Blick in die Vergangenheit

ins#1

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da bin ich mir aber alles andere als sicher.

Ich habe allerdings nach meinem letzten Beitrag und einem kurzen Abstecher auf den Balkon mit einem Blick in den klaren aber monderleuchteten Nachthimmel erst die eigentliche Konsequenz des sich entfernenden Bildes verstanden. Die Photonen werden dann nur entlang der Sichtlinie gedehnt und es findet keine Vergrößerung statt. Die Frage ist dabei aber, ob das nicht zu sehr vereinfacht ist. Weil,

Was wir heute sehen, ist die Realität von vor X-Jahren! Jede Interpretation, 'Damals war es so, also müssen wir es heute so sehen' ist von vorne herein falsch (Prinzip der Gleichzeitigkeit).
gilt das Prinzip der Gleichzeitigkeit auch noch bei Raumexpansion? Schließlich sehen wir das Licht nicht einfach so, wie zum Zeitpunkt der Aussendung (nur eben in unserem Jetzt), wir sehen es auch rotverschoben und verlangsamt. Und für das Licht selbst, bezogen auf Einsteins Ritt auf dem Lichtstrahl, was so schön die Relativität der Gleichzeitigkeit aufzeigt, passiert auch tatsächlich was - es verliert an Energie, die an die Verlangsamung der Expansion abgegeben wurde. Und das in "allen Richtungen" - oder nicht? Nur kann ich damit nicht argumentieren wenn ich mich doch eigentlich auf die QT beziehe. Wie gesagt, ich vermute dass ich irgendwo einen Denkfehler habe - nur noch nicht gefunden.

Gruß
ins#1
 

MichaMedia

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@ins#1
Vielleicht hilft dort eine optische Bank, benutze eine Pararelle-Quelle und davor eine Zerstreungslinse, welche die Expansion aufzeigt, dann ein Objektiv um diese Quelle einzufangen, du wirst sehen, das nicht alle Strahlen eingefangen werden können, sondern nur ein geringer Teil, aber dass das Abbild in der Größe unverändert ist.
Klar gesagt ändert sich nicht die optische Eigenschaft, sondern nur die Auflösung, bzw. Intensität/Helligkeit.
Nicht das optische Bild wird größer, sondern es wird schwächer, ähnlich der Rotverschiebung.
Auf recht koplexer Art könnte man auch meinen, das dieses Bild größer wird, wenn man es in Pixel sehen würde, nur jedes Pixel kommt recht oft vor, so das man auch immer ein klares Abbild bekommt.
Ist etwas schwer zu erklären, wenn Du es nicht verstehst, zeige ich das gerne mal an Hand einer Zeichnung.

Leichter zu verstehen, wer z.B. folgendes, das optische Bild befindet sich auf dehnbares Material, durch die Expansion ist dieses Bild nun auseinander gezogen, die optische Achse bleibt dabei ja erhalten, Du nimmst keine Quadratpixel mehr wahr, sondern verzogene Linien, die verzogene Linien ist gleich der Rotverschiebung, wobei das Material aber nicht Frontal zu trifft, sondern ausgehend von der optischen Achse Kegelförmig, wenn man drauf schaut, somit erhälst Du das Bild in der optisch richtigen Größe, aber eben in den Spektrallinien verzogen (Rotverschoben) und mit wesentlich weniger Intensität.

Hm, geht eigentlich noch einfacher, die Energie des Lichts nimmt zum Quadrat ab, kennst Du, bei der Expansion gehts schneller, wenn ich hinter einem TFT eine starke Lichquelle setzte, oder ein Overheadprojektor, so wirft er mit einer Linse ein großes Bild zu mir, schaue ich aber direkt im Strahlengang, sehe ich die orginale Größe, wechsel ich das Objektiv gegen eine Zerstreuungslinse aus, erhalte ich kein großes Bild mehr auf mich, sondern weniger Licht von der Quelle, blicke ich den Strahlengang, sehe ich noch immer das TFT aber schwächer, von der Leistung her.

