Licht: Welle oder Teilchen?

[Uranor]

Zitat von uwebus

Uranor,
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Aber ausgerechnet Nichtforscher wissen ganz genau, wie die Natur aufgebaut ist.
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Warum versuchst Du nicht einmal, einen Text zu lesen und auch zu verstehen? Ich schrieb doch gerade erneut:

Was ich mit meinem Substanz-PM Arche versuche, ist zu einer Übereinstimmung zwischen Modell und Beobachtung zu gelangen, um festzustellen, ob die Annahme eines einzigen das Universum konstituierenden Mediums gangbar ist. Und bisher scheint sie es zu sein, deshalb stelle diese Idee auch hier vor.

Ich spreche von Beginn an von einem Modell, nicht davon, den Stein der Weisen gefunden zu haben, das überlasse ich Leuten wie Dir.

Hattu gepennt? Ich hatte dein Post nicht gelesen und fand es köstlich, dass @pauli mit Treffsicherheit immer wieder besondere Leckerli rauszugreifen versteht. Ich hoffe mal einfach, du hast keine Probleme damit. Hier noch mal der zitierte Text:

Ist es nicht phantastisch, was Physiker so alles wissen? Wenn man sie fragt, was Gravitation ist und wie sie zustande kommt, müssen sie passen, aber sie wissen ganz genau, was in einem Gravitationsfeld mit Licht passiert, obwohl sie auch das Licht noch nicht richtig verstehen.

Ün nü? Lass doch mal die Physiker in Ruh, wenn du ihnen schon nicht das Wasser reichen kannst. Kommst mir ähnlich vor wie der Locus. Der tut immer wunder wie schlau, hat aber noch nicht mal die einfachste Ebene der Relativität kapiert. Bei sowas ich eben. Ich hoffe, du hast keine Probleme damit. Falls doch, liegt es an dir. nicht immer Millionen Leute zu schmähen, die du gar nicht kennst. Sehr viele haben im Gegensatz zu dir was rausgefunden und passende Modelle entwickelt.

"die Annahme eines einzigen das Universum konstituierenden Mediums" gehört zu den Grundannahmen der Forschung. Man nennt es physikalisch nicht Medium, weil es physikalisch nicht Medium ist. Man nennt es Quantenvakuum (QV), weil es QV ist. Schon wieder vergessen, nie gelernt oder ignoriert?

Bring's halt nicht zu knüppeldick und Gruß
Uranor

[criptically]

Zitat von Uli

... Schliesslich heisst die starke Wechselwirkung nicht umsonst stark.

...

Kein vernünftiger Mensch bezweifelt die Existenz von Antiprotonen: jedes elektrisch geladene Teilchen hat sein Antiteilchen.

Gruß,
Uli

1. Starke WW ist nur eine em-WW! Siehe Yukawa Potential.

Das Yukawa-Potential (auch abgeschirmtes Coulomb-Potential genannt). http://de.wikipedia.org/wiki/Yukawa-Potential

2. Es gibt keine Antiteilchen, sondern nur 3 stabile Teilchen: Proton, Elektron und Positron.

mfg

[Uli]

Zitat von criptically

1. Starke WW ist nur eine em-WW! Siehe Yukawa Potential.


2. Es gibt keine Antiteilchen, sondern nur 3 stabile Teilchen: Proton, Elektron und Positron.

mfg

Sorry, auf so einen Schwachfug antworte ich nicht. Lies halt einfach mal was anstatt immer nur drauflos zu plappern. Die unterschiedlichen Eigenschaften der 4 fundamentalen Wechselwirkungen samt den entsprechenden experimentellen Hinweisen kannst du in jeder Einführung in die Teilchenphysik - und sicher auch im Netz - leicht finden, z.B.
http://www-ekp.physik.uni-karlsruhe.de/~wagner/tp/Wi06/

[ingeniosus]

Zitat von orca

Die Ablenkung im Gravitionsfeld ist unabhängig von der Masse der Photonen, in der klassischen Formel taucht die Photonenmasse nicht auf.

Die Formel lautet n(r) = c / c' = 1 / [1 - 2Gm /(rc²)]

Dabei ist m die Masse des Gravitationszentrums.

