Relativitätstheorie - Relativ theoretisch

[Mordred]

Willst du gegen Wikipedia anstinken und mit deiner Privatphysik experimentell bestätigte Befunde mit deinen Zauberquanten beiseite schieben?

Beim Wellen-/Teilchendualismus wurde in einem Experiment bestätigt, dass man das Photon zwar erkennen kann, aber als Teilchen nicht verfolgen. Das ist die Bestätigung des Experiments.
Nun brauch ich eine komplexwertige Wellengleichung, deren Betragsquadrat die Aufenthaltswahrscheinlichkeit angibt.
Die Frage ist nun allerdings, die Aufenthaltswahrscheinlichkeit von was ?

Unter Welle-Teilchen-Dualismus versteht man einen klassischen Erklärungsansatz der Quantenmechanik, der besagt, dass Objekte aus der Quantenwelt sich in manchen Fällen nur als Wellen, in anderen als Teilchen beschreiben lassen. Mit der Interpretation der statistischen Wahrscheinlichkeiten im Rahmen der Kopenhagener Deutung (1927) bekam der Begriff eine etwas andere Bedeutung: Jede Strahlung hat sowohl Wellen- als auch Teilchencharakter, aber je nach dem durchgeführten Experiment tritt nur der eine oder der andere in Erscheinung.

Den letzten Satz bitte noch einmal....

Jede Strahlung hat sowohl Wellen- als auch Teilchencharakter, aber je nach dem durchgeführten Experiment tritt nur der eine oder der andere in Erscheinung.

Na Hoppla, ...Ist das Licht etwa launisch ? Oder weiß es gar was wir mit ihm vorhaben und veräppelt uns?

Sicher nicht. Und es entscheidet weder Eigenständig, noch zufällig.

Anstatt zusammen zu kleben was keinen Sinn ergibt, sollte man doch mal zumindest schauen, was einen Sinn ergeben könnte.

Also was ist es nun, ..Teilchen oder Welle, beides zugleich aber auch nicht, oder und oder....

....aber je nach dem durchgeführten Experiment tritt nur der eine oder der andere in Erscheinung. Also entweder Hund, oder Katz, Welle, oder Teilchen,
..aber wer sagt oder bestimmt welche Eigenschaft nun in Erscheinung tritt ?

Das Teilchen selbst, der Zufall, die Welle...?

Vergleichen wir nur mal kurz das "Teilchen" am Licht mit einer Glasmurmel.

Wenn ich eine dieser Murmeln in einem absolut dunklen Raum bewege, und aktiviere sie mit der Info Licht, für eine 1/1000 Sekunde, ..dann kann ich sagen, ich habe ein Photon gesehen.

Die Murmel sehe ich nun, da es ja wieder stockdunkel ist, natürlich nicht mehr. Und habe natürlich keine Ahnung, dass sie das Photon, welches ich erkannte, nur trug.

Nun sage ich, das Photon ist eine Murmel. Also ein Teilchen.
Denn ich sah ja eine Murmel (Teilchen) in dem Moment.

Die Murmel an sich hat aber mit dem was ich sah nur bedingt zu tun.

Viel mehr die Eigenschaft „Teilchen“ die wir anhand der Murmel zu erkennen glaubten, hat mit dem „Zustand“ Photon nichts zu tun.

Wir verbinden aber beides, weil wir standhaft behaupten, die Murmeln gibt es nicht.

Und sagen, ..Licht, also "das" Photon, hat Murmelcharakter.

Ist also auch Teilchen.

Andererseits breitet es sich aber augenscheinlich auch als Welle aus.
Und findet sich in Feldern wieder.

Das widerum passt aber nicht wirklich zum Teilchencharakter.

Also schließen wir daraus, dass es einfach beide Eigenschaften hat, selbstständig und zufällig agiert.

Tut es aber nicht !

Und darum passt, ab hier für die moderne Physik, auch nichts mehr zusammen. Man muss nun theoretische Annahmen entwickeln warum das so ist.
Und konstruiert komplexwertige Wellengleichung, um dessen Aufenthaltswahrscheinlichkeit zu ermitteln.

Dabei ist Photon nur ein Zustand, und das MX10quant ist sein Träger!Und so ergibt sich ein Dilemma weil wir nicht davon ab wollen, dass Photon ein Teilchen ist das als Welle auftreten kann, ..gerade wie es lustig ist......

