Frage von Raigaa, 33

Kreative gefragt: PP- Folienhintergrund Physikpräsentation Wellen-Teilchen-Dualismus, Spähren um die Erde?

Guten Tag liebe Community, ich werde in Physik eine Präsentation halten und möchte einen Themenbezogenen Hintergrund.

Wellen Teilchen Dualismus: Ich erläutere die Entwicklung der Lichtvorstellung ab dem 18. Jhr. bis zu der heutigen Vorstellung des Wellen- Teilchen- Dualismus, nachdem Licht sowohl Welleneigenschaft hat als auch Teilchencharakter.

Für diejenigen die in der Materie nicht eingearbeitet sind aber trotzdem helfen möchten: Experimentell hat man festgestellt: Licht zeigt Phänomene, die man nur bei Wellen kennt. z.B. wenn man im Schwimmbad zwei Wasserwellen erzeugt und aufeinanderzulaufen lässt, dann werden die Wellentäler und Wellenberge (der höchste wie der niedrigste Punkt einer Welle) quasi addiert.

Den Teilchencharaker kann man erklären, das es zum erklären von Experimenten nötig war, Licht in kleine "Portionen" genannt Photonen aufzuteilen. Bei einer klassischen Wellenvorstellung hat eine Welle mit einem höheren Wellenberg mehr Energie als eine kleinere, aber beim Licht ist die Energie in richtigen Teilchen gebündelt. Das wiederspricht eigentlich der Wellenvorstellung.

Soviel zur Thematik. Ich möchte hierzu einen eigenen Hintergrund. Ich möchte in jedem Fall einen sehr guten Kontrast zur Schrift. DH: Schwarze Schrift auf hellem Hintergrund oder weiße Schrift auf dunklem Hintergrund. z.B. die Sättigung beim Bild dann verändern oder so was in der Richtung. Für die Umsetzung habe ich einen befreundeten Mediengestalter. Ich benötige lediglich Ideen dazu. Schreibt einfach was euch einfällt, vllt bringen eure Ideen jemand anderes oder mich selbst zur Ideallösung.

Meine bisherigen Ideen: Irgent etwas mit einem Koordinatensystem, und einer eingezeichneten Welle, die Achsen am Rand und die Welle quer über die Folie. Hier hätten wir den Teilchencharaker allerdings nicht berücksichtigt im Bild.

oder ein Mischmasch aus "Lichtstrahlen" und irgentwelchen "Wellen" die kreuz und quer übers Bild gehen. Jedoch wie ich einen Lichtstrahl gut darstelle wüsste ich hier nicht.

Vielen dank im Vorraus,

Expertenantwort
von SlowPhil, Community-Experte für Physik, 15

Man sollte m.E. die Information lieber auf mehrere Folien verteilen als auf ganz wenige viel Information packen. Das habe ich auch am Anfang falsch gemacht. Das Erstellen einer Präsentation des eigenen Wissens ist eine Disziplin für sich.

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Wellen Teilchen Dualismus: Ich erläutere die Entwicklung der Lichtvorstellung ab dem 18. Jhr. bis zu der heutigen Vorstellung des Wellen- Teilchen-Dualismus, nachdem Licht sowohl Welleneigenschaft hat als auch Teilchencharakter.

Jedes quantenmechanische Objekt hat Wellen- und Teilchencharakter, auch z.B. das Elektron. Darauf beruht ja das Orbitalmodell.

Übrigens ist der Teilchencharakter bei Photonen wesentlich schwächer ausgeprägt als beim Elektron. Dies habe ich selbst erst gemerkt, als ich mich über Jahre mit der Materie beschäftigt hatte, weil ich gebeten worden war, eine Art Schrödinger-Beschreibung für das Photon zu liefern. Ich dachte, wie das Elektron könne auch das Photon ggf. ein lokalisierbares Wellenpaket sein, und diesen Zahl zog mir ein gutes Buch darüber, nämlich Quantenfeldtheorie. Photonen und ihre Deutung von Wilfried Kuhn und Janez Strnad.

Die Vorstellung, ein Photon wandere als solches von A nach B, ist komplett falsch. Vielmehr ist ein Photon eine elementare Anregung einer ganz bestimmten Frequenz des elektromagnetischen Wechselfeldes, während es Lichtwellenpakete zwar gibt, dort aber nicht einmal die Anzahl der Photonen scharf bestimmt ist.

Zum Hintergrund der Folien: Wenn Du sie dunkel gestalten möchtest, sodass das Licht hell erscheint, könntest du etwa Beugungsbilder von Laserlicht (am besten in einer sonst selten in der Präsi verwendeten Farbe) mit Speckles (gestreutes Laserlicht sieht ja immer etwas körnig aus) verwenden.

Kommentar von Raigaa ,

Interessant, danke bis dato!

Kannst du deine Vorstellung des Photons noch ausführlicher schreiben? 

"... während es Lichtwellenpakete zwar gibt, dort aber nicht einmal die Anzahl der Photonen scharf bestimmt ist."

Hier habe ich Verständnisschwierigkeiten.

