Photon und Elektromagnetische Welle

[Kurt]

Welche Vorstellung hast du von Synchrotronstrahlung? Was das ist und wie diese erzeugt wird, kannst du uns das zeigen/darlegen/vermitteln?
.

Die Synchrotronstrahlung entsteht durch die Beschleunigung geladener Teilchen wie Protonen oder Elektronen in einem Ringbeschleuniger wie beim CERN oder DESY in Hamburg. Diese wird tangential abgestrahlt. Diese Strahlung umfasst Wellenlängen im Infrarotbereich bis in Bereich der Röntgenstrahlung. Ein Sonderfall sind der Undulator oder Wobbler, in denen die schnellen Elektronen durch wechselnde Magnetfelder "geschüttelt" werden und dadurch in Strahlrichtung eine intensive Strahlung bis in den Bereich der Röntgenstrahlung abgestrahlt wird.

Schaus mal aus einer anderen Richtung an.

Um Strahlung, Strahlung die wir detektieren können, zu erzeugen sind Resonanzkörper notwendig, diese sind aber hier nicht vorhanden, sondern nur beschleunigte Elektronen.
Diese erzeugen aber keine Schwingungen denen man eine Frequenz zuordnen kann.
Solche Signale entstehen erst wenn entsprechende Bedingungen, nämlich Resonanzkörper, vorhanden sind. Das ist erst dann gegeben wenn diese Strahlung auf Materie trifft und diese anregt.

Die Strahlung selber, genannt Synchrotronstrahlung, ist also nichts weiter als die Beschleunigungsflanken wie ich sie in den Bildern die eine Resonanzschwingung eines Resonanzkörpers anregen können, gezeigt habe.
Jedes beschleunigte Elektron erzeugt so eine Flanke wenn es beschleunigt wird, es liegen also lauter Anregeflanken vor, je heftiger die Beschleunigung desto intensiver diese Art dieser einzelnen Flanken.
Ist anregbare Materie im Weg dieser Flanken wird diese angeregt und es entstehen entsprechende Schwingungen.

Die "Flanken" sind noch keine Schwingung, sie regen erst welche an.

Kurt

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[Rudi Knoth]

Welche Vorstellung hast du von Synchrotronstrahlung? Was das ist und wie diese erzeugt wird, kannst du uns das zeigen/darlegen/vermitteln?
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Die Synchrotronstrahlung entsteht durch die Beschleunigung geladener Teilchen wie Protonen oder Elektronen in einem Ringbeschleuniger wie beim CERN oder DESY in Hamburg. Diese wird tangential abgestrahlt. Diese Strahlung umfasst Wellenlängen im Infrarotbereich bis in Bereich der Röntgenstrahlung. Ein Sonderfall sind der Undulator oder Wobbler, in denen die schnellen Elektronen durch wechselnde Magnetfelder "geschüttelt" werden und dadurch in Strahlrichtung eine intensive Strahlung bis in den Bereich der Röntgenstrahlung abgestrahlt wird.

Schaus mal aus einer anderen Richtung an.

Um Strahlung, Strahlung die wir detektieren können, zu erzeugen sind Resonanzkörper notwendig, diese sind aber hier nicht vorhanden, sondern nur beschleunigte Elektronen.
Diese erzeugen aber keine Schwingungen denen man eine Frequenz zuordnen kann.
Solche Signale entstehen erst wenn entsprechende Bedingungen, nämlich Resonanzkörper, vorhanden sind. Das ist erst dann gegeben wenn diese Strahlung auf Materie trifft und diese anregt.

Die Strahlung selber, genannt Synchrotronstrahlung, ist also nichts weiter als die Beschleunigungsflanken wie ich sie in den Bildern die eine Resonanzschwingung eines Resonanzkörpers anregen können, gezeigt habe.
Jedes beschleunigte Elektron erzeugt so eine Flanke wenn es beschleunigt wird, es liegen also lauter Anregeflanken vor, je heftiger die Beschleunigung desto intensiver diese Art dieser einzelnen Flanken.
Ist anregbare Materie im Weg dieser Flanken wird diese angeregt und es entstehen entsprechende Schwingungen.