Gruß Micha.

Sorry für dieses Geschreibsel, ich bin noch nicht richtig wach.
 

laesterer

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>Außerdem kommt es darauf an, für wie verläßlich man die Rotverschiebung der Spektrallinien als Entfernungsangabe hält.

Gar nicht weil das Licht durch Staub und dunkle Materie abgeschwächt und verfälscht wird,es wird immer davon ausgegangen,daß der Raum zwischen den Galaxien wirklich leer ist,was aber nicht der Fall sein dürfte!Es ist eher Wahrscheinlich,daß wir "nur" 6-7 mrd LJ sehen!
 

Orbit

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laesterer
Mit dieser Behauptung, welche Du Dir da aus den Fingern gesogen hast, stehst Du allein auf weiter Flur. Falls Du hier angetreten bist, das Erbe des gesperrten mmgarbsen anzutreten, sei an dieser Stelle freundlicherweise darauf aufmerksam gemacht, dass Du solches Zeug, wenn überhaupt, nur im Unterforum gegen den Mainstream behaupten darfst.
Orbit
 

ins#1

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Erstmal Danke für Deine Antwort, Micha. Entschuldige bitte meine verzögerte Antwort.

Ist etwas schwer zu erklären, wenn Du es nicht verstehst, zeige ich das gerne mal an Hand einer Zeichnung.
Ich denke dass ich Deinen Versuchsaufbau einer optischen Bank ganz gut nachvollziehen kann. Und wie du schon sagtest - genau betrachtet wird ein Bild durch die Streuung und der damit verbundenen Unschärfe schon größer. Zumindest glaube ich das. Bei der von mir vermuteten Zunahme der "Quantenunschärfe" handelt es sich aber um einen mikroskopischen Effekt, der zudem - deshalb auch meine Anspielung am Ende von Beitrag #47- durch die eigentliche Messung/Detektion des Photons, was diesem eine Position aufzwingt, praktisch nicht vorhanden sein sollte.

Ich muss kurz darauf eingehen wieso ich überhaupt die Idee einer Größenzunahme hatte (die natürlich sehr viel größer hätte ausfallen sollen, als ich mittlerweile glaube) und einige Fragen wiederholen, die sich mir immer noch stellen. Ich hatte so ein ähnliches Bild wie in deinem ersten Beispiel im Kopf. Angenommen man sähe eine ganze Galaxie nur in etwa 10*20 echten Pixeln im Detektor und würde glaube zu wissen, dass man einen bestimmten Typ von Galaxie sieht, den man als Standardlineal (wie -kerze) benutzen kann, wie weiß man dann, ob man beispielsweise die Photonen die vom linken und rechten Rand der Galaxie kommen, tatsächlich im Detektor gemessen hat und ob somit das Standardlineal überhaupt auf diese Galaxie in so ferner Vergangenheit anwendbar ist. Ist dann eine Umrechnung der tatsächlichen Größe per Strahlensatz überhaupt noch möglich?

An anderer Stelle des Forums wurde mal zu einem schön gemachten youtube-video des Doppelspalt-Experiments der Quantenphysik verlinkt, siehe Teil #1 #2 #3. Abgesehen von einem mir offensichtlichen Fehler, des dem Zuschauer sichtbaren blinkens der "Photonenkanone" obwohl diese einzelne Photonen auf den Schirm wirft, gibt es auch einige mir essentiell wichtig erscheinenden Dinge, auf die das Video keine Auskunft gibt. Die da wären:

