Fragen zu elektromagnetischer Strahlung?
Hallo,
mich interessiert das Thema aber ich muss mich etwas genauer damit beschäftigen um es zu verstehen. Aber ich möchte es gerne verstehen. Vielleicht kann es jemand für einen einfachen Menschen erklären. Bin nicht gut in erklären.
Ich weiß das sich EM Strahlung (im Titel) mit Lichtgeschwindigkeit ausbreitet , zumindest im Vakuum und kein Medium dafür braucht und sich in Wellen fortbewegt.
Die Wellenlänge verstehe ich ( durch Hobby bei beim Lichtspektrum), damit auch halbwegs die Energie. Die Amplitude (die Höhe von Ausschlag) nicht so richtig, außer das es auch die Art der Strahlung ankommt aber nicht wie/weshalb.
Aber die Frage ist eigendlich diese :
Ich habe mal in einer Doku von diesen Doppelspalt-Experiment gehört und mich damit beschäftigt. Im dem Fall sichtbares Licht. Wer mir hilft weiß was ich meine denke ich. Glaube das war die Heisenbergsche Unschärfe-Relation..
Wenn elektromagn. Strahlung sich als Welle und nicht als Teilchen verhält und erst wenn es gemessen, gesehen, von Materie *gespürt * wird, zu einen physischen Teilchen ein Elektron wird und damit auf sie einwirkt , was hat das zu bedeuten?
Wenn den Welle, die Amplitude nur den Warscheinlichkeits-Bereich angibt, wo ein Teilchen auftritt/ Wirkung zeigt?
Kann man das irgendwie erklären?
Gruß
4 Antworten
Ich weiß das sich EM Strahlung (im Titel) mit Lichtgeschwindigkeit ausbreitet , zumindest im Vakuum und kein Medium
Das gilt für Freiraumwellen geführte Wellen breiten sich nicht zwingend mit Lichtgeschwindigkeit aus auch nicht in einem Hohlleiter ohne Luft drinnen. Aber das wäre hier nebensächlich. Für TEM Wellen also Elektromagnetische Wellen im Weltall gilt diese Aussage.
und sich in Wellen fortbewegt.
Das ist eine Form der Beschreibung.
Die Amplitude (die Höhe von Ausschlag) nicht so richtig, außer das es auch die Art der Strahlung ankommt aber nicht wie/weshalb.
Die Amplitude ist im Maxwell Modell die Elektrische und Magnetische Feldstärke der Welle. Die Energie die diese Welle Transportiert wird über diese Amplitude bestimmt wobei die Leistungsdichte proportional zum Quadrat der Amplitude des Feldes ist.
Wichtig hier ist, dass ist das Maxwell Modell nicht die Quantenmechanische Beschreibung Photonen kommen hier nicht vor daher gibt es auch keine Beziehung der Form E=hf
Ich habe mal in einer Doku von diesen Doppelspalt-Experiment gehört und mich damit beschäftigt. Im dem Fall sichtbares Licht. Wer mir hilft weiß was ich meine denke ich. Glaube das war die Heisenbergsche Unschärfe-Relation..
Die Heisenbergsche Unschärfe Relation ist ein Weg um das Ergebnis zu erklären ein anderer Weg wäre die Schrödinger Gleichung zu verwenden.
Wenn elektromagn. Strahlung sich als Welle und nicht als Teilchen verhält und erst wenn es gemessen, gesehen, von Materie *gespürt * wird,
Naja man muss hier beachten, dass sowohl Welle als auch Teilchen hier nur ein Modell sind. Licht ist keines von beiden es Verhält sich eben manchmal wie Teilchen und manchmal wie eine Welle. Also das Licht ändert nicht plötzlich seine Form wenn es mit Materie in Kontakt kommt.
Im Sinne der Koppenhagener Deutung (inzwischen Veraltet aber auf Konzepte wie Schrödingergleichung und Unschärfe Relation anwendbar) kann man Licht als Teilchen sehen, dessen Aufenthaltswahrscheinlichkeit als Welle beschrieben wird.
zu einen physischen Teilchen einElektron Elektron wird, was hat das zu bedeuten
Licht bleibt Licht es wird nicht zu einem Elektron.
