Vermutlich ist meine Frage darauf zurückzuführen, daß ich die Welle-Teilchen-Dualität der elektromagnetischen Wellen nicht richtig verstehe (und vieles andere auch nicht).
Wenn ich mich im (leeren) Vakuum des Alls aufhalte, nimmt mein Auge das sichtbare Licht wahr, aus Milliarden von Quellen gleichzeitig.
Das heißt für mich, daß an der Stelle, an der mein Auge die Information aufnimmt, zum gleichen Zeitpunkt Milliarden von Photonen (=Teilchen) sein müssen. Also kann das Vakuum eigentlich nicht leer sein. Wo liegt mein Denkfehler?
Oder nimmt mein Auge eine Welle auf, welche durch alle Lichtquellen moduliert ist und somit als Teilchen nicht vorhanden?
Gruß Maitre
Das heißt für mich, daß an der Stelle, an der mein Auge die
Information aufnimmt, zum gleichen Zeitpunkt Milliarden von
Photonen (=Teilchen) sein müssen. Also kann das Vakuum
eigentlich nicht leer sein. Wo liegt mein Denkfehler?
Davon abgesehen, daß Photonen Quanten sind, also weder Teilchen noch Welle bzw. beides zugleich (besser kann ich es nicht umschreiben) ist da kein Denkfehler. Das Universum ist gerammelt voll mit Photonen. Vakuum erfordert nur die Abwesenheit von Materie. Energie darf ruhig da sein (und ist auch immer da).
Tatsächlich ist das auch das intergalaktische Vakuum nicht leer - wie MrStupid schon schreibt. Es ist nicht nur mit Photonen gefüllt sondern auch mit Neutrinos und anderen Teilchen.
Sofern man von Licht im Teilchenbild spricht, sind mit Teilchen die Photonen gemeint. Durch Quantelung eines Feldes kommt man auf die Teilcheneigenschaften, deren Gesamtheit dann das Teilchen „ist“. Alle Teilchen, auch Protonen usw. sind die „Quanten“ ihres Feldes.
Oder nimmt mein Auge eine Welle auf, welche durch alle
Lichtquellen moduliert ist und somit als Teilchen nicht
vorhanden?
Im Wellenbild beschrieben ist das richtig. An jedem Punkt gibt es eine Superposition aller elektromagnetischen Wellen.
Gruß
Metapher
Hallo Metapher,
Tatsächlich ist das auch das intergalaktische Vakuum nicht
leer - wie MrStupid schon schreibt. Es ist nicht nur mit
Photonen gefüllt sondern auch mit Neutrinos und anderen
Teilchen.
Da alle Teilchen sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegen, haben sie doch auch eine Masse. Ich glaube mich zu erinnern, daß nur die Ruhemasse =0 ist. Als Teilchen betrachtet müßte dann doch selbst eine beliebig ausgewählte Stelle im Vakuum eine große Masse haben durch die Summe der Teilchen.
Sofern man von Licht im Teilchenbild spricht, sind mit
Teilchen die Photonen gemeint. Durch Quantelung eines Feldes
Wäre das Feld beim Licht der Lichtkegel?
Im Wellenbild beschrieben ist das richtig. An jedem Punkt gibt
es eine Superposition aller elektromagnetischen Wellen.
Deren Energiegehalt abhängig ist von der Amplitude durch Addition der Energie der Teilchen (oder der Feldstärke)?
Gruß
Reinhard
Tatsächlich ist das auch das intergalaktische Vakuum nicht
leer - wie MrStupid schon schreibt. Es ist nicht nur mit
Photonen gefüllt sondern auch mit Neutrinos und anderen
Teilchen.
Da alle Teilchen sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegen, haben
sie doch auch eine Masse. Ich glaube mich zu erinnern, daß nur
die Ruhemasse =0 ist. Als Teilchen betrachtet müßte dann doch
selbst eine beliebig ausgewählte Stelle im Vakuum eine große
Masse haben durch die Summe der Teilchen.
Wenn ich mich nicht irre, ist mit Masse in diesem Sinne die Ruhemasse gemeint.
Sofern man von Licht im Teilchenbild spricht, sind mit
Teilchen die Photonen gemeint. Durch Quantelung eines Feldes
Wäre das Feld beim Licht der Lichtkegel?