Die "Flanken" sind noch keine Schwingung, sie regen erst welche an.
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Nehmen wir mal einfach die Bremsstrahlung bei einer Röntgenröhre beim Arzt an. Da gibt es auch eine Bremsstrahlung, weil die Elektronen abgebremst werden. Wenn nun ein Teil eines menschlichen Körpers sich zwischen der Röhre und dem Röntgenfilm sich befindet, dann stellt sich doch die Frage, wo denn der Resonanzkörper ist. Im menschlichen Körper oder doch im Röntgenfilm Denn man hat ja nach der Entwicklung des Films ein Bild der Knochen etc. Oder dringen die "Flanken" durch den Körper und erzeugen dann im Film das "latente Bild"?

Bei der Synchrotronstrahlung ist die Entstehung dieselbe. Trotzdem kann man mit dieser Strahlung Bilder von Objekten machen.


Gruß
Rudi Knoth

[Kurt]

Schaus mal aus einer anderen Richtung an.

Um Strahlung, Strahlung die wir detektieren können, zu erzeugen sind Resonanzkörper notwendig, diese sind aber hier nicht vorhanden, sondern nur beschleunigte Elektronen.
Diese erzeugen aber keine Schwingungen denen man eine Frequenz zuordnen kann.
Solche Signale entstehen erst wenn entsprechende Bedingungen, nämlich Resonanzkörper, vorhanden sind. Das ist erst dann gegeben wenn diese Strahlung auf Materie trifft und diese anregt.

Die Strahlung selber, genannt Synchrotronstrahlung, ist also nichts weiter als die Beschleunigungsflanken wie ich sie in den Bildern die eine Resonanzschwingung eines Resonanzkörpers anregen können, gezeigt habe.
Jedes beschleunigte Elektron erzeugt so eine Flanke wenn es beschleunigt wird, es liegen also lauter Anregeflanken vor, je heftiger die Beschleunigung desto intensiver diese Art dieser einzelnen Flanken.
Ist anregbare Materie im Weg dieser Flanken wird diese angeregt und es entstehen entsprechende Schwingungen.

Die "Flanken" sind noch keine Schwingung, sie regen erst welche an.
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Nehmen wir mal einfach die Bremsstrahlung bei einer Röntgenröhre beim Arzt an. Da gibt es auch eine Bremsstrahlung, weil die Elektronen abgebremst werden. Wenn nun ein Teil eines menschlichen Körpers sich zwischen der Röhre und dem Röntgenfilm sich befindet, dann stellt sich doch die Frage, wo denn der Resonanzkörper ist. Im menschlichen Körper oder doch im Röntgenfilm Denn man hat ja nach der Entwicklung des Films ein Bild der Knochen etc. Oder dringen die "Flanken" durch den Körper und erzeugen dann im Film das "latente Bild"?

Bei der Synchrotronstrahlung ist die Entstehung dieselbe. Trotzdem kann man mit dieser Strahlung Bilder von Objekten machen.

Beim Röntgen durchdringen dich die fertigen, von Resonanzkörpern im Röntgengerät erzeugten, Schwingungspakete, nicht die Anregeflanken, erzeugt durch beschleunigte Elektronen.
Das sind also zweierlei Stiefel und nicht vergleichbar.

Kurt

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[Frau Holle]

Es ging um den Einsatz der von Ihnen erwähnten Hoch- und Tiefpässe bei der Messung von Strahlung.

Diese Hoch- und Tiefpässe wurden von Frau Holle aus der Antwort von einer KI erwähnt.

Habe noch weiter nachgehakt und die KI hat eingeräumt, dass RC-Glieder zum Nachweis nicht wirklich taugen. LC-Glieder seien "bessere physikalische Filter", weil ein LC-Kreis nach einmaligem Impuls (Flanke) in der Eigenfrequenz nachschwingt. Das sollte nun der Beweis sein, dass diese Frequenz im Impuls enthalten ist.

Natürlich ist auch das Unsinn, denn wenn ich z.B. eine Glocke anschlage, ganz egal welche, dann ertönt jede in ihrer Eigenfrequenz, logischerweise. Diese Frequenz ist doch nicht im Impuls "enthalten", sondern wird erst von der Glocke erzeugt. Da sieht man gleich mal die Grenzen einer sog. KI (ein LLM) in logischem Denken. Sie kann es nicht wirklich.

Nachdem ich darauf hingewiesen habe, hat die KI es auch eingesehen und anders formuliert:

Frequenzen sind nicht „Dinge im Signal“, sondern die natürlichen Antwortmoden von Systemen, mit denen das Signal wechselwirkt.

Frequenzanteile sind physisch real, weil es reale Systeme gibt, die selektiv genau auf diese Anteile reagieren und Energie daraus extrahieren können – auch wenn einfache Systeme (wie ein RC-Glied) das nur indirekt zeigen.