- Welche Wellenlänge haben die Photonen?
- Wie groß ist der Abstand des Doppelspalts?
- Stehen diese beiden Parameter für den Ausgang des Experiments in irgendeiner Abhängigkeit?
- Und daraus folgend; ist die Unschärfe der Position eines Photons (in Superposition), wie sie schön animiert in dem Video direkt am Doppelspalt zu sehen ist, gar unabhängig von dessen Wellenlänge? Diese müsste schließlich sehr groß sein um ein einzelnes Photon gleichzeitig durch beide Spalte zu lassen. Ist die Visualisierung der Wellenfunktion (ohne zu wissen welche Energie jenes Photon hat) wenigstens halbwegs korrekt in der Animation wiedergegeben (siehe Ende Teil #1)?
Fragen über Fragen. Nützt mir leider nichts dass ich glaube mir einige Fragen selbst beantworten zu können, da ich mich bei sowas überhaupt nicht auf meine Intuition verlassen kann.

das optische Bild befindet sich auf dehnbares Material, durch die Expansion ist dieses Bild nun auseinander gezogen
Nun, gedehnt würde in dem Fall auch größer bedeuten. Das trifft es wohl nicht.

Hm, geht eigentlich noch einfacher, die Energie des Lichts nimmt zum Quadrat ab, kennst Du, bei der Expansion gehts schneller, wenn ich hinter einem TFT eine starke Lichquelle setzte, oder ein Overheadprojektor, so wirft er mit einer Linse ein großes Bild zu mir, schaue ich aber direkt im Strahlengang, sehe ich die orginale Größe, wechsel ich das Objektiv gegen eine Zerstreuungslinse aus, erhalte ich kein großes Bild mehr auf mich, sondern weniger Licht von der Quelle, blicke ich den Strahlengang, sehe ich noch immer das TFT aber schwächer, von der Leistung her.
Schönes Beispiel, aber m.E. nicht wirklich einfach auf das Universum zu übertragen.

Bin auf eure Antworten gespannt :eek:

Gruß
ins#1
 

MichaMedia

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Ich glaub ich verstehe jetzt was Du meinst, bzw. was Deine Frage ist.

Du meinst oder fragst, ob der Radius des Aufenthalts des Photons sich ebenfalls vergrößert mit der Raumexpansion, nein, warum werde ich mal genauer Erklären.

Man muß unterscheiden zwischen ein Photon und der EM-Welle, eine EM-Welle ist 2+ Photonen.
Ein Photon befindet sich auf einer Geraden das sein Feld bestimmt, dieses Feld ist wie gravitativ gebundene Systeme von der Expansion nicht betroffen, es nimmt nicht mal Raum ein, es bewegt sich nur im Raum.
Mehrere Felder in einer Reihe mit gleicher Achse beschreiben die EM-Welle, die Frequenz dabei ist Felder pro Sekunde wenn man es so beschreibt.
Diese Felder sind zu einander nicht gebunden und Bewegen sich nur in gleicher Richtung durch den Raum, da der Raum expandiert, vergrößern sich die Abstände zwischen den Feldern.
Da die Abstände größer werden, sinkt die Frequenz da weniger Felder pro Sekunde am Empfänger eintrifft, das Photon mit seinem Feld ändert sich nicht.

Im ersten Video habe ich nur mal ohne Ton rein geschaut und das ist recht krass dargestellt, ich schau mir alle drei heute Abend mal mit Ton an, vielleicht liegt Dein Missverständnis an einer falschen Warnehmung/Darstellung der EM-Welle, btw. Photon.

Gruß Micha.
 

mac

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Hallo Micha,

Da die Abstände größer werden, sinkt die Frequenz da weniger Felder pro Sekunde am Empfänger eintrifft, das Photon mit seinem Feld ändert sich nicht.
Ein einzelnes Photon hat eine (Emission)Wellenlänge. Diese Wellenlänge ändert sich (während es unterwegs ist) mit der Raumexpansion. Das hat nichts mit den Abständen mehrerer Photonen zu tun, dadurch ändert sich nur der Fluß, nicht die Farbe.

