Warum werden Funkwellen im All (Vakuum) übertragen?

HYPATIA schrieb:Naja, es gibt schon große Unterschiede :D Aber alle breiten sich in einer Wellenfunktion aus, und zeigen dementsprechend auch die zu erwartenden Effekte, wie z.B. Interferenz oder Tunneleffekt.
Selbst bei große Molekülen hat man schon diese Welleneffekte nachweisen können :) Und es besteht kein Grund zur Annahme, dass nicht auch ein Planet interferieren könnte. Aber rechne mal die Wellenfunktion eines kompletten Planeten nach.
Selbst wenn dus könntest, dann müsstest du erst noch die Anfangsbedingungen exakt so festlegen, dass sie deiner Rechnung entspricht.
Bei einem Elektron geht das noch. Aber je komplexer das System wird desto schlimmer wirds. Dann wird das System nur noch stochastisch beschreibbar.

ja, davon hab ich schon mal was gelesen, selbst mit flourfullerenmolekülen hat man das wohl schon beobachten können..

war das nicht die 'sache' mit der dekohärenz? ^^

HYPATIA schrieb:Die eigentlich interessante Frage ist: Wie kann das eine Ende der Wellenfunktion wissen, was das andere Ende macht? Nach allem was wir wissen passiert der Vorgang mit Überlichtgeschwindigkeit. Wenn du das Problem löst ist dir ewiger Ruhm sicher ^^

und der rest deines beitrags.. das versteht man doch heute als grundlagenproblem(e) der quantenmechanik/-theorie, richtig?

und dies gilt es ja weiterhin zu lösen, nur hab ich gelesen das es scheinbar nicht von der großen masse an wissenschaftlern, mathematikern, physikern etc untersucht bzw versucht wird zu lösen

denn die quantentheorie scheint ja kein objektives universum zu beschreiben bzw muss immer ein beobachter da sein damit die welt letztenendes so 'wird' wie wir sie vorfinden, ist doch letztenendes auch ein makel dieser theorie o.O

sie beschreibt eine welt voller möglichkeiten

HYPATIA schrieb:Klar gibt es viele verschiedene Deutungen, z.B. dass die Wellenfunktion die Wahrscheinlichkeit wäre eine Teilchen irgendwo zu messen. Aber hilft das wirklich weiter?

kopenhagener deutung, richtig? und nee, es hilft nicht weiter :D

ich kann mich einfach nicht mit dem gedanken anfreunden - um bei den beiden planeten zu bleiben - das das foton nicht eh schon auf dem weg zu einem der planetenw ar.. es könnte doch genauso gut sein das auf keinen der beiden planeten ein 'auschlag'(?) zu verzeichnen ist, oder?

es werden in diesem zusammenhang ja auch oft gern die argumente der bellschen ungleichung und epr-experimente gebracht - war doch glaub so :ask:

ich weiß es nicht,... ich glaub ich muss da noch ein paar jährchen drüber nachdenken :/

canpornpoppy schrieb:und dies gilt es ja weiterhin zu lösen, nur hab ich gelesen das es scheinbar nicht von der großen masse an wissenschaftlern, mathematikern, physikern etc untersucht bzw versucht wird zu lösen

Je intensiver man sich mitm Urknall auseinander setzen will, desdo tiefer muss man in diese Richtungen wühlen. Dort hilft weder die Relativitätstheorie noch die Quantenmechanik. Drum sag ich ja, find da ne Lösung und man kennt deinen Namen noch in 5000 Jahren :)

canpornpoppy schrieb:denn die quantentheorie scheint ja kein objektives universum zu beschreiben bzw muss immer ein beobachter da sein damit die welt letztenendes so 'wird' wie wir sie vorfinden, ist doch letztenendes auch ein makel dieser theorie o.O

