Physik – die neusten Beiträge

Worin liegt der wesentliche Unterschied zwischen den magnetischen und den elektrischen Kräften?

Wenn ich im Internet recherchiere, bekomme ich oft zu lesen, dass der Unterschied darin liegt, dass die Anziehungskraft von Magneten auf die Pole gerichtet ist. Dahingegen weisen die Kräfte elektrischer Körper aus dem Zentrum heraus isotrop auf jeden Punkt ihrer äußersten Oberfläche. 

Die oft wiederkehrende Wiederholung zeigt mir, dass hier stur auswendig Gelerntes wiedergegeben wird, denn es findet immer dasselbe abstrakte Schema Anwendung, doch das Wesen dieses Unterschieds findet nur wenig Aufmerksamkeit, obwohl es in den Illustrationen klar in den Vordergrund rückt.  

So ähnlich und noch viel komplexer kannst du diverse Erklärungen finden, die dein Unwissen eher vertiefen als über den Unterschied aufzuklären. Abgesehen davon, dass manche Vorgänge auch noch völlig falsche Vorstellungen assoziieren, weil sie tatsächlich falsch dargestellt werden, was allein dem Showeffekt einer Animation geschuldet ist, aber keinesfalls einer wissenschaftlich plausiblen Erklärung nützt.   

So kann man alles zwar als Eselsbrücke gut verstehen, aber damit kann man nicht auf redundante Zusammenhänge schließen. Also: 

Hast du vielleicht eine einfachere, plausiblere Erklärung, worin der Unterschied zwischen den magnetischen Kräften und den elektrischen liegt? 

Denn z.B. die grafischen Erklärungen für eine elektromagnetische Welle nutzen diesen eklatanten Unterschied gerne für ihre Illustrationen – siehe z.B. Wikipedia und zwar auf ganz besonders irreführende Weise. 

Hier also nur die nicht animierte Darstellung:

Bild zum Beitrag
Magnetismus, Physik, elektrisches Feld, elektromagnetische Wellen, Magnetfeld

Eine neue Dimension des Pflanzenparadoxons: Das Zusammentreffen der zwei Pflanzen?

Eine mögliche Lösung des Paradoxons könnte sein, dass die Pflanze aus der Zukunft nicht stirbt, sondern weiter in der Gegenwart wächst. Da ihre Existenz in der Zukunft von ihrer Präsenz in der Vergangenheit abhängt, würde dies bedeuten, dass sie ungehindert weiterwächst und schließlich genau zu jener Pflanze wird, die du in der Zukunft entdeckt hast.

Doch das führt zu einer neuen Frage: Was passiert, wenn der natürliche Zeitverlauf schließlich den Punkt erreicht, an dem du die Pflanze ursprünglich gefunden hast?

Das neue Paradoxon: Zwei identische Pflanzen zur selben Zeit?

Wenn die Pflanze in der Gegenwart weiterlebt und bis ins Jahr 2100 wächst, gibt es dann in der Zukunft zwei Versionen derselben Pflanze? Die ursprüngliche Pflanze, die auf natürliche Weise gewachsen ist, und die Version, die du aus der Zukunft mitgebracht hast?

Dies würde eine Anomalie erzeugen, da es zwei identische Pflanzen gäbe – eine, die aus der Zukunft zurückgebracht wurde, und eine, die auf natürliche Weise bis zu diesem Zeitpunkt gewachsen ist. Das könnte auf verschiedene Weise enden:

1. Selbstkonsistenz und natürliche Auflösung: Vielleicht ist es eine grundlegende Eigenschaft der Zeit, solche Paradoxien zu verhindern. In diesem Fall könnte die aus der Zukunft gebrachte Pflanze mit der natürlich gewachsenen Pflanze verschmelzen oder eine Art von “Zeitkorrektur” erfahren, die sicherstellt, dass es nur eine Version gibt.

2. Unendliche Verdopplung: Falls keine solche Korrektur existiert, könnte jedes Mal, wenn du die Pflanze aus der Zukunft zurückbringst, eine neue Kopie erzeugt werden. Das würde bedeuten, dass mit jeder Zeitreise eine weitere identische Pflanze entsteht, was langfristig zu einer unendlichen Anhäufung identischer Pflanzen führen könnte.