PET (Positronenemissionstomographie) z.B. separiert das Meßsignal vom Untergrundrauschen durch Energiediskrimination und durch Koinzidenzdiskrimination.
Herzliche Grüße

MAC
 

MichaMedia

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Hallo Mac,
Das hat nichts mit den Abständen mehrerer Photonen zu tun, dadurch ändert sich nur der Fluß, nicht die Farbe.
Bin ich da jetzt völlig falsch informiert?
Meines Wissens sagt die Frequenz Energie pro Zeit aus, somit mehr Photonen je Zeit, je höher die Frequenz.
Wenn z.B. auf der Strecke einer Lichtsekunde 1000 Photonen sind und diese Strecke auf das Doppelte expandiert, so sind nur noch 500 Photonen auf einer Lichtsekunde und die Frequenz wird Langwelliger.

Mir ist auch nicht bekannt, das man bei einem einzelnem Photon die Welleneigenschaft feststellen kann, im Gegenteil die Expitemte usw. die ich kenne, zeigen das man eine Anzahl Photonen pro Zeit benötigt.

Natürlich erzeugt das Photon eine Welle, besser verhält sich entsprechend, aber die Detektoren, wie unser Auge, nehmen die Frequenz erst bei einer Mindestzeit war mit einer Mindestzahl an Photonen, so kenne ich das auch aus der Optoelektronik.

Oder ich habe die letzten Jahre zum Thema geschlafen und neue Erkenntnisse nicht mit bekommen, worüber Newton und Huygens schon gestritten haben.
Zeigt nicht sogar gerade der Photoeffekt, das eine Mindestanzahl Photon/Zeit benötigt wird, also eben die Frequenz?

Gruß Micha.
 

Orbit

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Meines Wissens sagt die Frequenz Energie pro Zeit aus...
Nein, Micha, das wäre Leistung, also Watt. Wenn schon Energie pro etwas, dann Energie pro Planck'sches Wirkungsquantum:
f = E/h
...somit mehr Photonen je Zeit, je höher die Frequenz.
Das schon eher. Und diese Anzahl korreliert über die Lichtgeschwindigkeit mit der Wellenlänge:
f = c/Lambda

Orbit
 

MichaMedia

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Ich glaub hier kommt gerade so einiges Durcheinander.

Wird hier vielleicht das "Wellen" in Teilchen-Wellen-Dualismus als die EM-Welle gehalten?
Ihr wisst schon, das der Satz "Gleichzeitig Welle und Teilchen" falsch ist, aber immer gern wieder auftaucht, es geht dabei doch nur um den unbestimten Ort, wo das Teilchen auftritt, eben bei der Messung, was halt einer Wellengleichung nah kommt, wie etwa die Schrödingergleichung.

Einem einzelnen Photon kann ich detektieren, ihm kann ich aber nicht die Frequenz entnehmen.

Mac schrieb:
Ein einzelnes Photon hat eine (Emission)Wellenlänge. Diese Wellenlänge ändert sich (während es unterwegs ist) mit der Raumexpansion.
Wie soll das funktionieren, die Wellenlänge ist von der Frequenz abhängig, die Frequenz vom Pulz und Zeit.
Eine Frequenz und somit eine Wellenlänge kann ich nur an mindestens 2 Objekten auf einer Strecke oder Zeit messen.
Um so mehr Photonen pro Zeit auf eine Fläche treffen, um so höher wird die Frequenz, änder ich den Raum zwischen diesen Photonen, also vergrößere ich ihn so das nun mal weniger Photonen pro Zeit auftreffen, senke ich die Frequenz.

Der "Fluß" ist die Frequenz, das Wellentypische Interferenzmuster kann ich mit zwei unterschiedlich polarisierten Strahlen auch aufheben.

Die Welle entsteht doch durch ansteigen und abfallen der Intensität, also der Anzahl der Photonen wenn man so will, wenn diese Pakete mit Photonen sich zu einander weiter entfernen, treffen weniger fette Pakete pro Sekunde ein und es ist Rot verschoben, rase ich dem Strahl entgegen und zähle dadurch mehr fette Pakete pro Sekunde, ist es blau verschoben.

So viel zu meinem Wissenstand in etwa, wo liegt mein Fehler?

