Geschwindigkeit Lichtgeschwindigkeit Vakuum Ladung Wirkung Auswirkungen Wechselwirkung

Lichtgeschwindigkeit&Vakuumfluktuation

Von: , Frage gestellt am Do, 2. Sep 1999

Die Wirkung der Schwerkraft ausgenommen,beruhen alle Wechselwirkungen des Lichtes auf seiner
Wechselwirkung mit elektrischen Ladungen.Elektrische Ladungen absorbieren und emittieren Licht in
dem Elementarprozess.Aus der elementaren Wechselwirkung von Licht mit einer elektrischen Ladung
folgt sowohl die Wechselwirkung von Licht mit den im Vakuum fluktuierenden elektrischen Ladungen
als auch die von Ladungen mit der elektromagnetischen Nullpunktsstrahlung.Es gibt auch eine reine Vakuumfluktuation ohne Beteiligung reeler Teilchen. Licht< steht hier abermals für elektromagnetische Wellen mit beliebigen Frequenzen : Sie bewegen sich nicht frei sondern werden durch die elektrisch geladenen Elektronen-Positronen-Paare des Vakuum gestreut.
Man kann auch sagen, dass das Photon de Abbildung ein virtuelles Elektron-Positron-Paar erzeugt,das
gleich wieder in ein Photon vernichtet wird.

Gut!Jetzt kommt meine Frage!Gibt es ein Zusammenhang zwischen Lichtgeschwindigkeit und Dichte der Vakuumfluktuationen?Heisst das,dass wenn man in einem Raum die Vakuumsfluktuationsdichte manipuliert
(wie zB bei Casimir-Effekt ) Auswirkungen für Lichtgeschwindigkeit auftretten könnten???
Danke!

29 Antworten zu dieser Frage

1. Antwort von nach 3 Tagen hilfreich

   the story continues

   Alles sehr interessant. Mir kam in diesem Gedankengang vor einiger Zeit die Frage auf, ob Licht durch eben diese beschriebenen Wechselwirkungen nicht auch einem dissipativen Prozeß unterliegt. Der Energie"verlust", bzw. die Dissipation sollte dann doch abhängig sein von der Strecke, die das Licht zurücklegt. Wenn der Effekt sehr klein ist, vermag man ihn nur bei extrem großen Entfernungen zu beobachten. Warum kann das nicht mit ein Grund sein für die beobachtete Rotverschiebung entfernter Objekte ?
   
   Jochen
   

   • Antwort von nach 5 Tagen hilfreich

     Re: the story continues

     Warum kann das nicht mit ein
     Grund sein für die beobachtete
     Rotverschiebung entfernter Objekte ?
     Warum soll eine solche Dissipation (mal angenommen, sie findet tatsaechlich statt) einen Red Shift bewirken? Die Amplitude der em- (licht-) Welle wird in diesem Falle einfach kleiner, an der Frequenz aendert sich nichts! Oder wird das Scheinwerferlicht eines Dir entgegekommenden Autos immer blauer/violetter bis Du Dich mit ihm kreuzt?
     
     Matthias
     

     • Antwort von nach 5 Tagen hilfreich

       Re^2: the story continues

       Also wie ist das ? Kann die Amplitude einer elektromagnetischen Welle überhaupt unterschiedliche Werte annehmen ? Bestimmt hier nicht die Frequenz den Energiegehalt der Welle ? Zur Frage mit dem Auto: Ja ! Wenn's mir entgegenkommt, sehe ich das Licht leicht blauverschoben (könnte man sicher messen, wenn's Autos gäbe, die über 0.1c erreichten...), wenns wegfährt rotverschoben. Gleicher Effekt (Doppler-Effekt ?) mit dem Ton der Hupe. Frag mich aber, ob sich dabei auch der Schalldruck ändert. Glaub ich aber nicht.
       Also was ?
       
       Grüße
       Jochen *derlangsamrotsieht*
       

       • Antwort von nach 5 Tagen hilfreich

         Re^3: the story continues

         Also wie ist das ? Kann die Amplitude
         einer elektromagnetischen Welle überhaupt
         unterschiedliche Werte annehmen ?
         Klar, warum nicht? Eine em-Welle im Vakuum ist z.B. (1dim)
         E(x,t)=E0*cos(wt-kx)
         H(x,t)=H0*cos(wt-kx+a)
         Die momentane Energiedichte ist im wesentlichen E^2+H^2 (mit irgendwelchen epsilons und mus). Wenn die Welle dissipiert, d.h. die Amplitude E0 mit der Zeit kleiner wird [ E0=E0(t) und E0(t2)<E0(t1) fuer t1<t2], dann schrumpft auch die Energiedichte der Welle. Das ist natuerlich rein klassisch, auf die Aeste der QM lasse ich mich nicht heraus.
         
