweise bei Kreiseln, viel Hirnschmalz braucht, aber _im Prinzip_ geht das schon klar. Wir könnten die Vorgänge auch in natürlicher Sprache ausdrücken, was nur sehr ineffizient wäre.


    Zu dem zitierten Paper:
    Da wird schon auf Grundlagen aufgebaut, die Bilder für Dinge sind, die man sich eigentlich nicht vorstellen kann. Fängt schon bei so Dingen wie "Löchern" an. Man ist recht schnell überzeugt, das Konzept des Loches ist nützlich, obwohl es dieses Teilchen nicht gibt. Schlimmer wird es dann mit den komplizierteren Elementaranregungen in Festkörpern. Sicherlich eine spannende Arbeit, die zeigt, dass die Theorie insoweit die richtigen Ergebnisse liegert, aber einer natürlichen Interpretation ist man damit leider nicht näher...

  • Hallo,


    danke für das Nature Paper, damit habt ihr mir sehr geholfen!


    Das Bild zeigt meiner Meinung nach nur indirekt Licht. Was man da sieht nennt sich Oberflächenplasmonpolariton oder auf Englisch surface plasmon polariton (spp).
    Dazu braucht man eine Metall( oder Halbleiter) - Isolator Grenzfläche. Das Licht welches durch den Draht propagiert kann man ja als elektromagnetische Welle auffassen. Diese hat einen elektrischen Feldanteil, welcher die Elektronen zu Schwingungen anregt. Diese Elektronenschwingungen kann man gemäß Welle- Teilchen- Dualismus auch als Quasiteilchen auffassen und man nennt sie Oberflächenplasmonen. Solche bewegten Ladungen erzeugen aber wieder ein elektromagnetisches Feld (Maxwell- Theorie), welches wiederum mit den Elektronen wechselwirkt (an die Plasmonen koppelt).


    Dieses ganze Konstrukt nennt man dann Oberflächenplasmonpolariton (ebenfalls ein Quasiteilchen). Der Witz ist, dass der ganze Spaß durch das im Nanodraht propagierende Lichtfeld angeregt wird, man hat also maximal indirekt das Lichtfeld abgebildet. Das ist aber nicht schlimm, der Welle- Teilchen- Dualismus wird schon am SPP deutlich.


    Wegen der Natur des Lichtes: Meistens sagt man, dass Welle und Teilchen 2 Seiten ein und derselben Medaille ist. Und die Medaille heißt Quantenobjekt. Die übliche physikalische Beschreibung dafür liefert die Quantenmechanik. Dazu hat Erwin Schrödinger einer Wellengleichung für Teilchen gesucht und gefunden. Das ist also und da muss ich Jonas recht geben, erstmal nur eine physikalische Theorie. Wie man die Ergebnisse physikalischen interpretieren soll, darüber hat man sich in der Kopenhagener- Deutung Gedanken gemacht. Die ist heute weitgehenend akzeptiert und wird auch so gelehrt, es gibt aber auch andere Deutungen und/oder Formulierungen der Quantenmechanik wie z.B. die De- Broglie- Bohm- Theorie (http://de.wikipedia.org/wiki/De-Broglie-Bohm-Theorie).


    Wenn man sich z.B. mal das Licht im Geiste der Kopenhagener- Deutung anschaut (im Ortsraum):
    Man beschreibt das Licht dann also als Photon (Teilchen) welches eine Wellenfunktion besitzt(|Y&gt; ). Diese Wellenfunktion ist eine Lösung der Schrödingergleichung (die fällt vom Himmel in der Quantenmechanik). Die Wellenfunktion selber ist komplex und hat keine physikalische Bedeutung, ihr komplex-konjugiertes ( |Y&gt;*|Y&gt; ) ist aber ein Maß für die Wahrscheinlichkeit, dass sich das Teilchen an einem Ort auffällt. Diese Aufenthaltswahrscheinlichkeit hat mathematisch die Form einer Welle (deswegen Wellenfunktion). Das hat man aber schon im Ansatz so gewollt! Genauso hat Erwin Schrödinger seine Gleichung auch aufgebaut. Er hat eine Formel gesucht, für die experimentelle Beobachtung das Licht sowohl Welle als auch Teilchen ist.


    Licht in diesem Sinne ist also ein Teilchen (Photon), was eine Aufenthaltswahrscheinlichkeit hat die wellenförmig ist.


    Vermutlich hat das alles schonmal irgendwo gestanden in diesem Thread. Ich hab nur ein bisschen den Überblick verloren [:D]


    Grüße

  • Gerade habe ich ueberlegt was sich
    wohl hinter dem Licht verbergen koennte. Dies ginge nur wenn ein Teilchen schneller waere als das Licht.
    Zwar heisst es dass nichts schneller sein kann als das Licht, aber wenn selbst das Licht vom schwarzen Loch verschlungen werden kann muss dieses ja schneller sein.
    Und in dieser Raum- Zeitkruemmung, sowie es sich auch anhand der Relativitaetstheorie erforschen laesst, koennen dann vielleicht die Teilchen die sich in einem schwarzen Loch bewegen an einem anderen Universum wieder rauskommen, vielleicht in einem Paralleluniversum oder einer anderen Dimension, wer weiss.

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