Gruß

[Trigemina]

Beim Wellen-/Teilchendualismus wurde in einem Experiment bestätigt, dass man das Photon zwar erkennen kann, aber als Teilchen nicht verfolgen. Das ist die Bestätigung des Experiments.
Nun brauch ich eine komplexwertige Wellengleichung, deren Betragsquadrat die Aufenthaltswahrscheinlichkeit angibt.
Die Frage ist nun allerdings, die Aufenthaltswahrscheinlichkeit von was ?

Hervorhebung von mir

Die Aufenthaltswahrscheinlichkeit für einen Ort natürlich! Die ganze Theorie der Quantenmechanik beruht auf der Richtigkeit des Unbestimmtheitsprinzips. Sollten jemals Wege gefunden werden, dieses Unbestimmtheitsprinzip zu "besiegen", dann würde die Quantenmechanik widersprüchliche Ergebnisse liefern und müsste als gültiges Naturgesetz aufgegeben werden.

Wenn die Bewegungen der Elektronen (und aller Materie) in Wellenausdrücken beschrieben werden müssen, um ihren Charakter zu modellieren, um wieviel mehr stellt sich die Frage nach der Zufälligkeit der Ereignisse, die in der Vielzahl ihrer Messungen sich mehr und mehr als Abbildungen der Durchschnittswerte den klassischen Beschreibungen nähern. Das Unbestimmtheitsprinzip schützt die Quantenmechanik vor dem Zusammenbrechen, wenn es möglich wäre, Ort und Impuls eines Teilchens gleichzeitig zu messen.


Wäre die "Bewegung" eines Elektrons um den Atomkern völlig determiniert, stürzte das Elektron mit seiner bewegten Ladung unter Abgabe elektromagnetischer Strahlung in den Kern hinein.

Das Elektron umkreist aber keineswegs den Atomkern, sondern sein Aufenthaltsort ist gar nicht definiert, die Aufenthaltswahrscheinlichkeit bleibt zeitlich unverändert (ist stationär). Es lässt sich keine Ortsbestimmung als Funktion der Zeit ermitteln, aus der eine Bewegung ableitbar wäre.
Die Unbestimmtheit und die Unschärferelation sind eine den Quantenobjekten innewohnende Eigenschaft. Damit ist klar, dass die Bewegung von Elektronen in den Hüllen der Atome niemals durch die Angabe einer Bahnkurve beschrieben werden kann, da die Heisenbergsche Unschärferelation die hinreichend genaue Kenntnis von Ort und Geschwindigkeit verbietet. Und damit ist auch klar, warum die Analogie zwischen Atomen und dem Sonnensystem den Aufbau der Atome nicht korrekt widerspiegeln kann. Elektronen besitzen eben keine Bahnkurven innerhalb eines Atoms! Würde man ein sehr kleines Wellenpaket mit einer anfänglichen mittleren Elektronengeschwindigkeit von einigen hundert km/s in der Atomhülle auf die Reise schicken, so würde es sehr schnell zerfliessen und jede Angabe einer Flugbahn wäre illusorisch.

Die Heisenbergsche Unschärferelation ist eine unmittelbare Folge der Überlagerungseigenschaften von Wellen und der Tatsache, dass sich eine Wellenlänge in der Quantenmechanik in eine Teilchengeschwindigkeit übersetzen lässt. Sie macht uns klar, warum wir wegen dx*m*dv≥(h/2pi)/2 niemals eine genaue Teilchenbahn angeben können.
Streng daraus folgernd kann man sagen, dass jegliche Wechselwirkung eine Folge dieser Unbestimmtheit ist.

Die Aufenthaltswahrscheinlichkeit eines Teilchens berechnet sich vom Energieminimum ausgehend als die grösste der durch die Schrödinger-Wellengleichung definierte Wahrscheinlichkeit nach dem Korrespondenzprinzip aus dem klassischen Energieerhaltungssatz.

