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Sind elektromagnetische Wellen REAL?

18 Beiträge ▪ Schlüsselwörter: Quantenmechanik, Theoretische Physik ▪ Abonnieren: Feed E-Mail
Seite 1 von 1

Sind elektromagnetische Wellen REAL?

07.07.2021 um 15:23
Hallo, sorry dass ich mit diesem langweiligen Thema störe,

ich versuche nun, mein Anliegen Euch unten so gut es geht zu beschreiben:

Werner Heisenbergs Vorlesungen an der Universität von St. Andrews (Schottland) im Wintersemester 1955/56 erschienen seitdem als Klassiker unter dem Titel 'Physik und Philosophie' immer wieder in neuen Auflagen.

Wenn ich nachts nicht schlafen kann, schlage ich irgendeine Seite auf u. nach 65 Jahren entdecke ich immer noch beinahe automatisch einen interessanten Verknüpfungspunkt zu meinen aktuellen quantentheoretischen Überlegungen, die dann so entspannend wirken wie eine Schlafdroge. (Dirac war mathematisch viel aussagekräftiger, aber er war blöderweise nicht so mitteilsam wie Heisenberg, was den Rest angeht)

Jetzt muss ich hier als Kernpunkt meines Beitrags dazwischenschieben, dass ich mit der Konstanz der Lichtgescheindigkeit immer große Schwierigkeiten hatte. Wie kann ich es in meinen Schädel reinkriegen, dass ich immer die gleiche Lichtgeschwindigkeit messe, egal ob ich mit dem Messaparat mich gegen die Lichtwellen des Senders bewege oder einfach stillhalte. Dass die Addition der Geschwindigkeiten nicht funktioniert, ist schwer verdaulich.

Jetzt fiel mir in Heisenbergs Buch neulich folgendes auf (Ullstein Bücher Nr 249 S.24), ich zitiere:

'Im Jahre 1924 versuchten Niels Bohr, Kramers und Slater, den scheinbaren Widerspruch zwischen Wellen- und Teilchenbild durch den Begriff der Wahrahrscheinlichkeitswelle zu beseitigen. Die elektromagnetischen Wellen wurden nicht als wirkliche Wellen, sondern als Wahrscheinlichkeitswellen, gedeutet, deren Intensität an jedem Punkt bestimmt, mit welcher Wahrscheinlichkeit ein Lichtquant von einem Atom an dieser Stelle absorbiert oder eventuell emittiert werden kann'

Was Heisenberg hier meint, kann mann quantenmechanisch voll nachvollziehen, wenn man eine Versuchsanordung mit zwei gegeneinder um einen vorgegebenen Winkel verdrehten lineran Polarisationsfiltern mit einzelnen Photonen beschiesst, sogar rückführend auf Maxwellschen Wellengleichungen.

Aber für mein Anliegen ist momentan nur die folgende Aussage wichtig: 'Die elektromagnetischen Wellen wurden nicht als wirkliche Wellen gedeutet.'

Vergessen wir nun die übrige Quantentheorie, nehmen wir einfach nur die Aussage mit, dass die elektromagnetischen Wellen nicht reale Wellen sind, dazu nehmen wir von der Relativitätstheorie die absolute Konstanz der Lichtgeschwindigkeit ohne Äther mit und landen dann in Maxwellschen Gleichungen, die die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit ja beinhalten.

Jetzt haben wir eine mathematisch genaue Vorschrift, was wir mit unserem Messapparat (im Vakuum) messen können, wenn wir Ort u. Stärke des Senders kennen. Aber wenn elektromagnetische Wellen nicht real existieren, messen wir auf keinen Fall etwas, was auf unser Messapparat zurollt, weil es sowas nicht gibt, wir messen nur das, was die mathematische Wellenbeschreibung uns vorschreibt.

Und DAS ist für 'menschlches' Verständis der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit entscheidend, finde ich: Dann ist es egal, ob unser Messapparat sich gegen den Sender bewegt oder nicht, wir messen nur das, was die mathematischen Gleichungen uns vorschreiben, dabei existieren keine Wellen, die auf das Messapparat zurollen, deren Geschwindigkeit wir zu der Geschwindigkeit unseres Messaparates dazuaddiern müssen. Und ansonsten stellen wir Messergebnisse definitiv nicht in Frage...