Gruß Micha.
 

Orbit

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Ich glaub hier kommt gerade so einiges Durcheinander.

Micha
Diesen Eindruck hatte ich auch, und schrieb deshalb meine Antwort.
Einem einzelnen Photon kann ich detektieren, ihm kann ich aber nicht die Frequenz entnehmen.
Du meinst wohl, dass man nicht gleichzeitig den Ort und den Impuls eines Teilchens messen könne. Das wäre richtig.
Und dann beschreibst Du eigentlich dasselbe wie mac.
Wenn Du am Schluss fragst...
...wo liegt mein Fehler?
...fällt mir als Antwort nur ein: Dass Du nicht siehst, dass Ihr beide dasselbe meint.
Orbit
 

mac

Registriertes Mitglied
Hallo Micha,


Um so mehr Photonen pro Zeit auf eine Fläche treffen, um so höher wird die Frequenz, änder ich den Raum zwischen diesen Photonen, also vergrößere ich ihn so das nun mal weniger Photonen pro Zeit auftreffen, senke ich die Frequenz.
Ich glaube hier kommt wirklich einiges durcheinander.

Die Wellenlänge oder aber die Frequenz (für Licht im Vakuum gilt: Frequenz * Wellenlänge = Lichtgeschwindigkeit) ist bestimmend für die Energie eines einzelnen Photons, über die Beziehung

Energie = plancksches Wirkungsquantum * Frequenz

Die Anzahl der Photonen pro Zeit und Auffangfläche, bestimmt nur die Helligkeit, nicht die Farbe.

Bei der Rotverschiebung durch die Raumexpansion wird die Wellenlänge proportional zu (1+z) gedehnt, also größer, also roter.

Herzliche Grüße

MAC
 

MichaMedia

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Hallo Mac,
Die Anzahl der Photonen pro Zeit und Auffangfläche, bestimmt nur die Helligkeit, nicht die Farbe.
was wir, oder eher ich durcheinander bringen, ist die "bildliche" Vorstellung der Photonen, wie sie durch den Raum fliegen

Frequenz * Wellenlänge = Lichtgeschwindigkeit
Energie = plancksches Wirkungsquantum * Frequenz
Sind die klassischen und aktuellen Formeln der Wellenfunktion, zu genau dem was ich sagte zu den "Paketen" E=hv.
Der Unterschied hier ist jetzt wohl, das ich es als Paket beschreibe innen Photonen und das Paket mit Quanteneigenschaften, und Du es direkt als "ein" Photon.

So kommen wir auch nicht weiter, ich sprach zu Beginn von Feldern, das sind die Magnetischenfelder die Senkrecht zur Flugrichtung stehen, ihre Stärke ist von der Energie abhängich und beschreibt die Frequenz, diese zeigt sich von Tal->Berg->Tal des Feldes, eine Reihe mit gleicher Achse, also Flugrichtung ist nun der Strahl, diese Felder sind zueinander unabhängich und wechselwirken auch nicht untereinander, so das die Raumexpansion eben auch größere Lücken zwischen diesen Feldern in Flugrichtung entstehen lassen kann.

Die Frage war ja nach der Amplitude der Welle, ob diese größer wird, worauf ins#1 sich frug, ob dann nicht auch das Bild größer wird, da liegt der Fehler, das man es als Welle sieht, wie bei Wasser z.B., die Amplitude ist, wenn man es so grob sieht, Das magnetische Feld, das Feld ist von der Energie abhängich und ändert sich durch die Raumexpasion nicht, aber die Abstände zwischen diesen Photon/Paketen.
Da die Abstände größer werden und nicht im einklang der "Berg"-Energie stehen, ist es ins rote verschoben.

Ich habe von Anfang an die Beschreibung mit Feldern genommen, da es der Allgemeinen Verständlichkeit der Elektromagnetischen-Wellen am verständlichsten ist, aus dem Ruder hat uns dann die Defination des Photons gebracht.
Weiter bringt dann das Doppelspalt-Experiment den ins#1 aus dem Ruder, was damit aber eigentlich weniger zu tun hat, diese Welleneigenschaft hat nichts mit der Feldwelle der EM-Welle zu tun.