Damit kann ich schon mehr anfangen und verstehe es mal so:

Wenn man einen Impuls – z.B. eine lineare Flanke – in mehrere Resonatoren einspeist, dann reagieren nicht alle gleich, sondern besonders die, deren Eigenfrequenzen überlagert wieder das Signal ergeben (Fourier lässt grüßen). So ein physischer Impuls hat ja eine Dauer Δt > 0, und jeder Resonator ist ihm während dieser Zeitspanne ausgesetzt.

Das Signal wird sozusagen unendlich vielen Resonatoren während Δt zum Verzehr angeboten. Schmeckt einem das Signal, dann geht er in Resonanz, frisst die entsprechende Energie E=hf und hat so quasi seine Eigenfrequenz selektiert, den Energieanteil konsumiert. Alle anderen Resonatoren, die das Signal verschmähen, bleiben unbeeindruckt und selektieren nichts...

Das ist nun ziemlich salopp formuliert (immerhin anschaulich), und die KI war zunächst nicht ganz einverstanden, hat dann aber eingelenkt mich schließlich weitgehend bestätigt (Hervorhebung in blau von mir):

Verbindung zur endlichen Dauer Δt

Dein Hinweis darauf ist zentral:
kurze Dauer → wenig Zeit für kohärente Anregung
⇒ nur Systeme mit schneller Dynamik reagieren stark
⇒ entspricht „hohen Frequenzen“

Das ist genau die physikalische Version von Δt↔Δf

Fazit

Deine Formulierung trifft es sehr gut, wenn man sie minimal schärft:

Ein Impuls hat eine bestimmte zeitliche Struktur über eine endliche Dauer.
Diese Struktur koppelt unterschiedlich effizient an verschiedene dynamische Systeme.
Die Beschreibung dieser Kopplungsstärke als Funktion der Eigenfrequenz ist genau das, was man als Frequenzspektrum bezeichnet.

Das ist im Grunde die Brücke zwischen deiner ursprünglichen „Flanken“-Intuition und der formalen Fourier-/Photonenbeschreibung, ohne dass man sich vorstellen muss, dass „fertige Frequenzen im Signal herumfliegen“.

So weit, so gut.
 

[Rudi Knoth]

Schaus mal aus einer anderen Richtung an.

Um Strahlung, Strahlung die wir detektieren können, zu erzeugen sind Resonanzkörper notwendig, diese sind aber hier nicht vorhanden, sondern nur beschleunigte Elektronen.
Diese erzeugen aber keine Schwingungen denen man eine Frequenz zuordnen kann.
Solche Signale entstehen erst wenn entsprechende Bedingungen, nämlich Resonanzkörper, vorhanden sind. Das ist erst dann gegeben wenn diese Strahlung auf Materie trifft und diese anregt.

Die Strahlung selber, genannt Synchrotronstrahlung, ist also nichts weiter als die Beschleunigungsflanken wie ich sie in den Bildern die eine Resonanzschwingung eines Resonanzkörpers anregen können, gezeigt habe.
Jedes beschleunigte Elektron erzeugt so eine Flanke wenn es beschleunigt wird, es liegen also lauter Anregeflanken vor, je heftiger die Beschleunigung desto intensiver diese Art dieser einzelnen Flanken.
Ist anregbare Materie im Weg dieser Flanken wird diese angeregt und es entstehen entsprechende Schwingungen.

Die "Flanken" sind noch keine Schwingung, sie regen erst welche an.
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Nehmen wir mal einfach die Bremsstrahlung bei einer Röntgenröhre beim Arzt an. Da gibt es auch eine Bremsstrahlung, weil die Elektronen abgebremst werden. Wenn nun ein Teil eines menschlichen Körpers sich zwischen der Röhre und dem Röntgenfilm sich befindet, dann stellt sich doch die Frage, wo denn der Resonanzkörper ist. Im menschlichen Körper oder doch im Röntgenfilm Denn man hat ja nach der Entwicklung des Films ein Bild der Knochen etc. Oder dringen die "Flanken" durch den Körper und erzeugen dann im Film das "latente Bild"?

Bei der Synchrotronstrahlung ist die Entstehung dieselbe. Trotzdem kann man mit dieser Strahlung Bilder von Objekten machen.