Ja, weg mit der Realität der elektromagnetischen Wellen, ja sogar weg mit Photonen-Bahnen vom Sender zum Empfänger. Das hat auch etwas mit 'Fernwirkung' zu tun u. da landen wir wieder in Quantentheorie.

---

PS: Ich weiss, wie problematisch es i.a. ist, im Netz mit sowas online zu gehen. Das ist mein zweiter Beitrag hier u. habe nicht die dämliche Vorstellung, 'als toller Hecht' hier vorzupreschen. Ich will nur sehr sachlich diskutieren über eine Idee, die 'MIR' interessant scheint. Und das ist aber auch alles.

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Sind elektromagnetische Wellen REAL?

07.07.2021 um 15:48
Zitat von baranobarano schrieb:Wie kann ich es in meinen Schädel reinkriegen, dass ich immer die gleiche Lichtgeschwindigkeit messe, egal ob ich mit dem Messaparat mich gegen die Lichtwellen des Senders bewege oder einfach stillhalte. Dass die Addition der Geschwindigkeiten nicht funktioniert, ist schwer verdaulich.
Das wurde uns im Physikunterricht erklärt. Leider habe ich die Erklärung nicht mehr parat.
Wenn Photonen keine Wellen sind, sind sie damit also auch keine Teilchen?
Aber widerspricht dem nicht der messbare Impuls (Lichtdruck)?


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Sind elektromagnetische Wellen REAL?

07.07.2021 um 16:02
Zitat von VerwunderterVerwunderter schrieb:Wenn Photonen keine Wellen sind, sind sie damit also auch keine Teilchen?
Aber widerspricht dem nicht der messbare Impuls (Lichtdruck)?
Ich versteh nicht, was das mit der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit zu tun hast, die du oben zitiert hast.

Und übrigens der Impuls ist nur messbar, wenn Photon von einem Atom absorbiert wurde oder meinetwegen mit einem Elektron zusammengestoßen ist, aber auf dem Weg dahin, kann von einem Impuls natürlich nicht die Rede sein..


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Sind elektromagnetische Wellen REAL?

07.07.2021 um 16:20
Zitat von baranobarano schrieb:Und übrigens der Impuls ist nur messbar, wenn Photon von einem Atom absorbiert wurde oder meinetwegen mit einem Elektron zusammengestoßen ist, aber auf dem Weg dahin, kann von einem Impuls natürlich nicht die Rede sein..
Wie sähe denn so eine "Messung" des Photonenimpulses aus? Ich dachte bisher, das ließe sich nur über die Frequenz (Wellenlänge) theoretisch berechnen. Das wir im Besitz von Messtechnik wären, die den Impuls direkt messen kann, ist mir neu.

Weiterhin ging ich bisher davon aus, dass ein Photon nach seiner Absorption nicht mehr existent wäre. Wie will man also nach der Absorption noch den Impuls bestimmen?

Meiner Meinung nach besitzt ein Photon nur dann einen Impuls, wenn es sich bewegt (also noch existiert). Die Stärke des Impulses ist dabei direkt proportional zu seiner Energie (LG ist ja immer konstant).


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Sind elektromagnetische Wellen REAL?

07.07.2021 um 16:34
Zitat von Peter0167Peter0167 schrieb:Wie sähe denn so eine "Messung" des Photonenimpulses aus? Ich dachte bisher, das ließe sich nur über die Frequenz (Wellenlänge) theoretisch berechnen. Das wir im Besitz von Messtechnik wären, die den Impuls direkt messen kann, ist mir neu.
Sagen wir, Wasserstoffatom kriegt ein passendes (frequenz) Photon geschenkt, naja , sein Elektron springt ins nächste Energiebahn


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Sind elektromagnetische Wellen REAL?

