Hallo erstmal,
Ich habe da ein paar Fragen, die ich mir in letzter Zeit gestellt habe und keine befriedigenden Antworten erhalten habe.
Es ist ja bewiesen, dass Licht eine universelle Konstante ist und somit immer die gleiche Geschwindichkeit, unabhängig von der Geschwindichkeit des Beobachters ist.
Licht breitet sich ja nur im Vakuum mit knapp 300 000 Km/S aus. In der Luft 3% langsammer, und Forscher haben es geschafft, das Licht auf 1,5 Km/s zu drossel, in dem sie es durch ein spezielles Material geschickt haben. Können nun Teilchen, die durch den gleichen Stoff geschickt werden das Licht überholen, da es sich dann ja „nur“ mit 1,5 Km/s ausbreitet?
Licht besteht aus Quanten. Aber wie muss man sich diese Biester vorstellen?
Teilchen können die Lichtgeschwindichkeit nicht erreichen. Könnten es theoretisch andere Wellen oder unerforschte Sachen wie z.B. „schwarze Materie“ oder etwas in diese Richtung (Bitte nicht schlagen!)?
Was Anderes, die kleinsten Teilchen die ich kenne sind die Elektronen. Was kennt ihr noch für kleinere Teilchen?
Ich habe da ein paar Fragen, die ich mir in letzter Zeit
gestellt habe und keine befriedigenden Antworten erhalten
habe.
Es ist ja bewiesen, dass Licht eine universelle Konstante ist
Licht ist ein Phänome, keine Konstante.
und somit immer die gleiche Geschwindichkeit, unabhängig von
der Geschwindichkeit des Beobachters ist.
Im Vakuum, ja
Licht besteht aus Quanten. Aber wie muss man sich diese
Biester vorstellen?
Vorstellen? Meinst du das ernst?
Es hat keine Ruhemasse, da fällt es schon schwer sich das vorzustellen. Wieso willst du dir denn ein Photon vorstellen?
Teilchen können die Lichtgeschwindichkeit nicht erreichen.
Könnten es theoretisch andere Wellen oder unerforschte Sachen
wie z.B. „schwarze Materie“ oder etwas in diese Richtung
(Bitte nicht schlagen!)?
Prinzipiell gilt: Nichts mit Masse kann c erreichen. Bei Wellen ist das durchaus vorstellbar (z.B. Gravitationswellen).
Was Anderes, die kleinsten Teilchen die ich kenne sind die
Elektronen. Was kennt ihr noch für kleinere Teilchen?
Wie groß ist das Elektron denn?
Mir ist keine verlässliche Quelle bekannt, die beweisen würde, dass es punktförmig ist. Man kann obere Abschätzungen für den Radius angeben, mehr nicht.
Noch was anderes: Wie definierst du die Größe eines Elektrons? Da es ein quantenmechanisches Objekt ist, ist es ja in gewissem Maße delokalisiert. Eine sinnvolle Größenangabe wäre je nach Anwendungsfall z.B. die Compton-Wellenlänge (10^(-12) m), oder bei Streuexperimenten der Wirkungsquerschnitt (mit Röntgenstrahlen: r = 3*10^(-15) m).
Licht breitet sich ja nur im Vakuum mit knapp 300 000 Km/S
aus. In der Luft 3% langsammer, und Forscher haben es
geschafft, das Licht auf 1,5 Km/s zu drossel, in dem sie es
durch ein spezielles Material geschickt haben.
Man hat es sogar schon vollkommen zum Stillstand gebracht.
Können nun
Teilchen, die durch den gleichen Stoff geschickt werden das
Licht überholen, da es sich dann ja „nur“ mit 1,5 Km/s
ausbreitet?
Ja. Und um der nächsten Frage zuvor zu kommen: Wenn die Teilchen elektrisch geladen sind, ensteht dabei auch sowas wie ein Überlichtblitz - die sogenannte Tscherenkow-Strahlung.
