Wozu Photonen?

Re: Wozu Photonen?

von Slim_Jim am 14.03.2013 20:38

hier geht´s weiter :)

 kann man den fotografieren?

 
schonwieder hypothetische ätherteilchen... eigentlich dachte ich, dass der äußere photoeffekt, der zur ionisation führt ein sehr passendes bsp für das photon als teilchen ist. dass es noch eig einer welle aufweist, ist wieder ein sprachliches problem, so denke ich...


 der erkenntnisgewinn ist hier gleich null.ich weiß wirklich nicht wie mir das weiterhelfen soll beim verständnis der natur... mit dem konzept des photons komm ich bisher gut klar.

Wer nur so tut als bringe er die Menschen zum Nachdenken, den lieben sie. Wer sie wirklich zum Nachdenken bringt, den hassen sie. - Aldous Huxley

Jeder Fehler erscheint unglaublich dumm, wenn andre ihn begehen. - Georg Christoph Lichtenberg

Re: Wozu Photonen?

von Detlef am 04.03.2013 22:14

Hallo Daniel
der Anfang (siehe Zitat) war schon einmal gut. Die Frage "Wozu Photonen" besteht eigentlich aus zwei Teilfragen: Die erste Teilfrage, die wir beantworten müssen, lautet also: Gibt es Photonen bzw. existieren Photonen? Um diese Frage zu beantworten sehen wir uns die Eigenschaften an, die die Photonen haben sollen:
- Masse h*ny
- Ruhemasse Null
Nur Objekte existieren, ein Objekt exisitiert, wenn es Lokation hat.
Etwas mit einer Ruhemasse Null kann keine Form und keine Lokation haben und ist damit auch kein Objekt und existiert nicht.
Damit ist der erste Teil deiner Frage beantwortet.

Der zweite Teil der Frage könnte lauten: Wozu benötigt man das Konzept "Photon"?
Dazu gab es schon verschiedene Lösungsansätze z.B. "Träger von Wechselwirkungen" zu sein. Nur ein Träger von Wechselwirkungen kann nur ein Objekt sein, kein Konzept. Es wird zwar von der "Physik" behauptet, dass das Photon der Träger des Lichtes wäre. Das ist aber offensichtlich falsch, da das Photon kein Objekt ist und nicht exisitiert. Man leugnet den Lichtäther als Träger der Lichtwellen und benutzt stattdessen fehlerhafter Weise das Photon dafür.

Eine sinnvolle Funktion haben Photonen, um Eigenschaften des Lichtes effektiver zu beschreiben. Das soll an einem Beispiel erläutert werden: Ein Ball wird auf eine Fensterscheibe geschossen und die Scheibe geht kaputt. Wenn wir diesen Vorgang physikalisch untersuchen, betrachten wir auch nicht die Atome/Moleküle aus denen der Ball zusammengesetzt ist und die gleichzeitig und zusammenhängend auf die Scheibe treffen, sondern den Ball als Ganzes.

Beim Licht treffen ebenfalls eine Vielzahl von Ätherteilchen gleichzeitig und geordnet als Welle auf ein Elektron und schlagen es heraus (Lichtelektrischer Effekt). Um diesen Vorgang effektiver zu beschreiben, wird das Licht nicht als Welle beschrieben, sondern das Konzept "Photon" als Hilfsmittel benutzt.

Also das Konzept "Photon" als Hilfsmittel zur Beschreibung bestimmter Vorgänge ist sinnvoll. Man darf daraus aber nicht ableiten, dass das "Photon" existieren würde, wie es fälschlicherweise behauptet wird.

Viele Grüsse
Detlef

Re: Wozu Photonen?

von McDaniel-77 am 31.12.2012 19:07

Guten Rutsch!


Hallo @Slim Jim: Ich habe eine kleine Skizze gemacht, wie man sich die Beugungsbildung vorstellen könnte.


Man kann durch mehrere Atomlagen einer Oberfläche unterschiedliche Reflexionsebenen Abbilden, vor allem die Beugungsmuster von Kristallen könnten so erklärt werden. Eine Verstärkung tritt dann auf, wenn die Wirkungen sich gegenseitig verstärken, eine Auslöschung ist das Resulttat gegenläufiger Wirkungen. Die orangefarbenen Pfeile sollen die "reflektierte" Wirkung symbolisieren.

Ein Interferenzmuster ist eine Überlagerung der Wirkungen. 

Man könnte die Bewegung/Schwingung eines Elektrons auch als Welle interpretieren, zwar bewegt sich das Elektron tatsächlich, doch die Wirkung pflanzt sich ähnlich einer Wellenfront fort, aber mit dem Unterschied, dass die Intensität bis zur ersten Interaktion erhalten bleibt.

Frohes Neues! 

MfG


McDaniel-77

Re: Wozu Photonen?

von Slim_Jim am 30.12.2012 17:09

ja genau, brainstormen hört sich gut :)
ich hoffe du bist nicht zu viel karussell gefahren ;)

elektronenbeugung bin ich gespannt drauf und die asymmetrie würde ich auch gerne noch wissen, also wie du das in deinem modell meinst... hab ja versucht mir das zu erklären, aber oli hat mich gerechtfertigterweise gleich gedämpft .