Die doppelte Ablenkung im Gravitationsfeld beruht nicht auf der Gravitationskraft, sondern auf der Änderung der Frequenz und der Wellenlänge des Lichts durch das Gravitationsfeld

Das kann dir ingenius mit seinem auf die Naturwissenschaft losgelassenen messerscharfen Struktur- und Systemverstand sicher bestätigen!

MfG
Orca

Danke Orka für ihre Erwähnung, eben habe ich einen echten messerscharfen Schluss von Ihnen gelesen.

Die Änderung der Frequenz (Wellenlänge) ist eine Änderung der Kinetischen Energie. Es bleibt jetzt immer noch die Frage, wie kann Gravitation das bewirken?

Licht als EM-Welle kann nur durch ein EM-Feld abgelenkt werden. Gravitation nur durch Gravitation.

Andere Theorien wären ja ein Beweis von Übergang von Gravitation zu Elektromagnetismus....oder umgekehrt("Neue Weltformel" usw...).

[criptically]

Zitat von ingeniosus

Diese Ableitungen sind für mich nicht nachhvollziehbar.

1) E=p²/2m ist klassisch
2) m= hf/c² bewirkt bei mir einen Sturm an Widersprüchen
die Formel von Max Planck E = hf gilt nur für Photonen (masselos = masseneutralisiert) wird bisher als rein kinetische Energie gehandelt und kann m.E. nicht einfach mit der Gesamtenergie in der Einsteinsche Formel E = mc² gleichgesetzt werden. Wenn Sie eine Masse verwenden, muss differenziert werden zwischen Positronen und Elektronen oder von einer Massensumme gesprochen werden.
3) Ergebnis ist daher auch unlogisch : Ekinetisch eines Teilchens mit Masse grösser Null aber mit Lichtgeschwindigkeit (eindeutig gegen die ART von Einstein)

critically, bitte rechnen Sie das in einer ruhigen Minute nach!

1) E=p²/2m ist sowohl klassisch als auch quantenmechanisch (Hamiltonoperator) http://de.wikipedia.org/wiki/Hamiltonoperator#Beispiele

2) Die Formel E = mc² stamt nicht von Einstein sondern von Poincaré (1900). Einstensche Formel lautet E ≈ mc² .

Bei der Massensumme muss der Massendefekt berücksichtigt werden, so dass immer m+m < 2m wird.

3) SRT und ART sind falsch, deswegen diskutieren wir ja hier.

mfg

[Lambert]

Zitat von ingeniosus

Andere Theorien wären ja ein Beweis von Übergang von Gravitation zu Elektromagnetismus....oder umgekehrt("Neue Weltformel" usw...).

sqt ergibt den (durch u.a. SRT stabilisierten) Übergang von Gravitation zu Elektromagnetismus. Es ist ein mengentheoretischer Zusammenhang.

Gruß,
Lambert

[criptically]

Zitat von ingeniosus

...

Die Ablenkung im Gravitationsfeld beschäftigt mich auch schon seit Jahren. Einstein hatte damit ja bekanntlich 1919 seinen weltweiten Durchbruch. Ich denke dabei eventuell auch an ein elektromagnetisches Feld....

Für Lichtablenkung im Gravitationsfeld sind meiner Meinung nach, zwei Effekte verantwortlich: Lichtbrechung wegen gravitationsabhängiger LG und Photonen-Anziehung im Gravitationsfeld.

mfg

[Uranor]

salve ingeniosus!

Zitat von ingeniosus

Die Ablenkung im Gravitationsfeld beschäftigt mich auch schon seit Jahren. Einstein hatte damit ja bekanntlich 1919 seinen weltweiten Durchbruch. Ich denke dabei eventuell auch an ein elektromagnetisches Feld....

Danke Orka für ihre Erwähnung, eben habe ich einen echten messerscharfen Schluss von Ihnen gelesen.

Die Änderung der Frequenz (Wellenlänge) ist eine Änderung der Kinetischen Energie. Es bleibt jetzt immer noch die Frage, wie kann Gravitation das bewirken?