Licht besteht aus Quanten. Aber wie muss man sich diese
Biester vorstellen?
Am besten gar nicht. Unser Vorstellungsvermögen versagt in diesem Bereich. Alles was wir uns vorstellen können, wäre ein untauglicher Versuch, unsere Alltagserfahrung in die Quantenwelt zu übertragen.
Teilchen können die Lichtgeschwindichkeit nicht erreichen.
Könnten es theoretisch andere Wellen oder unerforschte Sachen
wie z.B. „schwarze Materie“ oder etwas in diese Richtung
(Bitte nicht schlagen!)?
Rein theoretisch ja. Solche Teilchen nennt man Tachyonen. Die können die Lichtgeschwindigkeit allerdings auch nicht überschreiten. Sie können nämlich nicht langsamer werden als das Licht. Außerdem können sie mit nichts wechselwirken, was sich nicht ebenfalls schneller als das Licht bewegt. Da wir Tachyonen deshalb grundsätzlich nicht beobachten können, werden sie auch immer Theorie bleiben.
Was Anderes, die kleinsten Teilchen die ich kenne sind die
Elektronen. Was kennt ihr noch für kleinere Teilchen?
Da niemand weiß, wie groß Elektronen sind (möglicherweise haben sie gar keine Größe), wird wohl niemand kleinere Teilchen kennen.
Noch was anderes: Wie definierst du die Größe eines Elektrons?
Da es ein quantenmechanisches Objekt ist, ist es ja in
gewissem Maße delokalisiert. Eine sinnvolle Größenangabe wäre
je nach Anwendungsfall z.B. die Compton-Wellenlänge (10^(-12)
m), oder bei Streuexperimenten der Wirkungsquerschnitt (mit
Röntgenstrahlen: r = 3*10^(-15) m).
Hallo,
Na diese Antwort wird einem Schüler der 11. Klasse sicher etwas gebracht haben
Grüße Rankin
Na diese Antwort wird einem Schüler der 11. Klasse sicher
etwas gebracht haben
Motz nicht, machs besser . Und ich finde, dass man sich möglichst früh daran gewöhnen sollte, dass bestimmte Dinge auf mikroskopischer Ebene einfach nicht mehr definiert sind. Zumindest nicht mehr so, wie man sich das makroskopisch vorstellt.
Teilchen können die Lichtgeschwindichkeit nicht erreichen.
Könnten es theoretisch andere Wellen oder unerforschte Sachen
wie z.B. „schwarze Materie“ oder etwas in diese Richtung
(Bitte nicht schlagen!)?
Elektromagnetische Wellen breiten sich im Vakuum mit Lichtgeschwindigkeit aus.
Ich gebe dir dabei uneingeschränkt recht, zumal der nach seiner ViKa selbsternannte „Möchtegernphysiker“ bei seiner Antwort ganz zu Beginn auf die berechtigte Frage des Schülers der 11. Klasse : " Es ist ja bewiesen, dass Licht eine universelle Konstante ist " mit dem hochtrabenden Satz geantwortet hat : „Licht ist ein Phänome , keine Konstante“.
Bei einer solch „tiefgreifenden Richtigstellung“ müßte man doch vom Autor annehmen, dass er seine Aussage (von 6 Wörtern) zumindest nach einer grammatikalisch korrekten Schreibweise ( insbesondere vor einem Schüler der 11. Klasse) formulieren kann.
Gruß,
Schuf
[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]
Meine Vorredner haben schon vieles gesagt, insb. DrStupid. Hier noch ein paar Ergänzungen:
Licht breitet sich ja nur im Vakuum mit knapp 300 000 Km/S
aus. In der Luft 3% langsammer, und Forscher haben es
geschafft, das Licht auf 1,5 Km/s zu drossel, in dem sie es
durch ein spezielles Material geschickt haben. Können nun
Teilchen, die durch den gleichen Stoff geschickt werden das
Licht überholen, da es sich dann ja „nur“ mit 1,5 Km/s
ausbreitet?