Die Schrödingergleichung ist im Gegensatz zu den klassischen Kraftgleichungen eine partielle Differentialgleichung. Während ein klassisches Teilchen durch eine exakte Bahn bestimmt ist, wird die Dynamik des quantenmechanischen Teilchens durch ein quantenmechanisches Feld beschrieben. Die klassische newtonsche Bewegungsgleichung wird also in der QM durch die Schrödingergleichung ersetzt. In der QM ist darum ein exakter Aufenthaltsort nicht definierbar; anschaulich gesagt ist das Teilchen über dem Raum "verschmiert". Im Grenzfall genügend kleiner Breiten des Wellenpakets kann mit Hilfe der Schrödingergleichung die newtonsche Gleichung hergeleitet werden.



Nun wieder zurück zur Elektrodynamik. Das Aufflammen der Diskussionen vor über 100 Jahren über die verschiedenen Äthersysteme bis hin zur SRT hatte ihre Gründe ausschliesslich in der Widersprüchlichkeit der verwendeten Maxwell-Gleichungen beim Übergang von einem Bezugssystem ins andere.

Die Galileischen Bewegungsgleichungen für einen beliebigen Punkt in den Systemen S und S' ergeben folgende Koordinaten:

in S : x=x'+v*t
in S': x'=x-v*t

Wenn zwei Koordinatensysteme S und S' zum Zeitpunkt t0 die Koordinaten x=x'=0 und t=t'=0 haben und ein Lichtstrahl entlang der x-Achse ausgestrahlt wird, hat er nach dem Zeitpunkt t die Koordinaten:

in S: x=c*t
in S': x'=c*t

mit der absoluten Zeit t nach der Galilei-Transformation. Wir sehen sofort, dass hier etwas nicht stimmt, denn nach obigen Gleichungen müssten x und x' gleich sein, was sie offensichtlich nicht sind.

Dieser historische Widerspruch führt auf einen Ansatz zurück, der die beiden ganz oben stehenden Gleichungen mit einem Faktor (also das noch unbekannte γ) multipliziert, um ein widerspruchfreies Gleichungssystem zu erhalten:

in S : x=γ*(x'+v*t) Gleichung 1
in S': x'=γ*(x-v*t') Gleichung 2

Wenn nun das Prinzip der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit gelten soll und der absolute Charakter der Zeit zwangsläufig aufgegeben werden muss um diese Bedingung zu erfüllen, gilt:

in S : x=c*t
in S': x'=c*t'

Setzen wir x und x' in die Gleichungen 1 und 2 ein, erhalten wir:

in S : c*t=γ*(c*t'+v*t') -> t=γ*t'*(1+v/c) -> t/t'=γ*(1-v/c)
in S': c*t'=γ*(c*t-v*t) -> t'=γ*t*(1-v/c) -> t'/t=γ*(1+v/c)

Multiplizieren wir die oberen Gleichungen, erhalten wir:

t/t'*t'/t = 1 = γ²*(1-v/c)*(1+v/c)

Nach γ aufgelöst ergibt das nach ein bisschen Umformen:

γ=1/sqrt(1-v²/c²)


Lösen wir Gleichung 1 nach x' auf, erhalten wir:

x'=x/γ-v*t

und Gleichsetzen mit Gleichung 2 führt zu:

x/γ-v*t=γ*(x-v*t')

nach t' aufgelöst ergibt:

t'=γ*(t-v/c²*x)


Die Lorentz-Transformation entstammte tatsächlich aus den anfänglich gescheiterten Bemühungen, die Dynamik der Maxwell-Gleichungen widerspruchsfrei mit der Galilei-Transformation zu erklären. Also aus der Not geboren. Gegenteiliges zu behaupten entspringt keiner seriösen Grundlage. Physik ist Knochenarbeit und kein Wunschkonzert!

Gruss

[Trigemina]

Wäre die "Bewegung" eines Elektrons um den Atomkern völlig determiniert, stürzte das Elektron mit seiner bewegten Ladung unter Abgabe elektromagnetischer Strahlung in den Kern hinein.

Warum?

Der Elektronenabstand zum Kern lässt sich über die Schrödingergleichung oder über eine einfache quantenmechanische Rechnung zeigen, die von der Unschärferelation ausgeht und das Plancksche Wirkungsquant mit der kinetischen Energie verknüpft:

E = h²/2ma² - e²/a mit a=Abstand, e=elektr. Elementarladung

Durch Differentation und Gleichsetzung mit Null wird a mit 0.528 Ångström aufgelöst.

dE/da=-h²/ma³+e²/a²

Dort beim Bohrschen Radius findet das Elektron sein Energieminimum und seine grösste Aufenthaltswahrscheinlichkeit. Erst die Unbestimmtheit lässt das Elektron den Energiezustand "spüren" und dem Universalgesetz des geringsten Widerstandes folgen.