Die Gravitation bewirkt das gar nicht. Als Ergebnis bekämen wir Rotverschiebung an jeder Gravitationslinse. Beim Verlassen der Linse wäre die reduzierte Energie festgeschrieben. Denn worauf würde nun eine Erhöhung auf den nichtverschobenen Wert beruhen, wie es nun mal beobachtet wird? Rotverschiebung beobachten wir einfach auf große Distanzen. Nach den Auswertungen sind gerade die enormen Weiten zwischen den Galazien für die Verschiebungen verantwortlich. Vernünftig erklärbar dürfte das nur mit Expansion sein.

Licht als EM-Welle kann nur durch ein EM-Feld abgelenkt werden. Gravitation nur durch Gravitation.

Nicht unbedingt. Eine physikalische Erklärung für die EM-Ablenkung konnte (bisher) nicht gelingen. Ergo wird man nur zur geometrisch beobachteten Ablenkung stehen können/müssen. Falls die Gravitation fluktuationen-basiert ist, ist die Forschung derzeit (noch) nicht in der Lage, drauf eingehen zu können. Ein kleiner, ansich unbedeutender Paradigmenwechsel wird sicher erst vollzogen werden müssen. Es wurde niemals und nirgends festgestellt, dass Gravitation tatsächlich anziehend wirkt. Vom virtuellen Geschehen ausgehend wäre Druck zu erwarten. Alle anstehenden Fragen sollten sich in Verständnis auflösen, wenn die Zusamenhänge tatsächlich erkannt werden könnten. Derzeit suchen nur ganz wenige danach.

Ja. Was in jedem Fall bleibt, ist die geometrische Auslenkung, eine regelrechte Raumkrümmung. Im Rahmen der ART rechnen Fachleute nur mit der Krümmung und kommen offenbar damit problemlos klar.

Gruß Uranor

[ingeniosus]

Zitat von criptically

2) Die Formel E = mc² stamt nicht von Einstein sondern von Poincaré (1900). Einstensche Formel lautet E ≈ mc² .

Bei der Massensumme muss der Massendefekt berücksichtigt werden, so dass immer m+m < 2m wird.

3) SRT und ART sind falsch, deswegen diskutieren wir ja hier.

Hallo Mr. Einstein New!

Die Poincare'sche Zeitparallelität zu Einstein ist bekannt.

Also SRT und ART sollten einmal studiert werden und dann deren Falschheit echt auch wissenschaftlich belegt werden.

Bisher stimmen alle Berechnungen der Relativität, die gesamte Raumfahrt wäre nicht möglich gewesen, hätten wir keine SRT oder ART.

Sie dürfen plappern, was Sie wollen, nur müssen Sie auch allmählich lernen, seriös wissenschaftlich zu werden!

Nichts gegen neue Ideen......mich phasziniert die Paarbildung des Photons derzeit auch....gerade in der Nähe der Absoluten Temperatur zeigt das Photon ja auch besonderes Verhalten.....aber alles exakt und logisch sauber.....

[orca]

Danke Orka für ihre Erwähnung, ....

Keine Ursache, habe ich doch gern gemacht!

Die Änderung der Frequenz (Wellenlänge) ist eine Änderung der Kinetischen Energie. Es bleibt jetzt immer noch die Frage, wie kann Gravitation das bewirken?

Wie die potentielle Energie eine Änderung der Frequenz bewirkt,
ergibt sich aus der Planckschen Formel E = hf.