Beim Röntgen durchdringen dich die fertigen, von Resonanzkörpern im Röntgengerät erzeugten, Schwingungspakete, nicht die Anregeflanken, erzeugt durch beschleunigte Elektronen.
Das sind also zweierlei Stiefel und nicht vergleichbar.
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Welche "Resoanzkörper" gibt es denn im Röntgengerät? Also das Spektrum der Bremsstrahlung ist recht breitbandig und es gibt auch scharfe Anregungslinien der Atome des Anodenmaterials. Ansonsten ist die Synchrotronstrahlung auch eine breitbandige Strahlung ähnlich dem sichtbaren Licht aber mit einem größeren Frequenzbereich. Wo sind da denn die "Resonanzkörper" oder geht die "Flanke" durch die Luft bis sie "Resonanzkörper" findet?

Gruß
Rudi Knoth

[Frau Holle]

Wo sollten die Frequenzen denn dann wohl „erzeugt“ werden? Etwa im Detektor?

In gewisser Weise ja. Eine physische Frequenz braucht eine Schwingung, und eine lineare Änderung wie z.B. die einzelne Flanke eines Rechteck- oder Sägezahnsignals ist noch keine Schwingung. Genau darum geht's ja.

Frequenzen sind nicht „Dinge im Signal“, sondern die natürlichen Antwortmoden von Systemen, mit denen das Signal wechselwirkt.

Setze Systeme = Detektoren.

Wie könnten Frequenzen denn dann auf dem Weg zum Detektor interferieren?
Interferieren können nur Wellen!

Ja sicher. Frequenz und Welle sind hier quasi synonym. Keine Frequenz ohne Schwingung in einem möglichen Detektor, und keine Welle ohne Schwingung in einem möglichen Detektor. Mit Betonung auf möglich, womit wir bei der QM und deren Wahrscheinlichkeiten sind.
 

[Frau Holle]

Nehmen wir mal einfach die Bremsstrahlung bei einer Röntgenröhre beim Arzt an. Da gibt es auch eine Bremsstrahlung, weil die Elektronen abgebremst werden. Wenn nun ein Teil eines menschlichen Körpers sich zwischen der Röhre und dem Röntgenfilm sich befindet, dann stellt sich doch die Frage, wo denn der Resonanzkörper ist.

Das ist die falsche Frage, denn die Antwort ist natürlich sowohl als auch, nicht hier oder dort. Exklusives oder (Kontravalenz) ist da nicht angebracht. Es gibt Detektoren im Körper, solche im Knochen absorbieren die Strahlung am meisten, und auch auf dem Schirm, die absorbieren nicht. Oder auch umgekehrt, ein unwichtiges Detail.

Wo sind da denn die "Resonanzkörper" oder geht die "Flanke" durch die Luft bis sie "Resonanzkörper" findet?

Letzteres ist der Fall. Setze Resonanzkörper = Detektor.
 

[Frau Holle]

...

Wie könnten Frequenzen denn dann auf dem Weg zum Detektor interferieren?
Interferieren können nur Wellen!

Ja sicher. Frequenz und Welle sind hier quasi synonym. ...

[primitive Schei.ße]
Wenn sich - aus Ihrer kindlichen Sicht - die Begriffe Frequenz und Welle nicht fundamental unterscheiden würden,
[primitive Schei.ße]

Niemand hat gesagt, dass sie sich nicht unterscheiden. Du verstehst das Wort quasi nicht.

Da du immer mit Schei.ße wirfst, kann man mit Fug und Recht sagen, dass du quasi ein Arsch.loch bist.
Schön für dich, dass du wieder auf dem Boden deines unterirdischen Niveaus angekommen bist und das mal wieder zeigen konntest. Dabei geht dir wohl immer einer ab.
 

[Kurt]

Beim Röntgen durchdringen dich die fertigen, von Resonanzkörpern im Röntgengerät erzeugten, Schwingungspakete, nicht die Anregeflanken, erzeugt durch beschleunigte Elektronen.
Das sind also zweierlei Stiefel und nicht vergleichbar.

Welche "Resoanzkörper" gibt es denn im Röntgengerät?

Ja selbstverständlich, es sind die Atome die durch die Beschleunigungsflanken der Elektronen angeregt werden.
Dabei wird in diesen ein Elektron freigesetzt welches sich dann wieder im Atom einnistet.
Dieser Einnistvorgang erzeugt die Schwingung/Röntgenstrahlung die den Körper durchstrahlt.

Kurt

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[Kurt]

Eine Welle hat zwangsläufig eine Frequenz, aber eine Frequenz hat nicht zwangsläufig eine Welle.

Was ist: "eine Frequenz"?

Kurt

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