Wenn den Welle, die Amplitude nur den Warscheinlichkeits-Bereich angibt, wo ein Teilchen auftritt/ Wirkung zeigt?
Wichtig hier ist dass die Amplitude hier eine andere Bedeutung hat wie oben in der Maxwellschen Theorie daher darfst du beide nicht vermischen.
Allgemein ist es so, dass man 99% aller Dinge in der Optik durch die Maxwellsche Theorie beschreiben kann. Idr sagt man hier vergiss einfach dass Licht ein Teilchen sein kann und beschreibe es rein als Welle.
Wow, danke das du zu später Stunde noch so genau auf mich eingegangen bist. Es waren grobe Schreibfehler in meiner Frage und konnte sie wegen (Armin) Zugriff nicht mehr korrigieren..
Aber wichtig war die Aussage.
Das hast du echt schön gemacht.
Wenn ich mich genauer damit beschäftigen möchte werde ich das Maxwell Modell vorziehen, da vertraue ich mal.
Ich versuche mir das meistens bildlich im Kopf vorzustellen aber Theorien sind wohl auch ehr veranschaulicht dargestellt.
Hast du studiert?
Ja Elektrotechnik daher bin ich im Bereich der Maxwellgleichungen auch mehr bewandert als bei der Quatenmechanik.
Wie entsteht Strahlungsdruck? Beispiel Sonnensegel?
Photonen haben einen Impuls welcher sich auch aus der Relativitätstheorie ergibt. Durch die Impulserhaltung muss der Impuls also bei Absorbtion usw auf das Objekt übergehen was man dann als Strahlungsdruck bezeichnet.
Warum werden von Wasser oder den Gasen in der Atmosphäre vorallem hochenergetische Lichtstrahlen wie UV/ blaues Licht absorbiert und nicht das langwellige?
Das kann man so nicht direkt sagen. Jedes Gas ein spezifisches Absorbtionsmaximum bei bestimmten Wellenlängen. Bei CO2 ist das zB im Infrarotbereich.
UV wird lediglich durch Ozon absorbiert.
Wasser absorbiert zB rotes Licht besser als Blaues Licht.
Warum wird Licht in Optischen Medien /Prismen unterschiedlich gebrochen je nach Wellenlänge?
Die Lichtgeschwindigkeit in einem Medium ist Frequenzabhängig was man als Dispersion bezeichnet.
In der Maxwellschen Theorie kann das als Wechselwirkung der Welle mit dem Medium verstanden werden wobei das Medium auf unterschiedliche Frequenzen anders reagiert.
Da der Brechungsindex nur das Verhältnis der Lichtgeschwindigkeiten ist, ist auch dieser Frequenzabhängig was dann eben zu so einer Aufspaltung des Spektrums führt.
Um das Erklären zu können muss man aber die verschiedenen Polarisationsmechanismen in Materie verstehen. Für eine Grundlegende Erklärung kannst du mal nach dem Begriff Lorentz Oszillator googeln.
Die Rot/Blau Verschiebung bei Sternen habe ich zumindest soweit verstanden das die LG immer gleich ist aber je nachdem ob sich die Körper entfernen (rot) oder annähern ( blau) von der relativen Geschwindigkeit zueinander vom spektrum verschieben.
Kommt drauf an woher sie kommt. Die Kosmische Rotverschiebung ist eine direkte Folge der Raumexpansion. Davon abegrenzt ist der optische Dopplereffekt welcher wie der normale Dopplereffekt beschrieben werden kann.
Ein Pfeil von einen Motorrad geschossen wird schneller oder langsamer je nach Fahrtrichtung zu Objekt (geschwi.) also kinetische Energie
Das kommt auf das Bezugssystem an. Die kinetische Energie ist daher immer Bezugssystem abhängig.
bei Licht ist es auch Energie nur anders
Ja allerdings darfst du das nicht als kinetische Energie betrachten. Da Photonen Masselos sind haben sie keine kinetische Energie im klassischen Sinne und auch keine Ruheenergie aber eine Gesamtenergie.