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Re: Wozu Photonen?

von McDaniel-77 am 30.12.2012 05:26

Hi Leute und guten Morgen, der Nachtaktive  muss jetzt erst mal ne Runde pennen. Mal sehen was die Gin-Tonics in meinen Hirnwindungen kreisen lassen.


Was hier prinzipiell läuft ist Brainstorming - wie lässt sich unsere beobachtbare Welt einfach und logisch beschreiben usw.


Bis bald und gute Nacht derweil! Zur Elektronenbeugung am Nickelkristall, habe ich bereits ein Idee.


MfG


McDaniel-77         

Re: Wozu Photonen?

von Slim_Jim am 29.12.2012 14:09

joar, dann weiß ich auch nicht. war auch kinderhaft gedacht.... müssen wir wohl warten bis der nachtaktive wieder geschrieben hat ;)

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Re: Wozu Photonen?

von Oli am 29.12.2012 13:54

Die Richtung einer Wirkung hängt von der vorhergehenden Ursache ab. Hat ein Elektron scheinbar eine Vorzugsrichtung für die Emission von Photonen, dann hängt das von seinen Nachbar-Teilchen ab, oder von der Richtung, aus der es angeregt wurde. Dazu braucht es kein asymetrisches Elektron.

Re: Wozu Photonen?

von Slim_Jim am 29.12.2012 13:37

@oli: hab deinen post jetzt erst gesehen, war ne zeit lang weg. was meinst du, wollen wir nen eigenen thread für rotverschiebung machen?

mit der asymmetrie ist vllt gemeint, das in richtung der asymmetrie das licht ausgesandt wird bzw die wirkung an das "empfangselektron" übertragen wird. ringsherum  ist diese wirkung dann schwächer... so dachte ich jetzt zu erst... ma gucken was daniel dazu meint :)

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Re: Wozu Photonen?

von Slim_Jim am 29.12.2012 13:33

guten morgen :) ich find krass, dass du immer so spät schreibt, da könnte ich gar nicht mehr über solche themen nachdenken, irgendwie beeindruckend :) die überlegungen finde ich auch gut, jedoch find ich persönlich momentan schwer zwischen 2 welten hin und her zu springen, auch weil ich in  2 wochen prüfungen schreibe... werde mich also vllt die nächsten wochen von hier verabschieden, weil mich das ganze verwirrt,, ist eben nicht zu vereinbaren mit meinen profs, dass ich alternativ argumentiere... leider.

zur asymmetrie: da ich noch recht neu in der physikalischen welt unterwegs bin, würde ich gerne ne zeichnung haben wie du dir das vorstellst mit der asymmetrie und warum ich ohne diese kein wasserstoffatom erklären kann.  ich raff´s echt nicht, sorry... ist aber oft bei mir so, weil ich kein schnellchecker bin :)
ne erklärung für magnete wäre wirklich mal genial. auch warum sie so lange "halten" (obwohl die angaben ja stark variieren) wäre interessant. bisher gibt´s dafür wohl keine richtige beschreibung oder? ich hab jedenfalls vor ner weile vergeblich gesucht...
das mit der ausgedehnten rotationsachse des elektrons ist von der erde abgeleitet oder? (zentrifugalkraft) 

welle und teilchen: klingt logisch was du sagst, jedoch zeigt doch das bsp HRTEM, dass es möglich ist einfach ne de-broglie-materiewelle anzunehmen oder? (ladung kann dabei vernachlässigt werden!) der fehler der dadurch entsteht ist so gering, das es eben möglich ist atome abzubilden. und das im subangstrombereich. kannst du das interferenzmuster mit einem teilchenmodell besser, schneller oder genauer deuten? wenn es so ist, wäre bestimmt nen nobelpreis drin ;)
anfangen kannst du ja hiermit, ich würde nämlich gerne wissen wie du das erklärst.

elektronenbeugung: ebenfalls mit dem TEM machbar, wodurch kristallorientierungen errechnet werden können und gitterabstände etc..  das funktioniert also analog der röntgenbeugung, wodurch eben auch der wellencharakter von elektronen begründet wird. sind das nun verschiedene intensitäten, also anzahl der elektronen, in den bestimmten reflektierten winkeln? und warum bildet sich ein ring?