3. Zerfall oder Unmöglichkeit der Koexistenz: Vielleicht verhindert ein fundamentaler Mechanismus der Zeit, dass zwei identische Objekte gleichzeitig existieren. Das könnte bedeuten, dass die zurückgebrachte Pflanze in dem Moment verschwindet oder zerfällt, in dem sie ihrem zukünftigen Selbst begegnet.

4. Ein sich wiederholender Zyklus: Falls die Pflanze nach ihrer Rückkehr in die Gegenwart bis ins Jahr 2100 wächst und dann wieder in die Vergangenheit gebracht wird, könnte dies einen geschlossenen Zeitkreislauf erzeugen, in dem die Pflanze nur existiert, weil sie immer wieder in der Zeit zurücktransportiert wird. In diesem Fall hätte die Pflanze keinen echten Anfang – sie wäre ein Produkt eines ewigen Zeitloops.

Neue Fragen zum Zeitverlauf

Das Hinzufügen dieser Möglichkeit macht das Paradoxon noch komplexer. Ist die Zeit tatsächlich flexibel genug, um doppelte Existenzen zuzulassen? Oder gibt es eine Art natürliche “Regulierung”, die solche Anomalien verhindert? Und wenn es möglich ist, eine Pflanze zu duplizieren – könnte dies dann auch mit anderen Objekten oder sogar mit Menschen geschehen?

Diese Erweiterung des Pflanzenparadoxons zeigt, wie tiefgreifend Zeitreisen die Natur der Realität verändern könnten. Vielleicht gibt es keine endgültige Antwort, sondern nur neue Wege, über die Struktur von Zeit und Kausalität nachzudenken.

Naturwissenschaft, Physik

Schaltabstand Induktive Näherungsschalter?

Moin,

ich muss grade mit Induktiven Sensoren arbeiten. Dafür muss ich wissen wie die verschiedenen Schaltabstände entstehen. Denn der Schaltabstand ist ja vom Material abhängig. Und ich muss erklären warum welches Material früher/ später erkannt wird.

Ich dachte erstmal ich hätte es verstanden. Mein Gedanke war: Um so Leitfähiger ein Objekt ist, umso früher wird es erkannt, also um so größer ist der schaltabstand. Denn in Leitfähigen Objekten entstehen Wirbelströme, die stärker werden um so leitfähiger das Objekt ist. Diese Wirbelströme führen zu einem Energieverlust, die der Sensor dann durch eine gedämpfte amplitude erfasst. Dem nach dachte ich, das Kupfer einer der Materialien mit dem größten Schaltabstand ist.

Jetzt habe ich jedoch festgestellt, das ganz das Gegenteil ist. Kupfer wird am spätesten erkannt und Material wie Stahl, das nicht ansatzweise so leitfähig ist hat den größten schaltabstand. Und meine Frage wäre warum das so ist? Denn Stahl sollte doch viel kleinere Wirbelströme aufweisen, was zu einem kleinen Energieverlust führen sollte, was zu einer späten Erfassung führen sollte. Irgendwie habe ich offensichtlich irgendein Denkfehler, oder irgendetwas falsch verstanden.

Freue mich über eure Antworten,

LG

Elektronik, Magnet, Elektrik, Elektroniker, Induktion, Industrie, Mechatroniker, Physik, Sensor, Sensorik, Spule, Elektromagnetismus, Induktivität, Leitfähigkeit

Das Pflanzenparadoxon: Ist es möglich, die Zukunft zu verändern, ohne sie zu zerstören?

Zeitreisen sind seit jeher ein faszinierendes Thema für Science-Fiction und Philosophie. Doch wenn wir über Reisen in die Zukunft nachdenken, tauchen überraschende Probleme in Bezug auf Kausalität und die Auswirkungen unserer Handlungen auf die Zukunft auf. Stell dir folgendes Szenario vor:

Das Paradoxon:

Angenommen, du hast Zugang zu einer Zeitmaschine, mit der du in die Zukunft reisen kannst. Du reist in das Jahr 2100 und entdeckst dort eine Pflanze, die beeindruckend gewachsen und gediehen ist. Du entscheidest dich, sie mit in die Gegenwart zu nehmen, um sie zu studieren und ihre Geheimnisse zu entschlüsseln. Doch nach einiger Zeit in der Gegenwart beginnt die Pflanze zu welken und stirbt schließlich.

Hier beginnt das Paradoxon: Wenn die Pflanze in der Gegenwart stirbt, kann sie in der Zukunft nicht mehr existieren. Genau diese Pflanze, die du in die Gegenwart gebracht hast, war jene, die du auf deiner Reise gefunden hast. Stirbt sie jedoch in der Gegenwart, ist sie in der Zukunft nicht mehr vorhanden.