Ja und Nein. Mit Feld ist hier das nur lokal bedeutsame, sehr begrenzte elektromagnetische Feld des Photons gemeint. Dieses Feld ist aber (im allgemeinen) nur da bedeutsam (= sichtbar in Form von Licht), wo man den Lichtkegel sieht.
Im Wellenbild beschrieben ist das richtig. An jedem Punkt gibt
es eine Superposition aller elektromagnetischen Wellen.
Deren Energiegehalt abhängig ist von der Amplitude durch
Addition der Energie der Teilchen (oder der Feldstärke)?
Die Energie ist proportional zum Quadrat der Amplitude der Feldstaerke.
Gruesse
Ingo
Hi maitre
Da alle Teilchen sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegen, haben
sie doch auch eine Masse. Ich glaube mich zu erinnern, daß nur
die Ruhemasse =0 ist. Als Teilchen betrachtet müßte dann doch
selbst eine beliebig ausgewählte Stelle im Vakuum eine große
Masse haben durch die Summe der Teilchen.
Nur (ruhe)masselose Teilchen können sich mit c bewegen - und nebenbei: können sich nur mit c bewegen.
Sofern man von Licht im Teilchenbild spricht, sind mit
Teilchen die Photonen gemeint. …
Wäre das Feld beim Licht der Lichtkegel?
Nein. Lichtkegel ist etwas ganz anderes, hat mit Felden nichts zu tun. In einem Raum/Zeit-Koordinatensystem bildet die Menge aller Trajektorien („Bahnen“), die ein vom Nullpunkt ausgehendes Photon haben könnte, den sog. (4-dim.) Lichtkegel.
Deren Energiegehalt abhängig ist von der Amplitude …
Deren Energiegehalt abhängig ist von der Frequenz.
Gruß
Metapher
1 „Gefällt mir“
Hallo Metapher,
Nur (ruhe)masselose Teilchen können sich mit c bewegen - und
nebenbei: können sich nur mit c bewegen.
Wenn sie sich bewegen (was sie ja immer tun), ist es dann die Bewegungsenergie, die mit E=mc² in Masse umgerechnet werden kann?
Deren Energiegehalt abhängig ist von der Amplitude.
Deren Energiegehalt abhängig ist von der Frequenz.
Ja, ich weiß, daß hochfrequente Strahlung energiereicher ist. Aber was drückt dann die Amplitude aus, wenn nicht auch eine höhere Energie?
Gruß Maitre
Wenn sie sich bewegen (was sie ja immer tun), ist es dann die
Bewegungsenergie, die mit E=mc² in Masse umgerechnet werden
kann?
E = mc2 = Gesamtenergie = Ruhenenergie + Ekin
mit m0 Ruhemasse:
E = mc2 = m0c2(1 - v2/c2)-1/2 = m0c2(1 + 1/2(v2/c2) + … + höhere Terme)
Da E = mc2 = hν (ν Frequenz)
ist m = hν/c2 das Masseäquivalent eines Photons der Frequenz ν
Deren Energiegehalt abhängig ist von der Frequenz.
Ja, ich weiß, daß hochfrequente Strahlung energiereicher ist.
Aber was drückt dann die Amplitude aus, wenn nicht auch eine
höhere Energie?
Die Quadrat der Amplitude ist die Intensität. Im Teilchenbild entspricht das der Anzahl der Photonen (genauer: der Photonendichte)
Gruß
Metapher
1 „Gefällt mir“
Übrigens ist sowieso - zumindest kurzzeitig - immer Masse selbst im leersten Vakuum: Die Vakuumenergie erzeugt sog. virtuelle Teilchen und zerstört sie wieder. Für den kurzen Zeitraum ihrer Existenz erfüllen die Teilchen, die auch eine Masse haben, den Raum mit derselbigen. Es gibt also kein perfektes Vakuum, denn die komplette Unterdrückung dieser Vakuumenergie ( natürlich auftretende Quantenfluktuation ) für einen Raumbereich erscheint mir unmöglich, denn das entspräche einem unendlich starken negativem Energiefeld und die Erzeugung desselbigen erfordert wohl unendlich viel Energie und würde eine unendlich starke Raumkrümmung ergeben und das wäre mal echt ein Problem 
).
Florian
Übrigens ist sowieso - zumindest kurzzeitig - immer Masse
selbst im leersten Vakuum