Das Elektron umkreist aber keineswegs den Atomkern, sondern sein Aufenthaltsort ist gar nicht definiert, die Aufenthaltswahrscheinlichkeit bleibt zeitlich unverändert (ist stationär). Es lässt sich keine Ortsbestimmung als Funktion der Zeit ermitteln, aus der eine Bewegung ableitbar wäre.

Wie wird dann der Drehimpuls und das magnetische "Bahnmoment" des Elektrons "erzeugt"?

Der Drehimpulsoperator ist das quantenmechanische Analogon zum Drehimpuls. Aus dem klassischen Drehimpuls über das Kreuzprodukt von

L = r x p

wird in der Quantenmechanik durch Einsetzen der Operatoren für die Vektoren r und p der Drehimpulsoperator

L = r x p = -i*ħ*(r x nabla)

Das Betragsquadrat ist

L² = Lx² + Ly² + Lz²

mit den kartesischen Koordinaten

Lx = -i*ħ*(y*∂/∂z – z*∂/∂y)
Ly = -i*ħ*(z*∂/∂x – x*∂/∂z)
Lz = -i*ħ*(x*∂/∂y – y*∂/∂x)

In Polarkoordinaten bekommt man

Lz = -i*ħ* ∂/∂Φ

und

L² = -ħ²² * [1/sinθ * ∂/∂θ * (sinθ*∂/∂θ + 1/sin²θ * ∂²/∂Φ²)]

Das ist der winkelabhängige Teil der Schrödignergleichung, womit L² diese Gleichung löst. Somit sind die Kugelfunktionen Eigenfunktionen zu L².

Es gibt also drei physikalische Grössen, die man gleichzeitig messen kann und die durch die Quantenzahlen n, l,m beschrieben werden. Der Betrag und die z-Komponente des Drehimpulses haben also einen zeitlich festen Wert, während die beiden anderen Komponenten unbestimmt sind! Die z-Achse heisst deshalb Quantisierungsachse. Natürlich ist damit keine Richtung im Raum ausgezeichnet, denn die z-Achse kann ja beliebig orientiert werden.

Gruss

[galactic32]

zu bruno

Dieser Albert Einstein aus Schilda war zu blöd zwischen Relativ- und Absolutbewegung zu unterscheiden.

von Bruno » Do 8. Okt 2009, 10:17
nicht so laut, wenn kümmerts wünschen wir wem weniger blödsinniges

"Doch lernen man kann aus sinn dem blöd sein war"
ok JODA! empfangen !


zu von Trigemina » Fr 16. Okt 2009, 17:44 Ansatz:

in S : x=γ*(x'+v*t) Gleichung 1
in S': x'=γ*(x-v*t') Gleichung 2

MATHE MISCH MASCH ERROR ??

in S': x'=c*t Gleichung 2

CAN'T COMPILE
STANDARD LOGIC:

in S': x'=c'*t' Gleichung 1'

1' == 2 OK sei's drum
BUT

WHY WARUM WIESO WOZU WESHALB ?
dasselbe c
dasselbe t

DIE TRANSFORMATION sieht ziemlich halbherzig aus
DAS ist so curry für unsereins


von Trigemina » Sa 17. Okt 2009, 02:11

"das Plancksche Wirkungsquant"

och herrje
so eine "E=h*ny"
Ja ja das ist so ein Partikel error
So ein schnüddel aus dem PHOTO ephecct Pfersuch

KIND ist das ein effect des metalls oder ein ephect des lichts das uns das schlußfolgern ließe können ?
die frage auch ich sich mir stellt ( von Joda )

Falls ein Leser uns dazu was sagen wünscht interesse an der antwort hab ich , ob zum hörenlesen kommen kann wer weiß ( Joda ) ( die frage stellt sich mir auch @ )

Möge die Kraft des Verstandes wachsen @ ( stimmen zu JODA )

[galactic32]

zu von Chief » Sa 17. Okt 2009, 12:45

Aber was wäre dann aus der ganzen "Hexerei" geworden?

Ein Weiteres Hexer Ei !

