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Beitrag von wilfried » 26. Aug 2006, 08:48

Lieber Mac,

Deine zweifel sind angebracht, aber ich glaube "uns Albert" braucht keinen Herzkasper zu erlangen. Die Natwort ist:

Dieses Ergebnis ist ein rein theoretischens, welches sich aus den Gleichungen halt ergibt.
Das nimm mal so hin.
Die Tscherenkov Strahlung kennt einen T.Winkel, der ähn lich zu verstehen ist, wie der MACH-Winkel (Überschallknall).
Wenn die Photonenerngie hq omega << mc^2, dann kannst Du diesen Winkel in etwa angeben mit cos delta = c / (nv) = c' / v
Dass, was ich vorher erzählte ist nur gültig, wenn eben die Teilchengeschwindigkeit v > c' = c/n ist
Da aber im leeren Raum n = 1 ist (das ist der entscheidende Punkt, wo die Theorie durch die Wirklichkeit begrenzt wird. Nur hier!!) ist (!!!), kann v niemals größer als c werden.

Das ist der Grund, warum es im leeren Raum (ich vermeide stets den Begriff Vakuum) keine Photonenemission gibt und geben kann.

Jetz etwas klarer geworden? Bedenke: dies ist wohl eines der schwierigsten Kapitel der Quantenmechanik überhaupt. Frage mal Physiker danach. Mal gespannt, wieviele das wissen... es sei denn, sie lesen das Forum oder haben das als Fachgebiet gewählt.

Gruß

Wilfried
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Beitrag von Maclane » 26. Aug 2006, 09:11

Na da bin ich ja erleichtert. Der gute alte Einstein, möge er in Frieden ruhen. :)

Die Essenz ist also, dass sich aus den Gleichungen von Elektromagnetismus und Relativitätstheorie eine Überlichtgeschwindigkeit im Prinzip (also nur auf dem Papier!) ergäbe, aber letztlich die Natur ihren Finger drauf hat und sagt, das geht nicht.

Und das kann man auch nicht vergleichen mit dem Tunneleffekt und seiner "scheinbaren" Überlichtgeschwindigkeit (Teilchen verschwindet und zack! taucht woanders wieder auf). Korrekt?

Dann freu ich mich jetzt auf deine Datei, die gravi nur noch verschicken oder zum Download bereit stellen muss. :)

Gruss Mac
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Beitrag von wilfried » 26. Aug 2006, 09:19

Lieber MacLane,

ich habe im Übrigen den Titel dieser Session etwas verbessert.
Was hier gezeigt wird ist der Fall schlechthin, daß die Theorie ein hohes Maß an Freiheit zuläßt, an Möglichkeiten freigibt.
Es ist aber der sorgfältigen Prüfung oblegen, ob die Natur da mitspielt.

Ich frage mich auch sehr häufig. gerade aus dem Anlaß solcher Erkenntnisse:

Habe wir alles überhaupt richtig gemacht?
Ist unsere beschreibende Wissenschaft tatsächlich mit den richtigen Werkzeugen unterwegs?

Irgendwo habe ich mal den Stz gelesen:
Gott ist trickreich, aber nicht gemein

Das kann man in der Tat nicht mit Tunneleffekte beschreiben. Derselbe geht rein aus der Statistik der Geschwindigkeits-/Energie- verteilung hervor, Rechts (hohe Energie) sind di Teilchen allemal so hoichenergetisch, daß die Barriere kleiner ist als die Augenblicksenergie dieser teilchen.

Aber hier: nein, hier trifft das nicht zu. Hier sagt die Theorie daß es so ist, wie beschrieben.

Lies Dich mal durchs Interent mit den Begriffen, die ich angab.

Netten Gruß

Wilfried
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Beitrag von AlTheKingBundy » 26. Aug 2006, 10:37

Ich werde mal versuchen zu helfen und hoffe, dass ich mich nicht wiederhole, weil ich nicht jeden einzelnen Beitrag studiert habe :-)

Um eine elektromagnetische Welle erzeugen zu können, benötigt man etwas geladenes, z.B. ein Elektron, welches von einer Atombahn zur anderen hüpft und dabei EM-Energie emittiert (ich weiß, quantenmechanisch übelst formuliert, aber es soll ja anschaulich sein).

Die Ausbreitung der Welle benötigt jedoch keinerlei Ladung mehr, denn setzt man die Quellen in den Maxwellgleichungen Null, ergeben sich für das E- und B-Feld Wellengleichungen.

