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Sinuswelle - Mateiretransport

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Sinuswelle - Mateiretransport

Beitrag von Skeltek » 29. Mai 2013, 13:33

Hallo alle miteinander.

Wie man in der Schule lernt ist mit einer Welle, also einem Sinusförmigen Berge und einem Tal kein Materietransport verbunden.
Allerdings war ich noch nie wirklich ein Anhänger der alten Lehrbücher und so denkt man sich seinen Teil selbst.

Ein Boot, das auf dem Ozen von einem Wellenberg und anschließend von einem Wellental erfasst wird, wird zunächst in Richtung Welle beschleunigt. Die Welle sei so kalkuliert, daß er nach 2 Minuten [0,Pi/2] knapp den höchsten Punkt erreicht, bevor er auf der anderen Seite durch die Rückseite des Berges[Pi/2, Pi] wieder entschleunigt wird.
Nun wird er vom Wellental[Pi,3/2 Pi] in die entgegengesetzte Richtung beschleunigt, bevor er auf der anderen Seite des Wellentals[3/2Pi,2Pi] wieder zum Sillstand gebracht wird.

Bei einer Idealisierung eines unendlich trägen Körpers, erfährt der Körper lediglich eine Auf- und Abbewegung. Leider sind Körper und Abläufe in der natur nicht idealisiert, weshalb die Beschleunigung des "Beinahe-Wellensurfers" eine längere Zeit andauert als der anschließende "Entschleunigung" durch die Rückseite.
In jedem Fall ist der Körper, wenn er unterm Strich der Welle keine Energie abzapfen würde repositioniert worden.
Im Normalfall entnimmt er der Welle kinetische Energie.

Nun Frage ich, wie es sich bei dieser Betrachtung mit Photonen, EM-Wellen, Kraftstößen und dergleichen verhält. Kann ein Elektron ein Photon vollständig absorbieren, wenn es von einem Elektron des äquivalenten Energieniveaus emmitiert wurde?
Was bleibt übrig? Was ist mit Evanescence? Können die "Reste" miteinander interferrieren und ein neues Photon bilden? Irgendwie erscheint mir die Sache bei vielen Dingen nicht ganz geheuer.
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Re: Sinuswelle - Mateiretransport

Beitrag von positronium » 29. Mai 2013, 22:15

Skeltek hat geschrieben:...Leider sind Körper und Abläufe in der natur nicht idealisiert, weshalb die Beschleunigung des "Beinahe-Wellensurfers" eine längere Zeit andauert als der anschließende "Entschleunigung" durch die Rückseite.
In jedem Fall ist der Körper, wenn er unterm Strich der Welle keine Energie abzapfen würde repositioniert worden.
Im Normalfall entnimmt er der Welle kinetische Energie.
Leider kann ich Deiner Argumentation nicht folgen. Ich sehe das aber so, als würde das Schiff Teil des Wellenmediums - statt des Schiffs könnte man genau so gut ein Wassermolekül markieren und verfolgen. Was wäre in einer Welle mit markiertem Molekül anders als in einer ohne ein solches? Gar nichts.
Skeltek hat geschrieben:Kann ein Elektron ein Photon vollständig absorbieren, wenn es von einem Elektron des äquivalenten Energieniveaus emmitiert wurde?
Hier muss man zwischen Energieniveau und tatsächlicher Energie unterscheiden. In Wirklichkeit hat man ja nicht idealisierte Atome, sondern jedes Atom unterliegt einer etwas anderen Wechselwirkung mit seiner Umwelt. Daraus folgt, dass die Emission eines Photons beim Elektronenübergang von Orbital B nach Orbital A niemals die exakt gleiche Energie frei setzt, wie der Übergang von A nach B in einem anderen Atom erfordert. Eine vollständige Absorption in dem Sinn (abgesehen von Impulsübertrag) gibt es also nicht.
Skeltek hat geschrieben:Was bleibt übrig?
Soweit ich das zu wissen glaube, zufällig: Photonen niedrigerer Energie und/oder Impuls.
Skeltek hat geschrieben:Was ist mit Evanescence? Können die "Reste" miteinander interferrieren und ein neues Photon bilden?
Ein "Restphoton" verhält sich eben wie ein Photon. Ich sehe keinen Sonderfall.