07.07.2021 um 16:36
Zitat von Peter0167Peter0167 schrieb:Weiterhin ging ich bisher davon aus, dass ein Photon nach seiner Absorption nicht mehr existent wäre. Wie will man also nach der Absorption noch den Impuls bestimmen?
Über Energielevel des absorbierenden Atoms...


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Sind elektromagnetische Wellen REAL?

07.07.2021 um 16:40
Zitat von baranobarano schrieb:Über Energielevel des absorbierenden Atoms...
Du willst damit also ausdrücken, dass man den Impuls eines Photons direkt messen kann, indem man das "Energielevel" des absorbierenden Atoms" misst?!

Hast du dafür eine Quelle, wo ich mir das mal anschauen kann?


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Sind elektromagnetische Wellen REAL?

07.07.2021 um 16:55
Zitat von Peter0167Peter0167 schrieb:Meiner Meinung nach besitzt ein Photon nur dann einen Impuls, wenn es sich bewegt (also noch existiert). Die Stärke des Impulses ist dabei direkt proportional zu seiner Energie (LG ist ja immer konstant).
Einn Photon hat immer die Licht-Geschwindigkeit, sein Impuls hat mit seiner Masse o. Geschwindigkeit nichts zu tun, der Impuls eines photons mit der Wellenlänge a ist p=h/a, (deBroglie: Materiewelle, h: Planksche konstante)


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Sind elektromagnetische Wellen REAL?

07.07.2021 um 17:07
Zitat von Peter0167Peter0167 schrieb:Du willst damit also ausdrücken, dass man den Impuls eines Photons direkt messen kann, indem man das "Energielevel" des absorbierenden Atoms" misst?!

Hast du dafür eine Quelle, wo ich mir das mal anschauen kann?
Impuls ist plancksche konstante / wellenlänge, Wellenlänge ist ja 'irgendwie Proportional' zu frequenz, also wenn ein Atom ein photon mit einer bestimten frequenz auf nimmt, springt ein elektron zum nächsten level.


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Sind elektromagnetische Wellen REAL?

07.07.2021 um 17:17
Zitat von baranobarano schrieb:Einn Photon hat immer die Licht-Geschwindigkeit, sein Impuls hat mit seiner Masse o. Geschwindigkeit nichts zu tun, der Impuls eines photons mit der Wellenlänge a ist p=h/a, (deBroglie: Materiewelle, h: Planksche konstante)
Natürlich hat der Impuls "etwas" mit der Geschwindigkeit zu tun denn er ist so wie er ist weil die Geschwindigkeit eines Photons eben konstant c ist. Abgesehen davon hat @Peter0167 ja nur geschrieben dass Energie und Impuls direkt proportional zueinander sind weil die LG konstant ist und damit hat er natürlich recht da E = pc gilt.


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Sind elektromagnetische Wellen REAL?

07.07.2021 um 17:18
Zitat von baranobarano schrieb:Wellenlänge ist ja 'irgendwie Proportional' zu frequenz
Genauer gesagt verhalten sie sich indirekt proportional.
Zitat von baranobarano schrieb:also wenn ein Atom ein photon mit einer bestimten frequenz auf nimmt, springt ein elektron zum nächsten level.
Das ist schon klar. Mir ging es aber um die von dir angedeutete Messung des Photonenimpulses! Abgesehen davon regt sich das Atom ja quasi sofort wieder unter Abgabe eines Photons wieder ab.
Zitat von baranobarano schrieb:Über Energielevel des absorbierenden Atoms...
Gibt es irgendeinen Link, wo diese Messung beschrieben wird, oder hast du dir das nur ausgedacht?


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Sind elektromagnetische Wellen REAL?

07.07.2021 um 17:24
Zitat von ArrakaiArrakai schrieb:Natürlich hat der Impuls "etwas" mit der Geschwindigkeit zu tun denn er ist so wie er ist weil die Geschwindigkeit eines Photons eben konstant c ist.
Nein, weil die Geschwindigkeit des PHOTONS KONSTANT ist, hat sie mit seinem Impuls nichts zu tun, aber seine Frequenz (bzw. Wellenlänge) haben damit was u tun, was soll das jetzt?