Etwas anschaulicher wirds in Einsteins Viererschreibweise, denn das Viererpotential ist (my geht dabei von 1-4):

(A_my) = (Ax, Ay, Az,V)

Die drei Ortskomponenten fassen wir zusammen zum Vektorpotential A.
Die zeitliche Komponente V ist das Coulombpotential, welches wir im Vakuum Null setzen können. Dann ist B gegeben durch die Verwirbelung von A

B = rot A

und E durch die zeitliche Änderung von A

E = -dA/dt


Man benötigt im Vakuum also keinerlei Ladung zur Ausbreitung einer elektromagnetischen Welle auch keine Quantenmechanik oder ein brodelndes Vakuum :-)

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Beitrag von Maclane » 26. Aug 2006, 11:44

Eine ähnliche Antwort hatte ich auch, aber du hast es schöner formuliert Al. :)

Aber jetzt kommt mir wieder eine Frage in den Sinn:
Wilfried hat geschrieben:Ein sich im freien Raum (Materiefreihei, wie in der Frage vorausgesetzt) sich bewegendes Elektron kann icht strahlen!
okay, akzeptiert...
Wilfried hat geschrieben:Weiter im Text: Das Medium wirkt wie ein zweiter Körper und kann den Impuls aufnehmen und eine Rückstoß erzeugen. DieEnergiegleichung (Hamilton), die sich daraufhin ergibt zeigt jedoch nicht mehr die Gesamtenergie des Systems, sondern die um diesen Rückstoß reduzierte Energie.

Unter diesen Voraussetzungen können geleadene Teilchen Photonen emittieren und absorbieren und nur so!!!!
Da muss ich nachhaken.
Ich habe gelernt, einen Strom gibt's dann, wenn sich z.B. in einem Kupferdraht die Elektronen relativ zu den positiv geladenen Protonen bewegen (oder z.B. auch in einem Plasma). Und dabei wird elektromagnetische Strahlung frei.
Jetzt sprichst du einfach von "Medium". Schliesst das auch ein "neutrales" Medium mit ein? Also eines, was nicht elektromagnetisch wechselwirkt?

Was wäre, wenn ich meine Elektronen durch eine Neutronenwolke hindurch jage? Also eine Wolke nur aus Neutronen.
Das ist natürlich schwierig zu machen, weil die Neutronen so ansich ja nicht stabil sind. Aber ich könnte ja wasweißich die Neutronenwolke auf eien relativistische Geschwindigkeit bringen und somit ihre "Lebensdauer" erhöhen. Und dann lass ich die Elektronen von der entgegengesetzten Richtung (also von vorne) da durch fliegen.
Von Strom kann man eigentlich nicht sprechen, oder doch?
Und machen die Elektronen dann Strahlung oder nicht?

Gruss Mac
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Beitrag von AlTheKingBundy » 26. Aug 2006, 18:47

Zur Produktion elektromagnetischer Strahlung bedarf es beschleunigter Ladung (Stichwort Hertzscher Dipol). Bewegt sich z.B. ein Elektron in einem Inertialsystem (nichtbeschleunigtes Bezugssystem), so strahlt es auch nicht! :D

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Beitrag von Maclane » 28. Aug 2006, 10:43

Jetzt bin ich verwirrt. :roll:

Einmal heisst es, elektromagnetische Strahlung gibts nur, wenn Elektronen durch ein "Medium" fliegen.
Dann heisst es, elektromagnetische Strahlung gibts, wenn ein Elektron seinen Quantensprung macht.
Dann heisst es, elektromagnetische Strahlung gibts nur, wenn Elektronen beschleunigt werden

Ja wie denn, was denn nun?
Dass bei der Impulsweitergabe, von der Wilfried sprach, auch Beschleunigungskräfte wirken, seh ich ja noch ein.
Aber doch nicht, wenn das Elektron von einer Bahn auf die andere "hüpft", oder doch?

Könnte das mal jemand aufklären? :)
Aber vielleicht würde sich das auch von selbst erklären, wenn gravi die Datein von Wilfried verteilen könnte.... ;)

Gruss Mac
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Beitrag von AlTheKingBundy » 28. Aug 2006, 11:16

Ersteres ist Quark, ein Elektron muss nicht durch ein Medium fliegen, um zu strahlen (kann jedoch).

Beschleunigte Ladung strahlt!

Der Quantensprung kann als Beschleunigungsakt eines Elektrons angesehen werden (beim Übergang von einem Quantenzustand = Bahn zum anderen).

Und man denke an die Synchrotronstrahlung, wo Elektronen oder Protonen in Vakuumröhren im Kreis herumsausen und ihre Energie ungewollter Weise teilweise durch Synchrotronstrahlung abgeben.