Wieso ist die Anzahl der Photonen nicht exakt bestimmbar? Die Energie, welche ein Photon besitzt ist doch abhängig von der Frequenz und damit bestimmbar? 

Wie Interpretierst du die Quantisierung? Du sprichst nur von einer Welle oder irre ich mich?

Ich habe mal geschaut bei in der Bildersuche und auf die schnelle so präzise Bilder nicht gefunden. Hast du konkrete Quellen wo ich solche Bilder finden kann?

Gruß

Kommentar von SlowPhil ,

natürlich haben Photonen einer bestimmten Frequenz auch eine bestimmte Energie, aber in einem Wellenpaket sind alle möglichen Frequenzen überlagern äh, und darunter auch sehr sehr niedrige. ein einzelnes Photon hat immer eine ganz bestimmte Frequenz und damit auch eine ganz bestimmte Wellenlänge und daher erstreckt es sich auch immer über den gesamten Raum in dem es sich befindet, etwa einem Kasten. man kann es sich vielleicht ähnlich vorstellen, wie eine elementare Schwingung einer Gitarrensaite. Dabei nimmst diese Schwingung auch die gesamte Länge der Seite 1. Man muss sich vorstellen, eine Gitarrensaite können nicht beliebig schwach schwingen sondern es gebe gewissermaßen Stufen. Eigentlich gibt es sie sogar, nur sind sie extrem klein.

Antwort
von Barris, 4

Du könntest vielleicht auch die Schrödingers Katze erwähnen - https://pu2013physik.wordpress.com/2013/10/23/welle-teilchen-dualismus-und-schro... 

Auch, wenn das Beispiel mittlerweile schon fast als "billig" gilt :) 

Antwort
von henzy71, 22

Da ist ja wieder einer der an der "Vorraus-Krankheit" leidet..... Voraus bitte mit einem "r", nicht zwei.

Nimm auf der Folie ein Bild von A. Einstein mit rein. Er hat für den Photo-Elektrischen-Effekt (welcher den Teilchencharakter des Lichts beweist) den Nobelpreis bekommen.

Weitere Frage: wie lange soll die Präsentation denn gehen? Ich würde mich nur auf eins von beiden (also Wellen oder Teilchen) konzentrieren und nur kurz erwähnen, dass es "das andere" auch gibt....

Gruß

Henzy

Kommentar von Raigaa ,

Ich achte in Zukunft mehr darauf "voraus" korrekt zu schreiben :)

Um es dir Präzise zu machen:

Zu deinen Fragen:

Die ganze Vortragszeit beträgt 15 min. Aber das ist doch egal für meine Frage?

Ich fange ich bei Newton und Huygens an mit einem Abriss der Korpuskeltheorie und Elementarwellenprinzip an. Darauf werde ich aufbauen mit Youngs Doppelspaltexperiment und dem Fotoelekrischen Effekt, der von Einstein erstmals "richtig" gedeutet wurde. 

Der Kern des Wellen-teilchen-dualismus ist aber, dass das Licht sowohl Welle, als auch Teilchen ist, obwohl das nach den Vorstellungen der klassischen Physik schlicht nicht möglich ist. Desshalb stellen diese Erkenntnisse auch den beginn der Quantenphysik dar. Eine Eigenschaft nur zu erwähnen würde schlicht ein falsches Gesammtbild erzeugen.

Anyways: Wie ich das umsetze ist mein Problem, ich benötige nur Ideen für den HINTERGRUND ALLER FOLIEN.

Ein Foto Einsteins im Hintergrund für den ganzen Vortrag wäre zu einseitig und wenig Kreativ.

Gruß

Kommentar von henzy71 ,

Von wieviel Folien reden wir denn? Eine Folie mit viel Information haben deine Zuhörer nicht innerhalb von 2 Minuten erfasst!!! Wenn der Vortrag lediglich nur 15 Minuten dauert, rate ich dir, mach MAXIMAL 5 Folien, ansonsten haken deine Zuhörer nach der 2. Folie ab. Und was der Vortrag insgesamt betrifft: weniger ist oft mehr!

Gruß

Henzy

Kommentar von Raigaa ,

Für meine Zuhöher ist die Materie nichts völlig neues und somit gut verständlich. 

Der Vortragsaufbau ist aber nicht bestanteil meiner Bitte an die com.

Ich benötige Ideen für eine Hintergrundfolie, die ich mit Änderung der Sättigung so bearbeite, dass die Schrift trotzdem gut lesbar ist. Genaue Infos stehen im Eingangstext.

Kommentar von henzy71 ,

Wer sind denn deine Zuhörer? Physikprofessoren?

Antwort
von minimalisth, 3

Es geht doch nur um den Hintergrund. Nimm einfach ein Bild oder den Ausschnitt von zwei sich überlagernden, konzentrischen Wasserwellen, wo die Auslöschung bzw. Verstärkung besonders gut zu sehen sind, mache es sehr hell und lege es vollflächig in den Hintergrund.

Damit die Betrachter nicht aufm Schlauch stehen, dieses Bild im Vortrag und/oder im Titel auch mal unaufgehellt verwenden!

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