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Sind elektromagnetische Wellen REAL?

07.07.2021 um 17:34
Zitat von Peter0167Peter0167 schrieb:Gibt es irgendeinen Link, wo diese Messung beschrieben wird, oder hast du dir das nur ausgedacht?
Ja gerne:
https://www.leifiphysik.de/atomphysik/atomarer-energieaustausch/grundwissen/energieaufnahme-von-atomen-durch-absorption-von-photonen#:~:text=Anregung%20durch%20Absorption%20von%20Photonen&text=Bei%20dem%20Anregungsprozess%20wird%20das,wieder%20in%20den%20Grundzustand%20%C3%BCbergeht.

Aber eigetlich hast du auf das EIGENTLICHE Thema meines Beitrags überhaupt nicht eingegangen, und bis jetzt sowieso niemand, aber nichts für ungut, das ist ok., wir reden weiter hoffe ich..


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Sind elektromagnetische Wellen REAL?

07.07.2021 um 18:08
Zitat von baranobarano schrieb:Nein, weil die Geschwindigkeit des PHOTONS KONSTANT ist, hat sie mit seinem Impuls nichts zu tun, aber seine Frequenz (bzw. Wellenlänge) haben damit was u tun, was soll das jetzt?
Die physikalische Größe "Impuls" beschreibt in der klassischen Mechanik das Produkt aus Masse und Geschwindigkeit. Im speziellen Fall des Photons ist die Geschwindigkeit nun mal konstant, was nicht heißt, dass sie nichts mit dem Impuls zu tun hat.

Photonen haben zwar keine Ruhemasse, dafür aber eine Energie (E = h * f). Nach dem Äquivalenzprinzip entspricht diese Energie einer dynamischen Masse, welche dem Photon zu seinem Impuls verhilft.

Deine Gleichung (p = h / a) ist das Ergebnis einer Gleichsetzung zweier Formeln. Zum Einen Plancks Formel aus der Quantenmechanik (E=hf), und zum Anderen Einsteins Formel aus der SRT (E=mc2):

E = mc2 = hf

Ob diese "Vermurkselung" der beiden Formeln überhaupt zulässig ist kann ich nicht wirklich beurteilen. Irgendwie habe ich dabei ein "mulmiges Gefühl", da hier zwei Formeln aus gänzlich verschiedenen Bereichen (QM und SRT) gleichgesetzt werden. Ist aber auch egal, letztlich taucht die Geschwindigkeit in der Impulsformel nicht mehr auf, ist aber dennoch darin enthalten.
Zitat von baranobarano schrieb:Ja gerne:
Da geht es nur um die An- bzw. Abregung von Atomen über Absorption bzw. Emission von Photonen. Das bestreitet hier ja auch keiner.

Nochmal: Du hast geschrieben, dass man über die Anregung von Atomen den Impuls direkt messen kann. Darüber sagt dein Link rein ger nichts aus.

Zudem stellt sich die Frage, wie misst man den angeregten Zustand eines Atoms? Evtl. über die Frequenz des bei der Abregung emittierten Photons!? Wieso sollte man dies tun? Dann kann man ja auch gleich die Frequenz des ursprünglichen Atoms bestimmen, und darüber den Impuls ausrechnen.

Ist aber letztlich auch egal, ich hatte aufgrund deiner Aussage halt vermutet, es gäbe da tatsächlich ein mir unbekanntes Messverfahren.
Zitat von baranobarano schrieb:Aber eigetlich hast du auf das EIGENTLICHE Thema meines Beitrags überhaupt nicht eingegangen, und bis jetzt sowieso niemand
Zum eigentlichen Thema: ja, elektromagnetische Wellen sind real.

Begründung: sonst würde mein W-LAN nicht funktionieren, ebenso wie meine Mikrowelle, mein Radio, mein Bluray-Player. Und ich wäre blind wie eine Blindschleiche :)


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Sind elektromagnetische Wellen REAL?

07.07.2021 um 18:14
Zitat von Peter0167Peter0167 schrieb:um eigentlichen Thema: ja, elektromagnetische Wellen sind real.