Eher genau umgekehrt. Das Universum funktioniert ohne einen einzigen Menschen darin, ohne Beobachter.
Es funktioniert sogar viel besser ohne Beobachter, denn dann verhält es sich in seiner ganzen Quantenmechanisch Vielfalt.
In der Halbleitertechnik versucht man z.B. stets isolierte Bereiche zu schaffen. Man hält die Chips absolut rein, damit man die Bedingungen im Inneren präzise kontrollieren kann. Man bekommt vom Inneren nichts mehr mit, aber die Physik darin funktioniert auch ohne Beobachter, und die Quantenmechanik ist der Schlüssel dazu.
Quantenmechanik bedeutet die Augen zu schließen und trotzdem genau zu wissen was passiert. Wenn man die Augen aufmacht scheint es einen Zufall zu geben. Woher der kommt weiß man im Endeffekt nicht, in der Quantenmechanik findet man ihn nicht. Aber man kann sich behelfen indem man die Wellenfunktionen so formt, dass das gewünschte Ergebnis extrem wahrscheinlich ist. Dann muss man zwar wieder auf die Vorzüge der Quantenmechanik verzichten, und man sieht sich mit vollendeten Tatsachen konfrontiert. Aber dafür hat man unter Umständen Effekte ausnützen gehen, die einen weiterhelfen.

canpornpoppy schrieb:ich kann mich einfach nicht mit dem gedanken anfreunden - um bei den beiden planeten zu bleiben - das das foton nicht eh schon auf dem weg zu einem der planetenw ar..

Das fällt nicht mehr so schwer, wenn man akzeptiert, dass das Teilchen nunmal keinen festen Ort hat, sondern einen verschmierten Bereich, in dem es überall existiert. Und überall wirkt.
Andererseits ist es natürlich verständlich, dass das alles verwirrend ist, es widerspricht einfach den eigenen Erfahrungen.
So blöd es ist, erst die Mathematik dahinter kann die Sicherheit vermitteln. Und wenn du dich darauf einlassen willst würd ich dir als aller erstes die Fourier-Theorie ans Herz legen. Dadurch wirst du ein völlig neues Bild von Funktionen bekommen, und z.B. die Unschärferelation wirkt geradezu lächerlich logisch.

Aber das ganze Unverständnis und die ganze Verwirrung machen Physik doch erst so spannend. Man findet immer was neues, und man hat nie das Gefühl, dass man am Ende wäre :)
Deshalb treib ich mir auch nur hier im Wissenschaftsforum rum, das ganze Esoterik- und Mystikgedöhns kann gegen den Zauber von Physik einfach nicht ankommen.

Wir sitzen gerade am Frühstückstisch und diskutiert über Photonen... viel dank für diesen ausführlichen Thread!
Eine Frage ist noch offen: wenn wir „ins Licht“ (z.B. die Sonne) kucken, was sehen (wir Menschen) dort eigentlich? Photonen die durch die fission entstehen?

Hamsta schrieb:Photonen die durch die fission entstehen?

In der Sonne findet Kernfusion statt: Wikipedia: Kernfusion und Wikipedia: Proton-Proton-Reaktion
Fission (Kernspaltung) ist etwas, das z.B. in einem KKW passiert, wenn z.B. Uran gespalten wird.

Die Photonen sind in der Tat eine Folge der Fusion:
https://www.weltderphysik.de/gebiet/universum/sterne/sonne/energieproduktion-in-der-sonne/

Und unsere Augen nehmen die Photonen (innerhalb eines bestimmten Energiebereiches) wahr. Wikipedia: Photon

Also kurz gesagt, wir sehen das Licht eines bestimmten Wellenlängenbereichs, das in Folge der Fusion in der Sonne entsteht.

Interessant ist vielleicht noch, dass Photonen teils mehrere zehntausend Jahre benötigen, um aus dem Inneren der Sonne bis an die Oberfläche zu gelangen, von wo aus sie dann endlich die Reise in die Weiten des Alls antreten:

Ein Photon, also ein "Lichtteilchen", das bei den Fusionsprozessen im Kern der Sonne entsteht, bewegt sich mit Lichtgeschwindigkeit, also mit 300.000 km/s - allerdings nur so lange, bis es auf ein Teilchen trifft und von diesem in eine andere Richtung gestreut wird. Im Inneren der Sonne ist die Materie außerordentlich dicht gepackt, ein Photon kann sich also nicht weit in eine Richtung bewegen, ohne wieder umgelenkt zu werden - oft sind es nur Bruchteile eines Millimeters. Nach außen hin wird diese Strecke dann allmählich etwas länger. Um nun zu berechnen, wie lange ein Photon benötigt, um durch zufällige Streuungen aus dem Inneren der Sonne an die Oberfläche zu gelangen, muss man einige Annahmen über den Aufbau der Sonne, beispielsweise über ihren exakten Dichteverlauf machen. Man kommt dann auf Werte, die zwischen 10.000 und 170.000 Jahren liegen.

https://www.astronews.com/frag/antworten/2/frage2661.html

Noumenon schrieb:Interessant ist vielleicht noch, dass Photonen teils mehrere zehntausend Jahre benötigen, um aus dem Inneren der Sonne bis an die Oberfläche zu gelangen

Erstaunlich,
aber sind diese Photonen, die jetzt die Sonnenoberfläche verlassen eigentlich noch die gleichen, die damals im Kern der Sonne entstanden?

delta.m schrieb:Erstaunlich,
aber sind diese Photonen, die jetzt die Sonnenoberfläche verlassen eigentlich noch die gleichen, die damals im Kern der Sonne entstanden?

Was ist denn für dich ein gleiches Photon?
In der Praxis wird jedes Photon in der Sonne sehr oft Absorbiert/Emittiert/Gestreut. Am Ende ist die Sonne ein guter Thermischer Strahler.

@Chemik

Chemik schrieb:Was ist denn für dich ein gleiches Photon?
In der Praxis wird jedes Photon in der Sonne sehr oft Absorbiert/Emittiert/Gestreut.

Ich vermute mal, dass Photonen nicht wie Billardkugeln irgendwo abprallen,
sondern das Photon wird absorbiert und danach wird wieder ein Photon emittiert.
Das emittierte Photon ist aber mMn nicht mehr das ursprüngliche.

Oder anders gefragt:
Wird ein absorbiertes Photon wieder "physikalisch unbeschadet" emittiert?

(Hoffe, Du verstehst was ich meine ... )

Chemik schrieb:Was ist denn für dich ein gleiches Photon?

Habe eben noch etwas gegoogelt und folg. gefunden:

....
Insgesamt haben sich bei dieser Fusion also vier Wasser-stoffkerne in einen Heliumkern verwandelt – und dabei die Energie erzeugt, die irgendwann einmal für den Sonnenbrand eines Menschen auf der Erde mitverantwortlich sein wird.

Der größte Teil dieser Energie macht sich nun in Form von Gammastrahlung vom Sonnenkern aus auf den Weg zur Sonnenoberfläche. Gammastrahlung ist die energiereichste Strahlung des elektromagnetischen Spektrums und besteht wie alle elektromagnetische Strahlung aus Photonen.

Weit kommen die Gammaphotonen aber nicht.
Bereits nach wenigen Millimetern treffen sie auf den ersten Atomkern, werden von ihm absorbiert und wieder abgestrahlt – jedoch nicht in ihrer ursprünglichen Form.
Die Energie der Photonen nimmt nach jedem Kontakt mit einem Atomkern ab, während ihre Anzahl gleichzeitig zunimmt.

Auf diese Weise verwandelt sich die Gamma-strahlung zunächst in Röntgenstrahlung, dann weiter in UV-Strahlung und zuletzt in sichtbares Licht.

Aus einem Gammaphoton, das im Sonnenkern erzeugt wird, werden so Millionen von Lichtteilchen, die schließlich von der Sonnenoberfläche abgestrahlt werden.
...

