Rudi Knoth hat geschrieben:Frau Holle hat geschrieben:Die KI sagt, dass bereits die entstehende steile Flanke fouriermäßig die Überlagerung vieler Frequenzen sei. Das Thema hatten wir schon mal mit Kurt zum Rechtecksignal. Dann sind diese Frequenzen also physisch real? Es überlagern sich dann tatsächlich viele Frequenzen zu einem Wellenpaket = Photon?KI hat geschrieben:
Jedes Signal a(t) lässt sich als Frequenzüberlagerung schreiben:
Eine „Flanke“ ist physikalisch immer eine Überlagerung vieler Frequenzen.
Typisch:
sehr kurzer Puls → viele hohe Frequenzen
langsamer Verlauf → eher niedrige Frequenzen
Die Formel E=hf verführt zu der Vorstellung: jedes Photon hat eine Frequenz
Das stimmt nur für: ideale, unendliche Sinuswellen (physikalisch unrealistisch)
In realen Situationen: Photonen sind fast immer Wellenpakete
[...]
Wenn das wirklich stimmt, dann erzeugt nicht nur die physische Überlagerung vieler Schwingungen z.B. einen linearen Verlauf, sondern auch umgekehrt: Ein linearer Verlauf erzeugt physisch ganz reale Schwingungen. Das ist nun wirklich sehr erstaunlich, wie ich finde.
Dieser Ansatz ist mir auch eingefallen. Ob er stimmt, ist dann eine andere Sache.
Die KI bestätigt es jedenfalls (blau hervorgehoben von mir):
Umkehrbarkeit
Du hast richtig gesagt: Viele Frequenzen → können einen linearen Verlauf ergeben
Und jetzt der entscheidende Punkt: Weil die Wellengleichung linear ist, gilt auch die Umkehrung physikalisch.
Das ist kein rein mathematischer Trick, sondern: Superposition ist ein physikalisches Prinzip nicht nur Rechenmethode
Wie man sich das korrekt vorstellt
Statt „Viele Wellen ergeben eine Flanke“
besser „Das Feld ist ein Puls – und dieser Puls kann mit Systemen wechselwirken, die auf verschiedene Frequenzen empfindlich sind“
Das ist der operative Sinn von „Frequenzanteilen“.
Quantensicht (entscheidend)
In der Quantentheorie entspricht jede Frequenz f einem Modus des Feldes mit Energiequanten hf.
Wenn dein Puls ein Spektrum hat, dann sind verschiedene Moden tatsächlich angeregt.
Das ist messbar als unterschiedliche Photonenergien.
Der eigentliche Kern
Frequenzen sind keine „versteckten Bestandteile“ eines Signals, sondern beschreiben, wie das Signal mit realen physikalischen Systemen koppelt.
Fazit
✔ Frequenzanteile sind physisch real (messbar, filterbar)
✔ sie entsprechen realen Feldmoden
✖ aber sie sind nicht „separate gleichzeitig existierende Wellenobjekte“
Am präzisesten:
Ein kurzer Puls ist ein realer Feldzustand, der Energie in vielen Frequenzmoden trägt – und genau diese Moden können unabhängig angesprochen und gemessen werden.
Die KI liefert dann noch in Gedankenexperiment, das zeigt, wie man konkret die Frequenzanteile aus einem kurzen Puls (nur eine Flanke) physikalisch messen kann: Man schickt ihn durch einen Tiefpass und einen Hochpass, und beide liefern am Ausgang ein Signal, jeweils mit anderer Frequenz und Energie. Die KI kommt zu dem Schluss:
Wenn Frequenzen nur „Rechenhilfe“ wären dürfte ein Filter nichts real Selektives tun.
Aber tatsächlich: Man kann Energie gezielt entfernen oder durchlassen das verändert das physikalische Signal.
Das Gedankenexperiment zeigt: Frequenzanteile sind keine bloße Mathematik. Sie sind operativ real, weilEin Puls ist kein „verstecktes Bündel von Wellen“, sondern ein realer Zustand, der mehrere physikalisch zugängliche Schwingungsmoden gleichzeitig enthält.
- man sie getrennt messen kann
- sie Energie tragen
- sie unterschiedlich mit Materie koppeln
Das klingt schon sehr einleuchtend und plausibel. Naja, es ist "nur" eine trainierte KI, aber ich denke schon, dass die Trainingsdaten seriös ausgewählt wurden und diese Ausführungen die Lehrmeinung wiedergeben.