Roman Sexl und Herbert K. Schmidt schreiben in ihrem Buch auf Seiten 48-52

R. Sexl / H. K. Schmidt: Raum - Zeit - Relativität
3. durchges. Aufl., Nachdr. - Braunschweig;
Wiesbaden: Vieweg, 1991

5.5 Uhren im Schwerefeld

(...) Wir werden im folgenden mit verhältnismäßig einfachen Überlegungen den Einfluß der Gravitation auf den Gang von Uhren herleiten. Dabei soll gezeigt werden, daß eine Uhr auf einem Berg schneller geht als eine Uhr im Tal. Dieser (...) Effekt der Gravitation ist allerdings so klein, daß er nur mit Atomuhren nachgewiesen werden kann.
Um Mißverständnissen vorzubeugen, sei betont, daß es hier nicht darum geht, den Einfluß eines unterschiedlichen Gravitationsfeldes auf solche Uhren zu untersuchen, die ihr Zeitmaß mit Hilfe der Erdanziehung erzeugen. Sanduhren scheiden also ebenso aus, wie alle Uhren mit Schwerependel. Von den hier benutzten Uhren verlangen wir, daß ihr Gang unberührt davon bleibt, ob wir die Uhren auf den Kopfstellen, oder in irgendeine andere Lage bringen. Ebenso wie Atomuhren erfüllen Uhren mit elektrischen Schwingkreisen als Unruh diese Forderung. Wir betrachten zwei gleiche Uhren, die aus je einem hochfrequenten Schwingkreis bestehen. Um den synchronen Gang der beiden Uhren zu überprüfen, stellen wir die beiden Schwingkreise nebeneinander auf und vergleichen deren elektrische Schwingungen mit Hilfe eines Oszillographen. Sind die beiden Uhren voneinander entfernt aufgestellt, so ist ein Vergleich möglich, wenn die beiden hochfrequenten Schwingkreise Radiowellen ausstrahlen. Über eine Antenne können wir an jedem Ort die beiden Radiowellen empfangen und deren Frequenz f messen. Da die Frequenz der Radiowellen gleich der Frequenz der Schwingkreise ist, vergleichen wir auf diese Weise indirekt den Gang der beiden Uhren.
Für die folgenden Überlegungen benötigen wir das Teilchenbild der elektromagnetischen Strahlung. Photonen, wie man die Lichtteilchen nennt, haben die Energie E = h f, wobei f die Frequenz der Strahlung und h = 6,625 10-34 Js das Plancksche Wirkungsquantum ist. Die Masse eines Photons ergibt sich zu m = E / c² = h f / c².
(....) Wir betrachten nun die beiden von den Schwingkreisen ausgesandten Radiowellen im Photonenbild. Ein Schwingkreis ist im Tal und ein Schwingkreis auf dem Berg aufgestellt. Der Empfänger befindet sich auf halber Höhe zwischen den beiden Schwingkreisen (....). Photonen, die der Sender im Tal ausstrahlt, müssen den Berg 'hinaufsteigen'. Dazu benötigen sie Energie, die sie ihrer Photonenenergie E = h f entnehmen. Beim Empfänger angekommen, ist daher die Photonenenergie kleiner und mit E = h f auch die Frequenz der Radiowelle. Für die Photonen, die der Sender auf dem Berg aussendet, sind die Verhältnisse gerade umgekehrt. Demnach treffen beim Empfänger zwei Radiowellen mit verschiedener Frequenz ein. Die Frequenz der von oben kommenden Radiowelle ist größer als die Frequenz der vorn unten kommenden Welle.(....)

In der Höhe gehen Uhren schneller

Neben dem (...) Geschwindigkeitseffekt gibt es einen (...) Gravitationseffekt. Wir leiten den quantitativen Zusammenhang her: Befindet sich der Empfänger in der Höhe H', so ist die Photonenenergie der aufsteigenden Photonen um DE_Tal = m g H' kleiner, wenn sie beim Empfänger ankommen; m ist die Masse eines Photons und g = 9,8 m/s2 ist die Erdbeschleunigung. Die Energie E = m g H ist die potentielle Energie eines Körpers im Schwerefeld der Erde. Die Photonen, die von der Höhe H des Berges `hinabfallen', gewinnen den Energiebetrag

DE_Berg = m g (H - H').

Beim Empfänger angekommen, unterscheidet sich die Energie der beiden Photonen um
DE = DE_Berg + DE_Tal = m g (H - H') + m g H' = m g H
Für den Frequenzunterschied Df der beiden Wellen folgt aus der Gleichung
E = h f

DE = h Df.

Lösen wir diese Gleichung nach Df auf und setzen DE = m g H ein, so ergibt sich

Df = DE / h = m g H / h

Dieser Frequenzunterschied ist unabhängig von der Höhe H', in der sich der Empfänger befindet. Die Photonenmasse m ersetzen wir mit Hilfe der Gleichung
m = E / c² = h f / c² und erhalten

Df = (g H / c²) f.