Begründung: sonst würde mein W-LAN nicht funktionieren, ebenso wie meine Mikrowelle, mein Radio, mein Bluray-Player. Und ich wäre blind wie eine Blindschleiche :)
iss schon ok, verbleiben wir so...


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Sind elektromagnetische Wellen REAL?

07.07.2021 um 19:49
Zitat von baranobarano schrieb:Und übrigens der Impuls ist nur messbar, wenn Photon von einem Atom absorbiert wurde
Wie willst Du denn den Impuls messen, wenn das Photon weg (also absorbiert) ist?
Zitat von baranobarano schrieb:oder meinetwegen mit einem Elektron zusammengestoßen ist, aber auf dem Weg dahin, kann von einem Impuls natürlich nicht die Rede sein..
Klingt irgendwie unlogisch.
Verwechselst Du da nicht irgendwie irgendwas mit dem Doppelspaltexperiment? Oder verstehst das mit der Unschärferelation falsch/nicht?

Der Impuls ist doch nicht erst da wenn es gemessen wird.

Nachtrag: Verstehe mich nicht falsch. Aber Du scheinst genauso wenig Ahnung von solchen Messungen zu haben wie ich.


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Sind elektromagnetische Wellen REAL?

07.07.2021 um 22:57
Zitat von baranobarano schrieb:Nein, weil die Geschwindigkeit des PHOTONS KONSTANT ist, hat sie mit seinem Impuls nichts zu tun, aber seine Frequenz (bzw. Wellenlänge) haben damit was u tun, was soll das jetzt?
Wäre seine Geschwindigkeit nicht konstant, dann wäre auch sein Impuls ein anderer, also wie sollte die Geschwindigkeit nichts mit dem Impuls zu tun haben?
Zitat von Peter0167Peter0167 schrieb:Ob diese "Vermurkselung" der beiden Formeln überhaupt zulässig ist kann ich nicht wirklich beurteilen
Ja doch, die Gleichsetzung ist zulässig.


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Sind elektromagnetische Wellen REAL?

08.07.2021 um 07:29
@barano
Zitat von baranobarano schrieb:'Im Jahre 1924 versuchten Niels Bohr, Kramers und Slater, den scheinbaren Widerspruch zwischen Wellen- und Teilchenbild durch den Begriff der Wahrahrscheinlichkeitswelle zu beseitigen. Die elektromagnetischen Wellen wurden nicht als wirkliche Wellen, sondern als Wahrscheinlichkeitswellen, gedeutet, deren Intensität an jedem Punkt bestimmt, mit welcher Wahrscheinlichkeit ein Lichtquant von einem Atom an dieser Stelle absorbiert oder eventuell emittiert werden kann'
Interessante Fragem.

Ich verusche etwas Klarheit zu schaffen (aber garantieren kann ich es nicht).

Die Wahrscheinlichkeitswellen der QM die dort angesprochen werden sind etwas anderes als die Elektromagnetischen Wellen. Insbesondere gilt: Wahrscheinlichkeitswellen von Schrödinger ≠ Elektromagnetische Wellen von Maxwell.

WIchtig zu wissen ist das die Standard Schrödingergleichung nichtrelativistisch ist (nicht lorentzinvariant) während die Beschriebung von elektromagnetischen Wellen mit der Maxwell Theorie lorentzinvariant ist. Auf deutsch, Photonen können nicht mit der nichtrelativistischen Schrödinger-Gleichung beschrieben werden.

Deine Schlussfolgerung: Aus "Wahrscheinlichkeitswellen in der QM nicht real" folgt "elektromagnetische Wellen nicht real" ist daher falsch. Dies sind unterschiedlich Diinge. Elektromagnetische Wellen kann man z.B. sehr schön mit Hertzschen Dipolveruchen nachweisen.

Ein fachlich deutlich bessere, aber anspruchsvollere Antwort finesdt du hier von TomS: https://www.physikerboard.de/topic,44604,-elektromagnetisches-feld-welle-und-photonen.html


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