nochmal nebenbei: ich mach das auch alles nicht um dich hier bloß zu stellen falls das so rüber kommt, das liegt mir fern! nur find ich das super, wenn man selber solche komplexen vorgänge mit ner eigenen vorstellung versucht zu erklären, ich trau mich das kaum :)
kurze zusammenfassung zum dualismus:

im allgemeinen muss ich sagen, dass ich überlegungen echt schwierig finde, wo ich noch gar nicht die ganzen grundlagen verstanden habe, ein grund warum ich mich nicht traue eigene thesen aufzustellen...(hat die vetternwissenschaft wohl gute arbeit geleistet ;) ). diese beiden modelle sind so ausgefeilt mit ihren ganz speziellen vorzügen in den verschiedensten bereichen. so auch in der plasmaphysik, da wird irgendwie ständig hin und her gesprungen zwischen den modellen. alles nicht trivial und oft nur über gleichungen zu begreifen (ist mathe doch die sprache für physik, weil sprache ebene versagt?)... denn so einfach wie raphael das in seinen videos darstellt ist die plasmaphysik bei weitem nicht und das merke ich grad im grundkurs. ich werde aber noch tiefer in dieses gebiet reinschnuppern und hab mir dafür ne bachelorarbeit gesucht, die genau diese von uns angesprochenen gebiete verbindet. laserinduzierte plasmaspektroskopie. vllt weiß ich danach mehr ;)

zum laser: 
röntgen-laser sind ne spezielle art laser!, da hier sehr kurzwellige hochenergetische synchrotronstrahlung erzeugt wird durch beschleunigte elektronen, also ist das grundprinzip der bestzungsinversion hier gar nicht gültig (auch gibt es hier kein laseraktives medium). ich kann deine kenntnisse auf diesem gebiet nicht einschätzen... daher hier kurz mein kenntnisstand (sonst reden wir noch aneinander vorbei) mit prinzipskizze vom sog. pumpprozess (kann elektrisch, optisch, chemisch sein), um die besetzungsinversion zu erzeugen (maßgeblich für die kohärenz und die verstärkung dieser unnatürlichen lichtquelle!)


hier kann man sehen, wie die verstärkung realisiert wird, nämlich über mehrfach-durchgänge durch das laseraktive medium (gas, kristall, halbleiter oder farbstoffe) in dem besetzungsinversion erzeugt werden muss! ohne ist kein laserlicht möglich! für die bessere verstärkung ist ein mehrfachdurchgang notwendig, da so das medium kürzer sein kann.



hier ist alpha_v der verstärkungskeoffizient (einheit cm^-1). der rest dürfte klar sein, außer tau_sp, das ist die lebensdauer des oberen energieniveaus (N2 nach N1) bei spontaner emission. aso, nü ist die monochromatische anregungsfrequenz, da hier im bsp optisch gepumppt wird.
bei verstärkung durch reflexion an spiegeln müssen verluste berücksichtigt werden bei der reflexion,, diese dürfen nicht größer sein als die verstärkung im medium sonst bringt das nix und es wird dann auch kein oszillator. 

hier das vier-energieniveau-schema. es wird optisch gepumpt. vom oberen  aufs 2. niveau kommt spontane emission und von 2 auf 1 dann stimulierte emission, da hier eine besetzungsinversion realisiert werden kann, weil die lebensdauern auf energieniveau 1 so klein sind, das man hier näherungsweiseN1=0 setzen könnte,, sie werden schön schnell abgeräumt und erzeugen die nötige Inversion.

also, die erzeugung von laserlicht ist nicht über die reflexion (nur sekundäre beeinflussung des laserlichts) gegeben, primär wird das laserlicht mit seiner sehr hohen kohärenz und monochromasie (und die anderen speziellen laserlichteigenschaften) durch die besetzungsinversion realisiert die dann stimulierte emission hervorruft! soweit erstmal zur grundlage. ist dir diese lehrmeinung bekannt? oder in wie weit hast du denn damit zu tun?

ein weiteres phänomen ist das mitschwingen von weiteren frequenzen durch die polarisation in einem festkörper, die durch frequenzverdopplerkristalle genutzt werden können, nennt sich dann second-harmonic und third-harmonic usw... generell sind laser schon ne geile erfindung, da sie ja auch nicht natürlich vorkommen, also rein menschengemacht sind und intensitäten aufweisen, die jenseits der der sonne liegen. ich find die dinger cool :)

die dielektrischen spiegel habe ich auch erst durch lasertechnik kennengelernt :) auch sättigbare absorber können in resonatoren eingesetzt, um die verstärkung zu optimieren

zur rotverschiebung: gibt es dazu vllt einen gesonderten thread, da dieses thema ja fast einen eigenen verdient hätte :) ansonsten könnten wir ja da einen auf machen und deinen beitrag als einstieg nehmen...? würde dann dort reagieren.


nochmal zum photon: die wellenlänge ist sowas wie die geschwindigkeit? ist mir auch neu, ich dachte die fliegen mit c durch durch den äther ;) es gibt noch gruppengeschwindigkeiten von versch. wellenzügen, meinst du diese?

danke nochmal für deine schnellen ausführungen :)

freue mich schon auf die nächsten :)
 

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Re: Wozu Photonen?

von Oli am 29.12.2012 12:47

Lichtstreuung tritt auch in Gasen und Plasmen auf.

 

Deine Asymetrie verstehe ich nicht. Würde eine Asymetrie der Teilchen nicht bedeuten, dass sie in unterschiedlichen Richtungen unterschiedlich starke Wirkungen hätten? So etwas ist nicht zu beobachten.

Dieser Satz klingt erstmal wirklich schön, hat aber einen Fehler: Worin sind diese Spuren? Wielange bestehen diese Spuren?