Um so höher die Energie, um so höher geht die Bergspitze des Feldes, um so schmaler wird es auf der Achse, um so kürzer wird die Wellenlänge.
Unsere Detektoren, von Auge bis CCD, messen von Bergspitze zu Bergspitze in Zeit, stimmt der Abstand der Spitzen mit der Energie nicht überein, da die Abstände größer wurden, verschiebt es sich ins Rote.
Umgekehrt, treffen die Bergspitzen schneller ein, als die Energie es aufweist, verschiebt es sich ins Blaue.

Die Frequenz, ist dabei aber noch immer, der Abstand zweier Spitzen in Zeit.

Nun zum Photon Disaster, klassisch ist dieses "Paket" das Photon, eben ein Quant, aber wie gern beschreibt man Photonen als Energie, daher mehrere Photonen überlagert im Paket.

Wie auch immer, ich denke die kurze Erklärung mit den Feldern dürfte ausreichend sein.
Die Expansion hat einfluss auf die Abstände der Felder, aber nicht auf das Feld selbst, daher keine Vergrößerung der Amplitude.

Gruß Micha.
 

Orbit

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Um so mehr Photonen pro Zeit auf eine Fläche treffen, um so höher wird die Frequenz, änder ich den Raum zwischen diesen Photonen, also vergrößere ich ihn so das nun mal weniger Photonen pro Zeit auftreffen, senke ich die Frequenz.

Micha
Wie wär's, wenn Du Planck'sche Wirkungsquanten auftreffen liessest und die nicht auf eine Fläche, sondern stets auf denselben Messpunkt?

Die Anzahl der Photonen pro Zeit und Auffangfläche, bestimmt nur die Helligkeit, nicht die Farbe.

mac
Müsste es nicht heissen 'Die Anzahl der Photonen, die gleichzeitig die Auffangfläche erreichen, bestimmen die Helligkeit'?

Und Photonen wären dann Strahlen aus Wirkungsquanten.

Orbit
 

Orbit

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Dass wir Laien uns mit dem Begriff Photon leicht verheddern, ist nicht weiter verwunderlich; denn auch die Fachwelt tut sich offenbar schwer damit und braucht zur Beschreibung von Prozessen, an welchen Photonen beteiligt sind, weitere Begriffe wie Phonon, Exciton oder Polariton. Zu all diesen Begriffen gibt es eine Wiki-Seite.
 

mac

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Hallo Orbit,

Müsste es nicht heissen 'Die Anzahl der Photonen, die gleichzeitig die Auffangfläche erreichen, bestimmen die Helligkeit'?
das ist nicht unbedingt ein Widerspruch. Ein Lichtblitz kann auch sehr hell sein. Aber denk mal ans Sonnenlicht. Je näher dran an der Sonne, um so heller. Die Solarkonstante steigt an, weil mehr Photonen pro Zeit und Fläche ankommen.

Wenn, wie bei den großen Teleskopen, Beobachtungen bei z>2 oder 5 gemacht werden, dann sammelt man nur noch einzelne Photonen.

Der Begriff 'Gleichzeitig' bedeutet für unser menschliches Auge innerhalb einiger Millisekunden. Wirklich gleichzeitig, also unterhalb der Planckzeit, kommt auch beim Sonnenlicht kaum vor.

Ich habe Micha's letzten Post nicht mehr versucht 'gerade' zu stellen, weil er ja nicht in seiner Muttersprache schreibt und ich mir auch nicht ganz sicher bin, ob er sich nur ungeschickt ausdrückt.

Aber um z.B. seine Packet-Vorstellung präziser zu beschreiben, wäre vielleicht das http://de.wikipedia.org/wiki/Attosekundenlaser geeignet.

