Einstein und die Quantenmechanik

Für sonstige Unterhaltungen, welche nicht direkt mit Lazarus zu tun haben

Beitragvon Euklid » 26. Apr 2007, 13:15

Christian hat geschrieben:Ja ja der Albert war schon ein kluger bis die Quantenmechanik kam :)



... die er selbst begründete ;)

Davon mal abgesehen gibt es wenige Gebiete aus der modernen Physik, die nicht von Einstein begründet wurden, hehe. Am Besten gefällt mir dieses Zitat von Einstein:

"Manche Männer versuchen ihr ganzes Leben lang, das Wesen einer Frau zu verstehen. Andere widmen sich leichteren Dingen, zum Beispiel der Relativitätstheorie!"
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Beitragvon schnullerbacke » 26. Apr 2007, 13:32

"Gott würfelt nicht..."

Albert zum Thema Quantenmechanik... :lol:

Zur heutigen Tagespolitik:

Zwei Dinge sind unendlich, das Universum und die menschliche Dummheit, aber bei dem Universum bin ich mir noch nicht ganz sicher.


Es gibt keine großen Entdeckungen und Fortschritte, solange es noch ein unglückliches Kind auf Erden gibt.
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Beitragvon Christian » 26. Apr 2007, 13:41

Einstein hat die Quantenmechanik entwickelt ??
Soweit ich weiß ist er immer nicht so ganz glücklich drüber gewesen weil sie die Relativitätstheorie in Frage stellt ?!
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Beitragvon schnullerbacke » 26. Apr 2007, 14:06

Eben @Christian, deswegen der Spruch:

"Ich bin mir aber sicher, das der (Gott) nicht würfelt."

heute verkürzt als:

"Gott würfelt nicht..."

häufiger benutzt.
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Beitragvon Euklid » 26. Apr 2007, 14:12

Christian hat geschrieben:Einstein hat die Quantenmechanik entwickelt ??

Einstein hat die Grundsteine dazu gesetzt.

1905 veröffentlichte Albert Einstein gleich 4 Arbeiten, von denen wohl jede für sich ausgereicht hätten, Einstein den Ruf eines großen Physikers einzubringen:

1. Eine Arbeit, die die spezielle Relativitätstheorie begründete.
2. Eine Arbeit zum Photo-Effekt: Albert Einstein erklärte hier den Photoeffekt durch die Quantisierung des Lichtes (Photonen). Vorher war man der Auffassung, bei Licht handele es sich um Wellen, Einstein zeigte, dass sich der Photoeffekt erklären lässt, wenn Licht Teilcheneigenschaftes besitzt, und legte damit zusammen mit Max Planck den Grundstein zur Quantentheorie - hoch interessant!
3. Eine Arbeit, in der Einstein die Brownsche Molekularbewegung als statistische Atomstöße interpretierte. Damit lieferte er eine Bestätigung für die damals noch nicht anerkannte Atom-Hypothese, dass sich die Welt aus Atomen zusammen setzt.
4. Eine Arbeit zur Äquivalenz von Masse und Energie. Hieraus stammt das berühmte E = mc^2

Soweit ich weiß ist er immer nicht so ganz glücklich drüber gewesen weil sie die Relativitätstheorie in Frage stellt ?!


Sowohl die Quantentheorie, als auch die Relativitätstheorie sind Interpretationen der Naturbeobachtungen. Wir wissen, dass beide die uns umgebene materielle Welt in guter Näherung beschreiben können.
Erst in Grenzbereichen (etwa in schwarzen Löchern), in denen wir nicht wissen, ob die beiden Theorien dort überhaupt anwendbar sind, kommt es zu Widersprüchen.

Einstein mochte die Wahrscheinlichkeitinterpretation der Quantentheorie nicht: Licht hat Wellen- und Teilcheneigenschaften. Die Idee von Max Born war es, die Welle als (Aufenthalts-)wahrscheinlichkeitswelle des Teilchens zu interpretieren.
Dies hätte jedoch zur Folge, dass die Welt um uns herum nicht vorausbestimmt (determiniert)ist. Und dieser Gedanke gefiel Einstein überhaupt nicht. Es sah die Wahrscheinlichkeitsinterpretation als eine Hilfskonstruktion an, die etwas erklärt, was man noch nicht verstanden hat.

In diesem Zusammenhang schrieb Einstein an Born: "Die Quantenmechanik ist sehr Achtung gebietend. Aber eine innere Stimme sagt mir, dass dies noch nicht der wahre Jakob ist. Die Theorie liefert viel, aber dem Geheimnis des Alten bringt sie uns kaum näher. Jedenfalls bin ich überzeugt, dass der nicht würfelt."

Mit dem Alten meinte Einstein natürlich Gott, und so kennt jeder das "Zitat": Gott würfelt nicht.