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Re: Sinuswelle - Mateiretransport

Beitrag von Skeltek » 30. Mai 2013, 00:51

positronium hat geschrieben:Leider kann ich Deiner Argumentation nicht folgen. Ich sehe das aber so, als würde das Schiff Teil des Wellenmediums - statt des Schiffs könnte man genau so gut ein Wassermolekül markieren und verfolgen.
Ein Teilchen auf der Oberfläche ändert seine Position. Das muss zwangsläufig so sein wenn der kürzeste Weg vom Beckenrand zum markierten Teilchen vorher durch eine Sinuswelle unterbrochen war und nach dem passieren der Welle nur noch eine gerade Wegstrecke ist. Selbst wenn seine Geschwindigkeit vorher-nachher unverändert wäre, so ist es zumindest um
die Differenz ("Berg-Tal" - "gerade Strecke") transportiert worden.

Das würde für mich bedeuten, daß ein nicht-absorbiertes Photon die durchdrungene Materie zumindest repositioniert hat(falls es sich nicht sogar um einen Impuls- bzw Energieaustausch mit Summe=0 handelt).
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seeker
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Re: Sinuswelle - Mateiretransport

Beitrag von seeker » 30. Mai 2013, 09:25

Na ja, aber Wasserwellen und Photonen bzw. EM-Wellen unterscheiden sich schon. Ich denke, man muss vorsichtig sein, wie weit man da mit den Analogien gehen darf.
Eine Wasserwelle hat eine Oberfläche und es wirkt die Schwerkraft senkrecht zur Ausbreitungsrichtung.

Eine EM-Welle ist ja im Prinzip nichts anderes als ein veränderliches EM-Feld, eine Störung darin, die sich mit c ausbreitet.
Ein Elektron darin wird sicher beschleunigt, aber nicht senkrecht zu den Feldlinien bzw. der Wellen-Ausbreitungsrichtung, sondern parallel dazu, d.h. "Surfer-Effekte" wie bei der Wasserwelle gibt es dort so nicht.

Ich stelle mir gerade ein ruhendes Elektron zwischen zwei Kondensatorplatten vor.
Nun lade ich den Kondesnator indem ich eine Sinusspannung anlege und somit ein entsprechendes Feld zwischen den Platten erzeuge.
Was macht das Elektron? Es schwingt zwischen den Platten hin und her, wird also beschleunigt. Daher wird dem Feld Energie entnommen, denn Beschleunigung ist (physikalische) Arbeit verrichten.
Beschleunigte Ladungen müssen nach der Elektrodynamik ihrerseits wieder eigene EM-Wellen aussenden.

Wobei solche Überlegungen ihre Grenzen haben. Ich denke, man muss da schon die QM bemühen, wenn man die WW zwischen Elektron und Photon genau beschreiben will.

Grüße
seeker
Grüße
seeker


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Re: Sinuswelle - Mateiretransport

Beitrag von positronium » 30. Mai 2013, 10:48

Skeltek hat geschrieben:Ein Teilchen auf der Oberfläche ändert seine Position. Das muss zwangsläufig so sein wenn der kürzeste Weg vom Beckenrand zum markierten Teilchen vorher durch eine Sinuswelle unterbrochen war und nach dem passieren der Welle nur noch eine gerade Wegstrecke ist. Selbst wenn seine Geschwindigkeit vorher-nachher unverändert wäre, so ist es zumindest um
die Differenz ("Berg-Tal" - "gerade Strecke") transportiert worden.
Demnach würdest Du die Länge der Oberfläche messen. Richtig?
Ich glaube aber, dass man das nicht darf. Die Oberfläche ist für die Welle nur eine Erscheinung.
Anhand eines Beispiels mit sprunghaftem Anstieg und Abfallen der Welle ist das schöner zu sehen. ▄ sei ein Teilchen des Mediums.
A: ▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄
B: ▄▄█..▄▄▄▄▄▄
Es ist doch bei B nur für die Welle ein Teilchen aus dem jetzt (fast) weissen Bereich nach links verschoben. Die senkrechten Kanten darf man nicht messen, weil man sonst die Aussenkanten der Teilchen mitmessen würde. B ist also genau so lang wie A.

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