Welle und Teilchen sind nur zwei Sichten auf das Gleiche im Sinne der Unschärferelation. Erzwingt man experimentell Ortsschärfe, hat man Teilchen, erzwingt man Impulsschärfe*, hat man Wellen. Anders gesagt: das Absolutquadrat einer Wellenfunktion an einem Ort ist die Wahrscheinlichkeitsdichte, dort ein Teilchen "anzutreffen".
*) der Impuls hängt direkt mit der Wellenlänge zusammen. Wirklich genau kann man die Wellenlänge aber nur bei einem unendlich langen Wellenzug messen - je kürzer der Wellenzug, desto genauer der Ort, desto unschärfer die Wellenlänge und damit der Impuls.
Elektromagnetische Strahlung, auch bekannt als elektromagnetische Wellen oder elektromagnetische Felder, ist eine Form von Energie, die sich durch das Vakuum oder durch Materie in Form von Wellen ausbreitet. Sie umfasst ein breites Spektrum von Frequenzen und Energiepegeln, was zu unterschiedlichen Erscheinungsformen und Eigenschaften führt. Hier sind einige der wichtigsten Eigenschaften elektromagnetischer Strahlung:
Wellencharakteristik: Elektromagnetische Strahlung zeigt wellenartiges Verhalten, was bedeutet, dass sie sich durch Oszillationen von elektrischen und magnetischen Feldern ausbreitet. Diese Felder sind senkrecht zueinander und zur Ausbreitungsrichtung der Welle.
Geschwindigkeit: Elektromagnetische Strahlung breitet sich im Vakuum mit einer konstanten Geschwindigkeit aus, die der Lichtgeschwindigkeit entspricht, etwa 299.792.458 Metern pro Sekunde (ungefähr 300.000 Kilometer pro Sekunde).
Spektrum: Elektromagnetische Strahlung erstreckt sich über ein breites Spektrum von Frequenzen und Energiepegeln. Dieses Spektrum umfasst unter anderem Radiostrahlung, Mikrowellen, Infrarotstrahlung, sichtbares Licht, Ultraviolettstrahlung, Röntgenstrahlung und Gammastrahlung.
Frequenz und Wellenlänge: Die Frequenz einer elektromagnetischen Welle gibt an, wie viele Schwingungen pro Sekunde auftreten. Die Wellenlänge ist der Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Spitzen oder Tälern einer Welle. Sie sind invers proportional zueinander: Je höher die Frequenz, desto kürzer die Wellenlänge und umgekehrt.
Energieübertragung: Elektromagnetische Strahlung transportiert Energie von einem Ort zum anderen. Die Energie einer elektromagnetischen Welle ist direkt proportional zur Frequenz und damit zur Photonenergie. Hochfrequente Strahlung wie Röntgen- oder Gammastrahlung hat höhere Energie und potenziell größere Durchdringungsfähigkeit.
Interaktion mit Materie: Elektromagnetische Strahlung kann mit Materie wechselwirken. Dies kann zu Absorption, Reflexion, Brechung, Streuung und Transmission führen, je nach den Eigenschaften der Materie und der Wellenlänge der Strahlung.
Polarisation: Elektromagnetische Strahlung kann in bestimmten Richtungen schwingen, was als Polarisation bezeichnet wird. Die Polarisation kann linear, zirkular oder elliptisch sein.
Quantennatur: Elektromagnetische Strahlung kann als Quanten, sogenannte Photonen, betrachtet werden. Photonen sind diskrete Energiepakete, die sich sowohl wellen- als auch teilchenartig verhalten können.
Geschwindigkeit in verschiedenen Medien: Die Geschwindigkeit elektromagnetischer Strahlung variiert je nach dem Medium, durch das sie sich bewegt. In Materie ist die Geschwindigkeit in der Regel geringer als im Vakuum.
Ionisierungsfähigkeit: Hochenergetische elektromagnetische Strahlung wie Röntgen- und Gammastrahlung kann ionisierend sein, d.h. sie kann Elektronen von Atomen entfernen und so ionisierte Teilchen erzeugen. Dies kann biologische Schäden verursachen. UV Strahlung (Sonne) ist mit einer Photonenenergie von 5,5 EV bereits ionisierend, d.h. es kann (organische) Polymere zerlegen, ein Sonnenbrand ist keine thermische Wirkung, es werden die Hautzellen durch das UV-Licht zerstört...