EDIT: Max Planck legte den Grundstein zur Quantentheorie von einer ganz anderen Seite her: Nämlich der Schwarzkörperstrahlung. Die kann nur unter der Annahme der Existenz von Energiepaketen (-quanten) beschrieben werden. Plack sah dies aber immer nur als Hilfskonstruktion an. Ähnlich, wie man manchmal bei Lazarus einen Bug umschiffen muss, sah Plack dies als einen reinen mathematischen Workaround an. Erst Einstein interpretierte, dass es sich dabei tatsächlich um Energiepakete handelt.

EDIT2: Übrigends hat Einstein den Nobelpreis für seine Leistungen in der Quantenmechanik bekommen. Die Relativitätstheorie war damals noch nicht unter allen Forschein anerkannt.
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Beitragvon schnullerbacke » 26. Apr 2007, 15:31

Aber zu 4. hat er sich geirrt. Daraus entstand ja auch die Behauptung, das überlichtschnelles Fliegen nicht möglich sei, weil die Masse dann unendlich würde.

Da ein Photon aber eine, wenn auch sehr geringe, Masse ist, hätte der vor kurzem gemachte Versuch zur Zerstörung des halbdurchlässigen Spiegels führen müssen. Tatsächlich wurde damit der Beweis angetreten, das überlichtschnell geht. Der Spiegel stand in der Photonen-Bahn in 45° und in exakt gleicher Entfernung zwei Empfänger jeweils einer hinter und einer vor dem Spiegel.

Tatsächlich kam das Photon auf dem geraden Weg an, bevor es abgeschossen war. Das reflektierte Photon kam in der vorberechneten Zeit an. Der Spiegel hätte also kaputt sein müssen, war er aber nicht.
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Beitragvon Christian » 26. Apr 2007, 16:13

@Euklid danke, für deine ausfühliche Erklärung die hat dazu geführt das ich den Post von schnuller darüber doch tatsächlich verstanden habe. Ich frag mich immer ob das irgendwelche fetzen sind die aus dem Studium hängengeblieben sind und du uns hier einfach vorwirfst schnuller, oder ob du unfähig bist deine Gedanken in Worte zu fassen *hrhr* :p
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Beitragvon Euklid » 26. Apr 2007, 16:30

schnullerbacke hat geschrieben:Aber zu 4. hat er sich geirrt.


Alle 4 Arbeiten haben bis heute volle Gültigkeit, sie wurden bisher nicht falsifiziert.

Massebehaftete Körper können Lichtgeschwindigkeit definitiv nicht erreichen, es ist immer v
m(v) = m_r / sqrt(1-v^2/c^2)

Daraus sieht man: Für v --> c geht m(v) --> unendlich.

Licht selbst hat keine Ruhemasse. Die Masse von Licht folgt direkt aus der berühmten Formel. Beispiel: Ein Photon mit einer Frequenz von f quantenmechanisch die Energie E=h*f, wobei h die Planck-Konstante ist.
Gleichsetzen mit E=mc^2 ergibt: m=h*f/c^2 . Aber wie gesagt, das ist nicht die Ruhemasse, denn die ist 0.

Mit Lichtgeschwindigkeit meine ich die Geschwindigkeit von Licht im Vakuum - und die ist immer und überall konstant. Man ist sich dabei sogar derart sicher, dass man 1983 das Meter danach definiert hat.
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Beitragvon schnullerbacke » 26. Apr 2007, 16:39

Das kann man nicht anders erklären. Das ist ja das Schlimme bei solchen Theorien, die sind in sich so komplex das sie sich der einfachen Erklärung entziehen. Wie soll man den verdeutlichen was "mehr als lichtschnell" bedeutet?

Im Ergebnis heißt das oben beschriebene, das sich oberhalb der Lichtgeschwindigkeit offenbar die physikalischen Verhältnisse verändern und E=mc^2 wohl nicht mehr so ganz stimmt.

Der Versuch wurde übrigens letztes Jahr von einem Amerikaner chinesischer Abstammung durchgeführt. Hat also nix mit irgendwelchen Erinnerungen zu tun. Das Ergebnis war aber schon überraschend.
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Beitragvon Euklid » 26. Apr 2007, 16:46

E=mc^2 gilt meines Wissens immer - auch für Teilchen, die sich möglicherweise mit Überlichtgeschwindigkeit bewegen. (In der Theoretischen Physik diskutiert man z.B. Tachionen, deren untere Grenze die Lichtgeschwindigkeit ist.)