Aber wenn die Pflanze in der Zukunft nicht existiert, wie konntest du sie in die Gegenwart bringen? Wenn die Pflanze in der Zukunft nicht da war, konntest du nicht in der Zeit reisen, um sie zu finden und zurückzubringen. An diesem Punkt entsteht eine Kausalschleife: Die Existenz der Pflanze in der Zukunft hängt davon ab, dass du sie in die Gegenwart bringst, doch ihr Tod in der Gegenwart verhindert dies. Das führt zu einem logischen Widerspruch, der scheinbar unlösbar ist: Wenn die Pflanze in der Zukunft nicht existiert, kannst du sie nicht in die Gegenwart bringen, aber ohne sie in die Gegenwart zu bringen, könnte die Pflanze niemals in der Zukunft existieren.

Der Widerspruch:

Dieses Szenario offenbart einen grundlegenden Widerspruch. Die Existenz der Pflanze hängt von ihrer Zukunft ab, doch der Akt, sie in die Gegenwart zu bringen, und ihr darauffolgender Tod zerstören diese zukünftige Existenz. Gleichzeitig kann die Pflanze in der Zukunft nicht existieren, ohne in die Gegenwart gebracht zu werden, und sie kann nicht in die Gegenwart gebracht werden, wenn sie in der Zukunft nicht existiert. Dieses Dilemma erschafft einen endlosen Kreislauf, der jede Möglichkeit einer kohärenten Lösung zunichtemacht.

Abschließende Reflexion:

Das Pflanzenparadoxon lädt uns dazu ein, über die Komplexität von Zeit und Kausalität nachzudenken. Wenn die Zukunft die Gegenwart beeinflussen kann, gleichzeitig aber die Gegenwart diese Zukunft zerstören kann – ist es möglich, den Lauf der Zeit zu verändern, ohne logische Widersprüche zu erzeugen? Dieses Paradoxon stellt unser traditionelles Verständnis von Zeit infrage und wirft tiefgreifende philosophische und wissenschaftliche Fragen über die Natur von Zeitreisen auf.

Ist die Zeit ein selbstkonsistentes System, das solche Widersprüche verhindern würde? Oder stehen wir einfach vor inhärenten Grenzen unserer Fähigkeit, den Zeitfluss zu verändern? Die Antworten auf diese Fragen könnten viel tiefgreifendere Implikationen haben, als wir uns vorstellen können.

Bild zum Beitrag
Physik, Science

Geringe Polarität von Tryptophan?

Hallo zusammen,

ich soll die geringe Polarität von der NH-Gruppe im Pyrrolring im Indolsystem des Tryptophans erklären und mit einem sp3-hybridisierten Stickstoff vergleichen. Kann jemand auf meine Vermutungen eingehen und mir Fragen dazu beantworten?

Vermutung A

Durch die delokalisierten Elektronen der in den 2pz-Orbitalen des Kohlenstoffs und des Stickstoffs, sind viele Elektronen für den Stickstoff verfügbar, der alle ein bisschen anzieht und dann die Elektronen des Wasserstoffatoms nur noch sehr schwach anzieht, weshalb dieses nicht stark positiv polarisiert wird. Ich meine das so, dass der Stickstoff praktisch Zugriff hat auf alle anderen 2pz-Elektronen des Rings und die Anziehungskraft sich zwischen diesen verteilt.

An der Stelle jetzt eine allgemeine Frage:

Wie sieht eigentlich die Elektronenkonfiguration des sp2-hybridisierten Stickstoffs aus? Sind beide Elektronen im delokalisierten pz-Orbital, oder ist in diesem nur ein Elektron und die Konfiguration ist wie im angehängten Bild?

Vermutung B

Wenn nur ein Elektron im 2pz-Orbital wäre, wie im angehängten Bild, hätte ich auch noch vermutet, dass der Stickstoff nicht so elektronegativ wie in einer sp3-Hybridisierung ist, weil das zur Hälfte freie pz-Orbital einen geringeren s-Charakter hat als ein freies sp3-Orbital.

Wenn das sp2-Orbital aber voll befüllt wäre, müsste ja eigentlich das Gegenteil eintreten: die drei sp2-Orbitale haben doch einen höheren s-Charakter als vier sp3-Orbitale und der Stickstoff müsste noch elektronegativer sein.