Diese Eigenschaften machen elektromagnetische Strahlung zu einem vielseitigen und wichtigen Phänomen in der Natur, das in vielen Anwendungen und wissenschaftlichen Disziplinen eine Rolle spielt.
Teilchen sind Wellen, außer wir schauen hin....:
https://mfe.webhop.me/astronomie-physik/energie/wie-elektronen-sich-aus-dem-weg-gehen/
mfe
Danke auch dir aber deine Aussage entspricht dem was man in online Artikeln und Lehrbücher liest.
Trotzdem 👍
Das sind alles nur modellhafte Vorstellungen und Konstrukte, mit denen wir versuchen, die Messergebnisse, die wir an den Vorgängen, die wir beobachten, zu erklären versuchen. Der Welle-Teilchen-Dualismus ist doch ein Paradebeispiel dafür, dass ein fundamentales Verständnis fehlt. Eine Krücke eben! Ein Elektron kann man in einem eindimensionalen Kasten mit den Mitteln der Mathematik und Physik zwar trefflich beschreiben, nur wird dadurch die Natur des Elektrons nicht deutlicher. Schwarze Löcher im Universum und schwarze Materie sind zwar sehr spannend. Aber kein Physiker weiß, was schwarze Materie sein könnte. Man postuliert eben.
Ich meine, die Physiker glauben zu viel und wissen zu wenig. Aber da bin ich mir nicht ganz sicher.
Cool danke, das sind diese Gänsehaut Momente.
Ob Einstein, Hawking (mit seinen Büchern oder auch Schrödinger mit der Katze in der Box.
Hab echt Respekt und am Ende dienen solche Modelle (nicht ihre Theorien! ) der Veranschaulichung was sie meinen, was in ihren Köpfen passiert.
Naja gut, das sehe ich auch so wie du.
Ich finde das spannend.
Früher hatte ich immer gerne philosophiert, bei den Vorgängen von schwarzen Löchern ( Entstehung weiß ich) finde ich es es weniger spannend was *in* diesen passiert, da ich denke das es weder Raum noch Zeit darin gibt, sondern den Ereignishorizont finde ich interessant.
(jetzt mache ich mich lächerlich bei den intelligenten)
Ich hab da die Phantasie das die Raumzeut in dieser Region stark gekrümmt wird, das man es sich wie Wirbel vorstellen kann, nicht um es drehend sondern horizontal nach außen.
Dort herrschen extreme Zustände viel extremer als die Singularität hinter dem Ereignishorizont. Weil es dort warscheinlich keine Naturkräfte mehr gibt.
Naja, reicht für heute. Möchte keine verrückten Theorien erzählen.
Ich finde es klasse, dass Du diesen Gedanken nachgehst! Mache ich auch immer wieder. Ist immer wieder spannend. Aber ich bin nun mal ein alter Sack. daher auch ein wenig desillusioniert. Bin Chemiker und weiß um die Dinge in der realen Welt. Auch mag ich die klassische un relativistische Physik, Aber ich habe wben auch gewisse Vorbehalte.
Es gibt keine schwarze Materie. Noch nicht einmal dunkle Materie. Und es ist ziemlich dumm Physikern Nicht-Wissen zu unterstellen, wenn man selber keine Ahnung vom Thema hat.
Hast du studiert?
Ach eigentlich hätte ich tausend Fragen weil ich es nicht selber herleiten kann.
Wie entsteht Strahlungsdruck? Beispiel Sonnensegel?
Warum werden von Wasser oder den Gasen in der Atmosphäre vorallem hochenergetische Lichtstrahlen wie UV/ blaues Licht absorbiert und nicht das langwellige?
Warum wird Licht in Optischen Medien /Prismen unterschiedlich gebrochen je nach Wellenlänge?
Die Rot/Blau Verschiebung bei Sternen habe ich zumindest soweit verstanden das die LG immer gleich ist aber je nachdem ob sich die Körper entfernen (rot) oder annähern ( blau) von der relativen Geschwindigkeit zueinander vom spektrum verschieben.
Ein Pfeil von einen Motorrad geschossen wird schneller oder langsamer je nach Fahrtrichtung zu Objekt (geschwi.) also kinetische Energie, bei Licht ist es auch Energie nur anders .