Von diesen Experimenten habe ich in der Vergangenheit auch hier und da mal gehört. Habe mir aber noch keines der Experimente genauer angeguckt. Habe nur gehört, man arbeite mit quantenmechanischen Effekten. Immerhin zeigen die Experimente, dass offenbar noch nicht alle Fragen geklärt sind :)
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Beitragvon schnullerbacke » 26. Apr 2007, 17:03

@Euklid

Dann erklär mir mal wieso bei:

m_r = 0 & m_v = 0 / unendlich

als Ergebnis "unendlich" auftreten sollte, 0 dividiert durch irgendwas ergibt 0. Das Verhalten ließe sich demnach nur über E brauchbar erklären. Wenn man nämlich annimmt das E -> unendlich mit v -> c, dann bleibt die Masse davon unberührt. Ähnlich verläuft ja auch die Erklärung für das Verhalten von Massen bei Annäherung an schwarze Löcher. Masse wird in reine Energie umgesetzt, dort werden allerdings Massen beschrieben, die eine Ruhmasse hätten. Das Licht, obwohl scheinbar masselos, aber ebenfalls das schwarze Loch nicht mehr verlassen kann deutet aber eben doch auf eine wenn auch sehr kleine Masse hin. Und Photonen haben soweit ich weiß eine Masse.
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Beitragvon Euklid » 27. Apr 2007, 15:07

Photonen haben eine Masse, jedoch keine Ruhemasse.

Weshalb 0 durch unendlich? Du meinst m_v = 0 / 0? Das ist in der Mathematik nicht definiert. Man kann die Formel aber nach m_r umstellen: m_r=m_v*sqrt(1-v^2/c^2). Setzt man v=c, wird die Wurzel 0. Ergebnis: Dass Licht eine Masse hat widerspricht nicht dem Umstand, dass Licht keine Ruhemasse hat, da m_r =m_v*0=0

Licht wird von Massen abgelenkt, Licht hat ja auch eine Masse, nur keine Ruhemasse.
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Beitragvon schnullerbacke » 27. Apr 2007, 19:55

0 / 0 meinte ich eben gerade nicht, das ist verboten wie / unendlich. Aber wegen m(r) = 0 wird der Term auf der rechten Seite zu = 0 / a und a <> 0, was ja nun durchaus erlaubt ist. Trotzdem erscheint mir die Konstruktion der Massen-Dilatation eher etwas künstlich weil die Verbindung EL-Feld Mag-Feld und Gravitation im Argen liegt. Hätten wir die geschlossene Feldtheorie, nach der Albert ja gesucht hat, wären die Zusammenhänge wahrscheinlich klarer.

Der oben beschriebene Versuch hätte unter der Annahme der Massen-Dilatation zu Atomisierung des Spiegels führen müssen. Offenbar hat sich das Photon aber lediglich geteilt, wobei für beide Photonen weiter galt E -> unendlich und für das auf dem geraden Weg v > c.

Diese etwas eigenwilligen Konstruktionen klingen eben manchmal wie die früheren Erklärungen des Magnetfeldes mit der imaginären magn. Masse in der Nähe des Nordpols. Die heutige Erklärung ist da sehr viel eingängiger und erscheint auch logisch, wobei sie wie üblich schlicht genial ist.

Aber diesbezüglich werden wir wohl noch ne Weile auf einen neuen Albert warten müssen.
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Beitragvon Euklid » 27. Apr 2007, 22:09

schnullerbacke hat geschrieben:0 / 0 meinte ich eben gerade nicht, das ist verboten wie / unendlich. Aber wegen m(r) = 0 wird der Term auf der rechten Seite zu = 0 / a und a <> 0, was ja nun durchaus erlaubt ist.


Für a<>0 ist das erlaubt. Im Fall von Licht hat man v=c und damit a=0. Und 0/0 ist, wie du schon sagtest, verboten.

Hätten wir die geschlossene Feldtheorie, nach der Albert ja gesucht hat, wären die Zusammenhänge wahrscheinlich klarer.


Das sehe ich genauso. Mal schaun, was die neuen Beschleuniger Neues bringen.

Der oben beschriebene Versuch hätte unter der Annahme der Massen-Dilatation zu Atomisierung des Spiegels führen müssen. Offenbar hat sich das Photon aber lediglich geteilt, wobei für beide Photonen weiter galt E -> unendlich und für das auf dem geraden Weg v > c.


Nein, wie gesagt: In obiger Formel ist a=0 und 0/0 nicht definiert. Wenn du den Koeffizienten, wie in meinem letzten Beitrag geschildert, nach links multiplizierst, erhältst du, dass die Ruhemasse der Photonen 0 ist. Das Problem mit E gegen unendlich gibt es da nach meiner Auffassung nicht.

Diese etwas eigenwilligen Konstruktionen klingen eben manchmal wie die früheren Erklärungen des Magnetfeldes mit der imaginären magn. Masse in der Nähe des Nordpols. Die heutige Erklärung ist da sehr viel eingängiger und erscheint auch logisch, wobei sie wie üblich schlicht genial ist.

Aber diesbezüglich werden wir wohl noch ne Weile auf einen neuen Albert warten müssen.


Wir können mit Spannung in die Zukunft schauen... :)
Zuletzt geändert von Euklid am 27. Apr 2007, 22:11, insgesamt 1-mal geändert.
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Beitragvon pluto » 28. Apr 2007, 09:21

evlt. sogar in einem extra Forum *G*.

evlt kann man damit auch in Lazarus was mit anfangen *G* z.b. in Beispielen und soweiter.
MFG
Michael Springwald
Aktuelles Projekt: ContentManager2(Ehmals NoteManager2).
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