Danke schonmal für jede Hilfe.

Bild zum Beitrag
Atom, Bindung, Moleküle, Physik, physikalische Chemie, Elektronen, Kohlenstoff, Orbitale, organische Chemie

Wie erklärt die Physik die Gegenwart einer messbaren Wirkung, wenn ein Punkt der zu messenden Quantität noch nicht gegenwärtig ist oder nicht anwesend war?

Es ist nämlich so, dass unser Standardmodell der Physik ein hypothetisches Vorstellungsmodell vorschreibt, das als Raumzeit bezeichnet wird und damit vorbestimmt, was als richtig oder falsch zu bewerten wäre. Somit ist eine faktische Gleichzeitigkeit bzw. Gegenwart als nicht möglich zu betrachten, und daher wird auch empfohlen, die Vorstellung von absoluter Zeit aufzugeben.

Dieses halte ich für eine inakzeptabel unwissenschaftliche Beschränkung der alternativen Möglichkeiten. Es kommt dem Märchen von Hans Christian Andersen „Des Kaisers neue Kleider“ gleich, welches ich gerne als Beispiel anführe, um die Leichtgläubigkeit sowie die unkritische Akzeptanz angeblicher Autoritäten zu kritisieren.

Es ist nämlich keine kausale Logik, eine Hypothese als bewiesen zu betrachten, indem man jede Alternative von vornherein ausschließt. Denn es ist purer Glaube, wenn etwas wirken könnte, das noch gar nicht anwesend ist.

Denn eine Quantität ist die einzige Größe, mit der wir mathematische Gleichungen aufstellen können. Jene Gleichung bedingt daher Größen mit quantitativen und bidirektionalen Eigenschaften, weil die Größen durch die Gleichstellung auch negiert werden können.

Über jene Eigenschaften verfügen aber nur räumliche Quantitäten. Zeit hingegen hat aber ausschließlich unidirektionale qualitative Eigenschaften, weil der zweite Punkt einer möglichen Quantität im raumzeitlichen Sinne nicht gegenwärtig sein kann.

Eine Wirkung kann aber nicht bestehen, wenn nicht beide Eckpunkte anwesend sind, sondern nur einer.

Also:
Wie erklärt die Physik die Gegenwart einer messbaren Wirkung, wenn ein Punkt der zu messenden Quantität noch nicht gegenwärtig ist oder nicht anwesend war?

Logik, Physik, Zeit, Determinismus, Zeitdilatation

Woraus besteht der Trennstreifen im Becken bei einem Elektrolyseur?

Vier Bilder im Vergleich zu Elektrolyseuren in drei Jahrhunderten mit einer Frage nach der Konstruktion des Trennstreifens.

Bild 1: Im 19. Jahrhundert wurde Elektrolyse einfach über ein Becken gemacht, das einen Trennstreifen hatte und dann wurde eine Anode und eine Kathode in das Becken getaucht. Damals bestanden die Becken aus industriellem Stahl oder Glas und waren sehr groß. Aber woraus bestand der Trennstreifen?

Bild 2: Dann wurde im 20. Jahrhundert der Abstand zwischen Trennung im Becken und der Anode und Kathode minimiert. Demnach wurden die Becken viel kleiner und aus Keramik hergestellt. Aber woraus bestanden die Trennstreifen in der Mitte?

Bild 3: Hierauf wurde dann im 21. Jahrhundert das PEM-Prinzip entwickelt. Proton Exchange Membran. Das ist ein asymmetrischer Aufbau, bei dem die Kathode ausserhalb vom Becken an einer Durchlass-Membran liegt und der Wasserstoff direkt ausserhalb vom Becken erzeugt wird. Was ist der Vorteil hier? Und woraus besteht dieser Trennstreifen in der Mitte?

Bild 4: Beim aktuell diskutierten Kapillarelektrolyseur sind hingegen sowohl Anode als auch Kathode ausserhalb vom Wasserbecken untergebracht. Stattdessen gibt es einen Kapillarschwamm als Trenner in der Mitte, welcher Wasser aus dem Becken über dei Kapillarwirkung saugt, das oberhalb vom Becken aufgespalten. Warum ist das besser als die PEM-Membran? Woraus besteht der Kapillar-Trennstreifen?