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Beitrag von wilfried » 28. Aug 2006, 19:07

Hallo Ihr entten Leute,

der gravi war schon lange so nett und hat mein file in dieses Thema gestellt. Der link ist auf einer meiner Antworten zweimal auf Seite 2 eingefügt worden.

Ich lass Euch jetzt aber erst mal mit Euren Verwirrungen und Zweifeln und Quanten allein.
Mal sehen, ob ich nächstes Wochenende zeit finde, dann kann ich ja noch ein paar erklärende Dinge schreiben.
Es sei denn, bis dahin ist die Verwirrung beseitigt., Gibt ja noch andere imn Forum, die mir aushelfen können mit den kleinen Hilfen.

Gruß und bis bald wieder

Wilfried
Zuletzt geändert von wilfried am 31. Aug 2006, 08:27, insgesamt 1-mal geändert.
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Beitrag von gravi » 28. Aug 2006, 19:27

@Maclane:

Die Aussagen sind in der Tat etwas verwirrend. Ich würde das einmal vereinfacht ausdrücken:
Wenn sich das Elektron im Kupferdraht bewegt, so strahlt es auch. Einfach deshalb, weil sich nicht nur das Teilchen selbst bewegt, sondern weil es ja gleichzeitig Träger einer elektrischen Ladung ist. Und bewegte Ladungen produzieren ein elektromag. Feld.

Was Al meint
Bewegt sich z.B. ein Elektron in einem Inertialsystem (nichtbeschleunigtes Bezugssystem), so strahlt es auch nicht!
verstehe ich nicht ganz. Der Kupferdraht ist ein unbewegtes, nicht beschleunigtes System. Würde aber durch die frei beweglichen und durch Anlegen einer Spannung fließenden Elektronen kein elektromagnetisches Feld erzeugt, dann dürfte sich ab morgen kein Motor mehr drehen und aus keiner Steckdose würde mehr "Saft" fließen.

Andererseit muss ich Al Recht geben, wenn er sagt, dass Elektronen auch im "absoluten" Vakuum strahlen. Dazu bedarf es nun wirklich keines Mediums. Sie müssen sich nur ordentlich bewegen.

Wenn Du willst, kannst Du sie auch durch eine Neutronenwolke fliegen lassen, es dürfte ihnen Wurscht sein - sie strahlen trotzdem.

Gruß
gravi
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Beitrag von AlTheKingBundy » 29. Aug 2006, 09:51

Die Sache ist gar nicht soooo verwirrend. Natürlich erzeugt ein Dynamo eine Spannung. Die Maxwellgleichungen sagen dazu:

Ein sich zeitlich änderndes Magnetfeld (ist ja beim rotierenden Dynamo der Fall) erzeugt ein verwirbeltes elektrisches Feld und umgekehrt.

Also, legen wir z.B. eine Wechselspannung an einen Draht so schwingen die Elektronen im Takt der Wechselspannung hin und her, d.h. wir haben beschleunigte Ladungen, also ein EM-Feld. Legen wir eine Gleichspannung an einen Draht/Spule, so haben wir nur ein statisches Magnetfeld und kein EM-Feld erzeugt!

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Beitrag von wilfried » 31. Aug 2006, 14:05

Liebe Freunde der Astrophysik,

ich habe die Fragestellung der Dualität Korpuskel - Welle ein klein wenig ausgearbeitet. Diese Ausarbeitung ist als pdf file dem lieben "gravi" geschickt worden. Dazu gehören auch 2 MAPLE Beispiele, die ihm mit der gleichen Post zugeschickt wurden. gravi wird diese in absehbarer Zeit hier als link einfügen.

http://www.abenteuer-universum.de/userf ... savart.mws
http://www.abenteuer-universum.de/userf ... T00042.pdf

Für alle die kein MAPLE haben zeige ich jetzt einige Bildschirmaufnahmen von diesen files.

1. file welle3d

Das folgende Foto ist die Erkärung des files
Bild

Dieses Foto zeigt einen Zeitpunkt aus dieser Animation. Schön sind hier die Brechungen am Spalt zu sehen. Der Spalt ist unten in der Mitte.


Bild

Das folgende Bild zeigt die Ablösung einer elektromagnetischen Welle im Nahbereich an einer stromdurchflossenen Spule mit 5 Windungen. Das Vektorpotential ist grün, die magnetische Flussdichte blau dargestellt.

Bild

Ich hoffe, daß mit diesen Erklärungen des wie und warum dieser Dualität zumindest einigermaßen verständlich beantwortet wurde.

Netten Gruß

Wilfried
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