[Trigemina]

die Frage war, "warum stürzt das Elektron in den Kern hinein".

Die Frage war doch, weshalb das Elektron nicht in den Kern hinein stürzt. Es galt aufzuzeigen, auf welcher Grundlage das Elektron seinen Kernabstand auf dem geringsten Energieniveau auszeichnet, resp. dort seine maximale quantenmechanische radiale Aufenthaltswahrscheinlichkeit ausbildet und eben nicht in den Kern hinein stürzt, wie es klassisch zu erwarten wäre.

Ein Weiteres Hexer Ei !

Aus welchem Loch bist denn du hervorgekrochen?

Gruss

[Hannes]

Hallo Chief !

Komischerweise haben s-Elektronen keinen Drehimpuls - sie bewegen sich also gar nicht um den Kern sondern schwingen senkrecht zum Atomkern, aber nicht als diskrete Teilchen sondern als "veränderliche" Teilchenensembles. Das bedeutet, die Atome können nicht aus Elektronen, Neutronen und Protonen alleine aufgebaut werden (etwas fehlt).

Endlich wieder ein interessanter Beitrag, denn bei den Rechnereien von Trigemina
(X=X) fühlte man sich in die Unterstufe zurückversetzt.

Wenn du sagst , etwas fehlt, wäre interessant, wenn du sagen könntest, was das
sein könnte.Ich bin in Kernphysik nicht so bewandert,aber trotzdem interessiert mich
das Wissensgebiet.Die Vorstellung, dass Kern und Elektronen eine Art Planetensystem darstellen, ist doch längst schon überholt.

Mit besten Grüßen
Hannes

[galactic32]

zu von Hannes » Fr 23. Okt 2009, 22:43
und zu von Chief » Fr 23. Okt 2009, 22:07

Komischerweise haben s-Elektronen keinen Drehimpuls - sie bewegen sich also gar nicht um den Kern sondern schwingen senkrecht zum Atomkern, aber nicht als diskrete Teilchen sondern als "veränderliche" Teilchenensembles. Das bedeutet, die Atome können nicht aus Elektronen, Neutronen und Protonen alleine aufgebaut werden (etwas fehlt).

Komisch eben nicht!
Genau wie die Schwingungen der Kladnischen flaechen oder einer Saite, Schwingt "Energie" in den jeweiligen Dichten der Aether (neuDeutsch der Medien(Vermittlungen)) .
Als Chemiker (SpezialGebiet Quantum-Physiker (ATOM (A wie NICHT TOM wie teilbar)identisch QUANTUM))!

zu " s-Elektronen keinen Drehimpuls "
Betrachten wir das Elektron als Ladungsmenge,die in sich verknotet und verwirbelt einer Singularität gleichwirkt ,(Enden der FeldLinien,eines Feldes dynamischer Natur(universelle Form von LICHT,NICHT nur transversal schwingende ANregungen des Mediums))

man sich in die Unterstufe zurückversetzt.

genau aber das ist doch das tolle , dass hier auch so Unerfahrenere TeilNehmer hier zu unseren wirklich anregenderem wünschenswertem Austausch beitragen .
Wie sieht meine Welt asu,wenn mein Körper so doppelt so alt sin wird!Was ich dann, doch erheblich X-anderes wisse!

Zu dem Drei Steinchen wo mein Körper aus welchem Loch kroch,nun ich haette wuerde sagen koennen, der KAHM aus einem verfruchtetem EI!

Viel Freude @

[Hannes]

Hallo Chief !

Die Frage ist, wie lange sich die konservativen Kräfte noch halten können, da die SRT immer stärker aus verschiedenen Richtungen bedroht wird.

Deine Antworten haben Hand und Fuß und sind auch klar verständlich.
(zum Unterschied von galactic32.)

Das Äther-Problem wurde eigentlich schon längst gelöst ("Dirac-sea"), nur die konservativen "Kräfte" können die Lösung aus Rücksicht auf Einstein nicht so einfach akzeptieren.

Bedroht die Quantenverschränkung Einsteins Theorie?
in Spektrum der Wissenschaft, September 2009, S.30

Auf den Artikel in spektrum. de habe ich auch schon bei einem Diskussionsbeitrag hingewiesen und bin genau deiner Meinung.

Mit Gruß
Hannes