         Wenn man den Teilchencharakter des Lichts betrachtet, koennen Photonen natuerlich nur diskrete Energien "hquer_omega" haben. Durch eine Dissipation wird nicht die Energie jedes Photons reduziert (was dessen omega verkleinern wuerde --> Red Shift), sondern einige Photonen werden einfach absorbiert und kommen nicht beim Beobachter an. Der Intensitaetsverlust resultiert aus dem Fehlen einiger Photonen, nicht aus der Reduktion der Energie eines einzelnen Photons. Zur Frage mit
         dem Auto: Ja ! Wenn's mir entgegenkommt,
         sehe ich das Licht leicht blauverschoben
         (könnte man sicher messen, wenn's Autos
         gäbe, die über 0.1c erreichten...), wenns
         wegfährt rotverschoben. Gleicher Effekt
         (Doppler-Effekt ?) mit dem Ton der Hupe.
         Ja klar! Die Frage war schlecht gestellt. Natuerlich gibt's den Doppler-Effekt. Ich dachte an den "Red Shift infolge unterschiedlicher Distanzen", den Du postuliert hattest. In diesem Fall muessten die Autos in Ruhe sein. Wenn es diesen Redshift gaebe, muesste ein weit enferntes Licht violetter sein als das gleiche Licht aus der Naehe betrachtet.
         
         Matthias
         

2. Antwort von nach 6 Stunden hilfreich

   Re: Lichtgeschwindigkeit&Vakuumfluktuation

   Sehr interessant,
   das wuerde ja praktisch bedeuten, dass selbst im Vakuum der 'index of refraction' n nicht gleich 1 ist, oder?
   Auf die antwort bin ich auch gespannt.
   

   • Antwort von nach 13 Stunden hilfreich

     Re^2: Lichtgeschwindigkeit&Vakuumfluktuation

     Sehr interessant,
     das wuerde ja praktisch bedeuten, dass
     selbst im Vakuum der 'index of refraction'
     n nicht gleich 1 ist, oder?
     Auf die antwort bin ich auch gespannt.
     Ist es nicht so, dass der Brechungsindex durch den Vergleich mit der Vakuumlichtgeschwindigkeit definiert ist?
     Da das Licht im Vakuum nun mal mit Vakuumlichgeschwindigkeit unterwegs ist, gilt n=1.
     
     Interessant wäre aber dennoch, ob man aus den Vakuumfluktuationen den Wert der Lichtgeschwindigkeit berechnen kann.
     
     Gruß
     Stefan
     

     • Antwort von nach einem Tag hilfreich

       Re^3: Lichtgeschwindigkeit&Vakuumfluktuation

       Sehr interessant,
       das wuerde ja praktisch bedeuten, dass
       selbst im Vakuum der 'index of
       refraction'
       n nicht gleich 1 ist, oder?
       Auf die antwort bin ich auch gespannt.
       
       Ist es nicht so, dass der Brechungsindex
       durch den Vergleich mit der
       Vakuumlichtgeschwindigkeit definiert ist?
       Da das Licht im Vakuum nun mal mit
       Vakuumlichgeschwindigkeit unterwegs ist,
       gilt n=1.
       "Klassisch" stimmt...aber da bei dem Casimir-Effekt,wegen der aufgetrettenden negativen Vakuumdichte zwischen der Platten,vermute ich eine Überlichtgeschwindigkeit...Dann ist der Index n=C/C.casimir
       Interessant wäre aber dennoch, ob man aus
       den Vakuumfluktuationen den Wert der
       Lichtgeschwindigkeit berechnen kann.
       
       Gruß
       Stefan
       

   • Antwort von nach 13 Stunden hilfreich

     Re^2: Lichtgeschwindigkeit&Vakuumfluktuation

     Sehr interessant,
     das wuerde ja praktisch bedeuten, dass
     selbst im Vakuum der 'index of refraction'
     n nicht gleich 1 ist, oder?
     Auf die antwort bin ich auch gespannt.
     Stimmt!Recht interessant...ich vermute n<1...aber das bedeutet eine UNENDLICHE Lichtgeschwindigkeit...ein Blödsinn...aber wer weiss,Quantenmechanik bringt viele Überaschungen :-)
     Wir warten auf einen Quanten-Profi!
     Marc
     

     • Antwort von nach 20 Stunden hilfreich

       Re^3: Tja, dann muß ich meinen Senf dazu geben

       - hier ist schon mal der erste selbsternannte Quantenprofi, erwarte schleunigst meine Widerlegung von anderen Quantenprofis... das wuerde ja praktisch bedeuten, dass
       selbst im Vakuum der 'index of
       refraction'
       n nicht gleich 1 ist, oder?
       Das Vakuum ist in diesem Sinne sowieso nicht leer, denn es ist ja ein e-m Feld vorhanden.
       Ein anständiges Vakuum ist frei von Materie *und* Strahlung. Auf die antwort bin ich auch gespannt.
       
       Stimmt!Recht interessant...ich vermute
       n<1...aber das bedeutet eine UNENDLICHE
       Lichtgeschwindigkeit...ein Blödsinn...aber
       wieso? c_n = c_vac / n, also wird das Licht halt ein bißchen schneller, aber nicht gleich \infty.
       
       Das Problem ist wieder mal, Lichtgeschwindigkeit im Medium und Lichtgeschwindigkeit als ``Kausalitätsgeschwindigkeit'' auseinanderzuhalten.
       Ich habe da auch nicht den vollen Durchblick, ich würde argwöhnen, daß ein durch den Innenraum eines Casimir-Kondensators geschickter Lichtstrahl
       wegen der Wechselwirkung mit den virtuellen Paaren letztlich abgebremst wird. wer weiss,Quantenmechanik bringt viele
       Überaschungen :-)
       Das ist eine Welt, die kein Romancier sich ausdenken kann! :-) Wir warten auf einen Quanten-Profi!
       Warten wir weiter!
       
       Gruß
       Stefan
       

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