Bei der Ausbreitung von Wellen muss man immer zwei Geschwindigkeiten unterscheiden: Die Phasengeschwindigkeit und die Gruppengeschwindigkeit. Meistens meint man die Gruppengeschwindigkeit. Das ist nämlich die Geschwindigkeit, mit der sich ein Wellenpaket als Ganzes fortbewegt. Die Phasengeschwindigkeit gibt an, wie schnell sich ein Punkt einer bestimmten Phase (also z. B. ein Wellenberg) fortbewegt. Bei vielen Phänomenen stimmen Phasen- und Gruppengeschwindigkeit überein (z. B. Lichtausbreitung im Vakuum), jedoch nicht bei allen. Bei Lichtausbreitung im Medium ist das nicht mehr so. Insbesondere die Phasengeschwindigkeit hängt dann von der Frequenz des Lichts ab. Es kommt zu Dispersion.
Was Anderes, die kleinsten Teilchen die ich kenne sind die
Elektronen. Was kennt ihr noch für kleinere Teilchen?
Größe im Sinne von „Durchmesser“ hat für quantenmechanische Größenordnungen keine Bedeutung. Vielleicht hast Du schon einmal von der Unschärferelation gehört. Da Quantenobjekte eine Wellennatur haben, ist es unmöglich, sie an einem Ort festzunageln. Deswegen kann man auch nicht ihren „Durchmesser“ bestimmen.
Ein viel brauchbarer Begriff ist in der Teilchenphysik die (Ruhe-)Masse. Es gibt Teilchen, die eine geringere Ruhemasse als das Elektron haben: Die Neutrinos. Allerdings könnte es auch sein, dass sie gar keine Ruhemasse haben.
Am besten gar nicht. Unser Vorstellungsvermögen versagt in
diesem Bereich.
Ich glaube dass wir uns alles vorstellen können, wenn wir
genug darüber wissen. Daran scheitert es aber. Und da wir
nicht genug darüber wissen (Universum, Licht, Unendlichkeit
etc.) versuchen wir es mit bekannten (endlichen, realen)
Dingen zu vergleichen, was es uns allerdings unmöglich macht
zu begreifen.
Was Anderes, die kleinsten Teilchen die ich kenne sind die
Elektronen. Was kennt ihr noch für kleinere Teilchen?
Als geometrische Gestalt eines Teilchens wird generell seine normierte räumliche Ladungsverteilung
f( r ) = ρ( r ) / ∫d r ρ( r )
verstanden. Damit lässt sich dann gemäß:
R² = ∫d rr² f( r )
ein mittlerer Teilchenradius R angeben.
Da die Ladungsverteilung einen Einfluss auf die Winkelverteilung bei der Streuung mit einem Sondierungsteilchen hat, kann die Ladungsverteilung durch Streuexperimente ermittelt werden. Dabei hat sich ergeben, dass Leptonen (wozu auch das Elektron zählt) und Quarks in der Tat als punktförmig angesehen werden können. Sie bilden damit die fundamentalen Bausteine der Materie.
Hallo erstmal,
Ich habe da ein paar Fragen, die ich mir in letzter Zeit
gestellt habe und keine befriedigenden Antworten erhalten
habe.
Als ich die Artikel gelesen habe musste ich erst einmal schlucken, aber jetzt ist mir einiges klarer geworden und ich habe genug Informationen um mich besser informieren zu können.
Ich war von einer festen Größe der Elektronen ausgegangen, da überall nur von „den fast kleinsten Teilchen“ die Rede war.
. Und ich finde, dass man sich möglichst früh daran gewöhnen sollte, dass bestimmte Dinge auf mikroskopischer Ebene einfach nicht mehr definiert sind. Zumindest nicht mehr so, wie man sich das makroskopisch vorstellt.