Bild zum Beitrag
Wasser, Chemie, Klimawandel, Elektrizität, Elektrolyse, Erfindung, Ingenieur, Ingenieurwesen, Maschinenbau, Material, Naturwissenschaft, Physik, Wasserstoff, Anode, Kathode

Was wäre der Unterschied bezogen auf den Phänotyp eines Menschen, wenn bei der Meiose das Crossing-Over nicht statt finden würde?

Es lässt sich also sagen, dass eine DURCHMISCHUNG des Gene auch OHNE Crossing Over statt findet. Wozu gibt es dann überhaupt das Crossing-Over?

So ich ich es verstehe: Ohne das Crossing Over besteht eine (geringe) Wahrscheinlichkeit, dass jemand (der Embryo oder Fötus) z.B. von der Mutter 23 Chromosomen bekommen könnte, die alle von der Mutter der Mutter (also von der Oma eigentlich) stammen also das komplette DNA-Material bekommen, welches die Mutter von der Oma bekommen hat.

MEIN FAZIT: Durch das Crossing-Over wird ein höherer Grad an Durchmischung erreicht, sodass obiges nicht zustande kommen kann.

Grob gesagt: Crossing-Over bewirkt eine NOCH BESSERE DURCHMISCHUNG der GENE. Kann man das so sagen?

Man könnte das jetzt mathematisch berechnen, aber das wäre mir zu kompliziert und ist wahrscheinlich auch nur Gegenstand der Wissenschaft (vermutlich Genetik)?

  • So wie ich es verstehe, würde das ganze ohne Crossing-Over auch gehen und dann hätten die aus der Meiose entstehenden 23 Chromosomen einer Zelle folgendes Schema:

Chromosom 1: Chrosmom entweder von Mutter oder von Vater das komplette identische DNA-Material, also keine Rekombination bzw. Neukombination

Chromosom 2: Ebenfalls z.B. das Chromosom mit dem DNA-Material der Mutter

Chromosom 3: Hat jetzt beispielsweise das DNA-Material des Vaters

Chormosom 4: wieder das des Vaters

So geht es es noch 19 Male weiter, immer das DNA-Material NUR VON der Mutter oder NUR von dem Vater

Sind meine Ausführungen / meine Sichtweisen korrekt?

.

.

Leben, Wissen, Mathematik, Menschen, Bio, Chemie, Frauen, Zellen, Wissenschaft, Biologie, Psychologie, Biochemie, Biologieunterricht, Chromosomen, DNA, Fötus, Gene, Genetik, Geschlecht, Meiose, Mitose, Naturwissenschaft, Physik, Psyche, Zellbiologie, Zellteilung, Chromatid, Chromosomensatz, Embryologie, Vererbung

Wie seht Ihr die Sache mit dem Klimawandel, der nach Aussage des IPPC maßgeblich oder ausschließlich durch den Menschen verursacht sein soll?

Laut einer aktuellen Studie kann es, selbst bei Verdoppelung der Treibhausgase (was kaum machbar ist), keine oder nur noch eine geringfügige Erwärmung geben, da die Treibhausgase in der Atmosphäre bereits gesättigt sind.

Die andere und weit verbreitete Meinung ist, dass mit Verdoppelung der Treibhausgase (was wie gesagt kaum machbar ist) die Erde im Durchschnitt sich um mehere Grad erwärmen würde. Es herrscht aber keine Einigkeit darüber, was die Klimasensitivität angeht. Denn es stehen Zahlen von 2 bis 4,5 Grad Celcius Durchschnittstemperatur im Raum. Also sehr ungenau.

Was für mich feststeht, ist, dass die Sache mit dem Klimawandel nicht so sicher ist, wie Politik und Leitmedien, vor allem in Deutschland, es kommunizieren.

(Die Studie über Sättigung der Treibhausgase ist von Michael Simpson von der Universität Sheffield und erschien 2024 im Journal of Sustainable Development.)

Bild zum Beitrag
Wir habe da ein Problem, das gelöst werden muss 63%
Panikmache. Klima immer im Wandel, Treibhausgase sind gesättigt 29%
Bin unschlüssig 9%
Erde, Erderwärmung, Zukunft, Wetter, Deutschland, Klimawandel, CO2, Wissenschaft, Klimaschutz, Welt, Atmosphäre, Gesellschaft, globale Erwärmung, Klima, kohlendioxid, Physik, Studie, Treibhauseffekt, CO2-Ausstoß, global warming, Klimahysterie, Klimakrise, Treibhausgase, Klimaaktivisten

Meistgelesene Beiträge zum Thema Physik