Eine Uhr, deren Uhrwerk mit der Frequenz f geht, hat in der Höhe H eine um Df höhere Frequenz. Die Zeitanzeige t der Uhr ist proportional zu ihrer Frequenz f. Die Abweichung in der Zeitanzeige Df ist daher auch proportional zur Frequenzänderung Df. Es gilt
Df / f = Dt / t.
Damit folgt aus obiger Gleichung Dt_g = (g H / c²) t.

Nach der Zeit t geht eine Uhr in der Höhe H um die Zeit

Dt_g = (g H / c²) t

vor im Vergleich zu einer Uhr am Boden.

Der Gang einer Uhr hängt also nicht allein von ihrer Bewegung ab, sondern auch von dem Gravitationsfeld, in dem sie sich befindet. Im Weltall, fern von schweren Massen, gehen Uhren schneller, während sie in der unmittelbaren Nachb*****aft von Sternen langsamer gehen.
Im Gravitationsfeld der Erde ist dieser Effekt jedoch so klein, daß man ihn zunächst für nicht meßbar hielt. So geht zum Beispiel eine Uhr auf der Spitze des Montblanc (H = 4 180 m) in 50 Jahren im Vergleich zu einer Uhr auf Meereshöhe nur um Dt_g = 0,7 ms vor:


Dt_g = (g H / c²) t = 2,28 * 10^-11 a = 0,7 ms

Sie sehen, es besteht kein Anlaß für jemand, der in den Bergen wohnt, wegen dieser 'Lebensdehnung' in die Ebene zu ziehen.
Obwohl der Effekt so klein ist, gelang den Amerikanern Pound, Rebka und Snider in den Jahren 1960 bis 1965 der experimentelle Nachweis. Dies war möglich mit Hilfe des von Rudolf Mößbauer entdeckten und nach ihm benannten Effekts. Mößbauer hatte erkannt, daß man bei der Absorption von Gammastrahlung äußerst geringe Frequenzunterschiede nachweisen kann. Die von einem Atomkern emittierte Gammastrahlung wird von einem anderen Kern gleicher Art nur dann absorbiert, wenn die Frequenz der Strahlung nahezu unverändert ist. Pound, Rebka und Snider hatten am Boden eines etwa 25 m hohen Turms der Harvard-Universität eine y-Strahlungsquelle aufgestellt und oben im Turm einen Absorber angebracht. Wegen der Frequenzverschiebung, bedingt durch das Aufsteigen der Photonen, konnte die Strahlung nicht absorbiert werden. Bewegt man jedoch die Quelle ein wenig in Richtung des Absorbers, so gibt man den Photonen etwas Energie. Diese zusätzliche kinetische Energie erhöht die Frequenz und die Strahlung wird absorbiert. So konnte man eine relative Frequenzverschiebung von Df / f = 2,5 * 10^-15 nachweisen und die Formel für den Gravitationseffekt mit einer Meßgenauigkeit von 1 % bestätigen. Um eine Vorstellung von der Präzision dieser Messungen zu erhalten, sei bemerkt, daß die Frequenz von sichtbarem Licht (f =10^-15 Hz) bei einer Höhendifferenz von 20 m nur um 1 Hz verändert wird. Der Gravitationseffekt macht sich in der Umgebung von Neutronensternen und den sogenannten 'Schwarzen Löchern' besonders stark bemerkbar. Diesen Sternen ist man erst im letzten Jahrzehnt mit neuen Radioteleskopen und durch Satellitenbeobachtung auf die Spur gekommen. Neutronensterne und 'Schwarze Löcher' waren ursprünglich Riesensterne, die nach dem Ausbrennen ihrer Kernenergievorräte unter der Last ihrer Gravitationswirkung in sich zusammenstürzten. Dabei werden sogar die Atomkerne dicht aneinandergepackt. Dies führt zu einem unvorstellbar großen Gravitationsfeld, aus dem keinerlei Strahlung mehr entweichen kann. Daher die Bezeichnung 'Schwarzes Loch'. (...)

Prof. Dr. Roman Sexl war Vorstand am Institut für Theoretische Physik der Universität Wien und Abteilungsleiter am Institut für Weltraumforschung der Österreichischen Akademie der Wissenschaften.

Dr. Herbert Kurt Schmidt ist Oberstudienrat am Ludwig-Georgs-Gymnasium zu Darmstadt

MfG
Orca