Ich selbst kann es auch nicht wirklich ganz genau beschreiben. Also z.B. wie hängen sich Photonen gleicher Frequenz 'aneinander', wann kommen sie hintereinander und wann kommen sie mit doppelter Amplitude? Also ein Quant mit h * ny * Anzahl der Quanten. Geht das überhaupt, oder hätte ich dann, weil es die doppelte Energie ist, 'automatisch' die halbe Wellenlänge, oder sind es, weil es die doppelte Amplitude ist, auf jeden Fall 2 Photonen gleichzeitig am selben Ort?

Solche 'Feinheiten' werden in den 'Grundkursen' nicht erklärt und mir fielen diese Fragen erst auf, als die Grundkurse schon vorbei waren. Und später rechnet man nur noch damit, ohne es sich wirklich vorstellen zu können.


Herzliche Grüße

MAC
 

MichaMedia

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Aber um z.B. seine Packet-Vorstellung präziser zu beschreiben, wäre vielleicht das http://de.wikipedia.org/wiki/Attosekundenlaser geeignet.
Nein Mac, genau das ist das Falsche, das sind eher kurze Strahlenabschnitte wenn man so will.

Orbit sagte es schon richtig, die Planck'sche Wirkungsquanten sind es, die ich nicht als einzelnes Photon sehe, deine Beschreibung es als Photon darstellt.
Dieses beschreibt ja Energie auf Zeit, vereinfacht die Bewegung des Elektromagnetischen Feldes. Also eben wie Beschrieben, ein Energie-Päkchen.
Dies Päckchen in Reihe beschreiben die Welle, nehmen die Abstände zu, durch die Expansion, dehnt sich die Welle zur Rotverschiebung, die Pakete bleiben unverändert.
Hier auch mal der Artikel zur EM-Welle

Stark vereinfacht kann man es m.E. auch wie folgt beschreiben:
Ein Energie-Paket erzeugt ein drehendes Magnetfeld mit r senkrecht zur Strahl- und Bewegungsachse und bewegt sich mit c.
Je Energiereicher das Paket ist, um so schneller dreht sich das Feld.
Die Wellenlänge ist der Abstand A-B die das Paket zurücklegt, bei einer kompletten Drehung, daher um so Energiereicher, um so schneller die Drehung, um so kürzer der Abstand A-B, um so kürzer die Wellenlänge, um so höher die Frequenz.

Die Helligkeit (Intensität) ist die Anzahl der Pakete die in naher Gleichzeitigkeit auf dem selben Punkt treffen. Besser gesagt die Sensorfläche.


Gruß Micha.
 

ins#1

Registriertes Mitglied
Puh Micha,

was wir, oder eher ich durcheinander bringen, ist die "bildliche" Vorstellung der Photonen, wie sie durch den Raum fliegen

So ist es. Du konfrontierst mich mit Bildern und Vorstellungen von denen ich mich bereits verabschiedet hatte. Ich weiß, sie sind attraktiv und verleiten einen dazu zu glauben man würde wenigstens etwas von der Welt der Quanten verstehen oder nachvollziehen können, da sie doch irgendwie deterministisch ist und alles seinen geordneten Gang zu haben scheint. Aber so ist das nicht. Ich versuche das mal zu erklären (und werde kläglich scheitern).

Zitat: "Die Antwort ist Wellen". Das ist die Antwort auf die oft gestellte Frage ob Licht nun Welle oder Teilchen sei. Wie man beim Doppelspaltexperiment sehen kann ist auch ein einzelnes Photon eine Welle.
Verabschiede Dich von der modernen, aber zu simplen Vorstellung von zwei wechselwirkenden Fermionen die sich Bosonen zuwerfen. Auch die sehr klassische Vorstellung von Teilchen die eine gegenseitige Kraft verspüren weil sie sich durch ein Feld (wie bei der Gravitation mit den Potentialtöpfen) gegenseitig beeinflussen ist hier ungenügend.
Es bringt auch nichts, sich diese beiden Bilder kombiniert, quasi digitalisiert, vorzustellen - etwa, wie wenn man mit einem Wave-Editor am PC in eine Audiospur hineinzoomt und dabei die analoge Wellenform plötzlich beginnt digitale Treppchen, also einzelne Bits zu zeigen. Ich denke du weißt wovon ich spreche. Ich erwähne dieses Beispiel weil ich eine Weile dachte, das wäre in etwa so. Aber nun mal tacheles:

