Allgemeine Fragen zur Physik?
Hallo,
Ich habe viele Fragen zu Physik. Ich nummerieren sie durch, damit es übersichtlicher ist.
Licht:
Die grundlegende Frage ist, wie ich mir Licht bzw. elektromagnetische Wellen vorstellen kann.
1. Wir haben alle schonmal von "Lichtstrahlen" gehört. Aber ein Strahl ist gerade. Diese Aussage widerspricht ja, dass Licht aus Wellen besteht. Wie kann das sein?
2. Apropos Wellen: wir haben gelernt, dass Wellen aus vielen Oszillatoren bestehen, die miteinander gekoppelt sind. Bei Licht ist das ja nicht so, da gibt es nur die Photonen.
3. Stichwort Photonen: Wie kann ich mir Photonen vorstellen? Man hört immer, dass sie aus Energie bestehen, aber so ganz darunter kann ich mir nichts vorstellen.
Quantenmechanik:
4. Wie kann Quantenverschränkung überhaupt funktionieren? Ich habe immer gehört, dass nichts schneller als Licht sein kann, auch keine Informationsübertragung. Aber bei der Quantenverschränkung ist das doch der Fall, oder? Ich meine, wenn zwei Personen ganz weit voneinander entfernt stehen, auf zwei Teilchen schauen, die miteinander verschränkt sind und einer der beiden das Teilchen verändert, weiß der andere sofort, dass sich da was getan hat. Eine Information wurde übertragen. Oder verstehe ich da was falsch?
3 Antworten
Wir haben alle schonmal von "Lichtstrahlen" gehört. Aber ein Strahl ist gerade. Diese Aussage widerspricht ja, dass Licht aus Wellen besteht. Wie kann das sein?
natürlich ist die strahlenoptik nur eine näherung, und es gibt auch effekte wie streuung.
wir haben gelernt, dass Wellen aus vielen Oszillatoren bestehen, die miteinander gekoppelt sind. Bei Licht ist das ja nicht so, da gibt es nur die Photonen.
das elektrische und das magnetische feld sind aneinander "gekoppelt".
Wie kann ich mir Photonen vorstellen?
gar nicht. du kannst damit rechnen.
in 99% aller fälle ist es sogar besser wenn du vergisst dieses wort je gehört zu haben, da die klassische beschreibung mit elektromagnetischen wellen vollkommen ausreichend ist, und jeder versuch das irgendwie mit "photonen" zu beschreiben nur eine komplett unnötige verkomplizierung ohne jeden nutzen darstellt.
Man hört immer, dass sie aus Energie bestehn
das ist blödsinn.
sie haben eine energie. so wie alles andere auch. energie ist eine größe die wir einem physikalischen system zuordnen (so wie zB drehimpuls), aber nichts "besteht" daraus (so wie auch niemand auf die idee kommen würde zu sagen etwas "bestehe aus drehimpuls")
Aber bei der Quantenverschränkung ist das doch der Fall, oder?
nein, das ist nicht der fall. es findet keine informationsübertragung statt.
Ich meine, wenn zwei Personen ganz weit voneinander entfernt stehen, auf zwei Teilchen schauen, die miteinander verschränkt sind und einer der beiden das Teilchen verändert,...
... dann passiert mit dem anderen teilchen exakt absolut genau überhaupt wirklich .... gar nichts.
Oder verstehe ich da was falsch?
ja, denn so funktioniert quantenverscheänkung nicht. die jeweils ersten messungen der verschränkten eigenschaft an den beiden teilchen sind korreliert (aber komplett zufällig). was du darüber hinaus damit anstellst (es "veränderst" oder sonst was damit machst) hat keinen einfluss auf das andere.
Licht:
Licht wird oft als Strahlen dargestellt, um zu verdeutlichen, wie es sich ausbreitet. Tatsächlich handelt es sich bei Licht um elektromagnetische Wellen, die sich sowohl wie Wellen als auch wie Teilchen (Photonen) verhalten. Diese dualistische Natur ist ein fundamentales Merkmal der Quantenphysik.
Bei Licht handelt es sich tatsächlich um elektromagnetische Wellen. Diese Wellen bestehen aus elektrischen und magnetischen Feldern, die sich gegenseitig beeinflussen und durch den Raum ausbreiten.
Photonen sind die quantisierte Form der elektromagnetischen Strahlung. Sie sind winzige Energiepakete, die das Verhalten von Licht erklären können. Man kann sie sich als kleine "Pakete" von Licht vorstellen, wobei die Energie des Photons von der Frequenz des Lichts abhängt.
Quantenmechanik:
Die Quantenverschränkung ist ein hochinteressantes, aber auch schwer zu verstehendes Phänomen. Es bedeutet, dass zwei oder mehr Teilchen auf eine Weise miteinander verbunden sind, dass der Zustand eines Teilchens den Zustand des anderen beeinflusst, unabhängig von der Entfernung zwischen ihnen. Das bedeutet jedoch nicht, dass Informationen schneller als Licht übertragen werden. Es ist wichtig zu verstehen, dass, selbst wenn ein Teilchen seinen Zustand ändert, die beobachtete Veränderung am anderen Teilchen rein statistisch und zufällig ist. Es gibt keine Möglichkeit, diese Korrelation zu verwenden, um schneller als Licht zu kommunizieren.
- Lichtstrahlen können genauso wie Wasserwellen auch gerichtet sein. Sie haben ja eine Ausbreitungsrichtung. Und wenn eine Taschenlampe die anderen Bereiche abschirmt, bleibt halt nur die Ausbreitung nach vorne.
- Es oszilliert das elektromagnetische Feld.Bewegte Magnetfelder erzeugen elektrische Felder und umgekehrt elektrische Felder bei Bewegung wieder Magnetfelder.
- Du musst Dir unter Photonen nichts vorstellen. Das ist nur ein Modell, mit dem die Wechselwirkungen des elektromagnetischen Feldes beschrieben werden. Aber eines, was die Realität gut beschreibt. Übrigens besteht alles andere auch nur aus Energie. Auch Materie.
- Das verstehst Du falsch: Bei der Quantenverschränkung wird keine Information übertragen. Wenn ich eine weiße und eine schwarze Kugel habe und Dir eine per Post sende, weißt Du zwar ad hoch, welche Farbe meine Kugel hat. Aber die Informationsübertragung ging mit der Geschwindigkeit der Post.