Ich sehe (und kenne) bisher nur einen Weg mir die Animation, welche das Photon als wabernden Blob auf dem Weg zum Spalt darstellt, mir schlüssig zu erklären. Dieser beantwortet (zumindest teilweise) auch gleich eine meiner Fragen zur Wellenlänge, schließlich sind beide Spalte deutlich weiter voneinander entfernt, als die Wellenlänge des (einzelnen!) Photons groß ist. Das wabern ist das Entscheidende - vorausgesetzt die Animation basiert auf korrekter Kalkulation (wovon ich ausgehe). Der Blob müsste nicht wabern, wenn das Photon nur eine (klassische) Welle im EM-Feld wäre. Die plane Fläche (das Millimeterpapier) stellt ein quantisiertes EM-Feld dar und der Kraftaustausch von Photonquelle und Detektorschirm ist alles andere als ein simples herumwerfen von Medizinbällen (hier Photon genannt). Es handelt sich viel mehr um eine Virtualisierung der QED und die einzelnen "spikes" im "wabernden Blob" sind virtuelle Teilchen, auch Quantenfluktuationen genannt. So ist das übrigens nicht nur bei der QED, sondern auch bei der QCD, woher die Idee auch stammt (dort "oberflächlich" Betrachtet mit Mesonen, statt Photonen).
Der wabernde Blob also, beschreibt eine Unmenge von virtuellen Teilchen, die sich gleichzeitig durch beide Spalte schummeln und erst dadurch mit sich selbst wechselwirken können, so dass am Schirm letztlich ein reales Photon (der Erhaltungssätze wegen) auftrifft.

Ich bin noch lange davon entfernt sowas meiner Großmutter erklären zu können, wenn du verstehst was ich meine, hoffe aber es wenigstens halbwegs verständlich erklärt zu haben.

Die Frage war ja nach der Amplitude der Welle, ob diese größer wird
Ich meinte nicht die klassische Amplitude einer Welle sondern wirklich nur, ob denn die Ortsunschärfe eines durch die Raumexpansion geschwächten Photons nicht so groß werden kann, dass wir etwas wirklich weit entferntes für zu groß halten könnten. Mit dem von mir konstruierten Modell der 10x20 Pixel großen Galaxie, von der man über einen Belichtungszeitraum von 10 Tagen nur einige hundert Photonen eingefangen hat (Realität) und die man als Standardlineal benutzt (Fantasie) wollte ich mein Problem nachvollziehbar gestalten.
[/Fantasie an]
Fantasie deshalb, weil ich noch von keinem Galaxietyp gehört habe, den man als Standardlineal benutzen könnte. Angenommen, nur mal für Spaß, man würde mit PLANCK (dem Nachfolger von WMAP) ein bestimmtes Muster von Temperaturfluktuationen in der Hintergrundstrahlung herausmessen können, welches unweigerlich zu einem ganz speziellem Galaxientyp führt, welches man mit HERSCHEL oder einem seinem Nachfolger direkt beobachten könnte, so hätte man ein Standardlineal usw. usf. [/Fantasie aus]

Ich denke die Basis auf der wir hier diskutieren ist unter uns Laien einfach zu wackelig. Selbst wenn ich das nur auf mich selbst beziehe und mir jemand mit mehr Ahnung die Sache erklären würde, wäre ich vermutlich nicht in der Lage diese Information vernünftig in mein bestehendes "Weltbild" einzubauen. Aber man kann es ja mal probieren :p

Gruß
ins#1
 
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