https://www.ptb.de/massstaebe/heft_9/massstaebe_09_15.pdf

Das Schöne bei Allmy ist, dass man ab und an was neues lernt oder längst Vergessenes auffrischt.
Hier also "Was ist ein Photon und was machen diese Dinger?".
Danke für die schönen Beiträge.
Das Problem ist nur, dass ein Photon ein Ding aus dem subatomaren Bereich ist, weder Teilchen in dem Sinne, wie wir ein solches Objekt verstehen (als "Kügelchen") noch Welle, wie wir Wellen verstehen (schwingendes Medium), sondern etwas ganz Irres dazwischen.
Eine anschauliche Erklärung ist fast unmöglich. Nicht ganz von ungefähr sind inzwischen vier (!)
Physik-Nobelpreise an Menschen vergeben worden, die uns jeweils etwas weiter gebracht haben in der Erklärung, was Photonen sind.
Das Sonnenlicht tut uns gut, ohne sie wäre unsere Erde ein steriler Felsbrocken. Da ist es vielleicht gar nicht nötig, alle Einzelheiten zu verstehen.

Lupo54 schrieb:Das Problem ist nur, dass ein Photon ein Ding aus dem subatomaren Bereich ist, weder Teilchen in dem Sinne, wie wir ein solches Objekt verstehen (als "Kügelchen") noch Welle, wie wir Wellen verstehen (schwingendes Medium), sondern etwas ganz Irres dazwischen.

Ein Photon ist erstmal ein Modell und gehört zu den Teilchen (Modell Oberklasse). Allerdings kann die Modellvorstellung "Photon" das Verhalten von Licht nicht in Gänze beschreiben. Daher brauchen wir für Licht zusätzlich noch ein Wellenmodell.

delta.m schrieb:Wird ein absorbiertes Photon wieder "physikalisch unbeschadet" emittiert?

Da ist wieder die Frage was physikalisch unbeschadet ist. So kann z.B. ein Photon, dass einfach nur im Vakuum gerade aus fliegt, sich auch spontan in ein virtuelles Teilchen/Antiteilchen Paar verwandeln, die direkt wieder zerstrahlen. Quantenmechanisch ist das problemlos möglich.

hm also wenn ich das richtig verstanden habe so ist das inere der Sonne so eng dass die Photonen, die zu dem Zeitpunkt noch Gammaphoton en sind immer wieder auf ein Hindernis prallen und so erstmal ewig hin und her fliegen.
Schließlich gelangen sie nach ca. 100000 Jahren an die Oberfläche, hier ist es aber keine Gammastrahlung mehr sondern Sichtbares Licht und halt Wärmestrahlung (Infrarot).

Frage, entspricht dieses ständige aufprallen im Inneren der Sonne dem Zustand der bis ca. 380000 Jahre nach dem Urknall im gesamten Universum herrschte?
Also das Licht konnte sich nicht entkoppeln da einfach die Dichte so hoch war und es somit ständig dran gehindert wurde?
oder ist das doch ein wenig anders?

delta.m schrieb:Bereits nach wenigen Millimetern treffen sie auf den ersten Atomkern, werden von ihm absorbiert und wieder abgestrahlt – jedoch nicht in ihrer ursprünglichen Form.
Die Energie der Photonen nimmt nach jedem Kontakt mit einem Atomkern ab, während ihre Anzahl gleichzeitig zunimmt.

jo!
Wobei es hier auch interessant ist, dass die Energie des Photons nicht so weit abnimmt dass am Ende noch nicht mal mehr sichtbares Licht zurück bleibt, sondern es scheint genau richtig zu sein....
oder ist das Ganze Sterntyp-abhängig?

knopper schrieb:oder ist das doch ein wenig anders?

Nicht nur ein wenig, in Sternen ist die Dichte schon deutlich höher, als im frühen Universum. Bis 380.000 Jahre nach dem Urknall streuten die Photonen an den freien Elektronen. Als diese dann schließlich von den Kernen eingefangen wurden, wurde der Weg frei, und das Licht konnte sich ungehindert ausbreiten.

In Sternen werden die Photonen ständig emitiert und reabsorbiert, dabei legen sie nur extrem kurze Wegstrecken in Größenordnungen weniger Kernabstände zurück. Zudem gibt es bei der Emission keine bevorzugte Richtung, d.h. es kann genausogut auch wieder in Richtung Kern der Sonne gehen.

Ich weiß nicht ob das richtig ist, aber nach meiner Vorstellung hängt die Energie der Photonen beim Verlassen der Sonne direkt von der Verweildauer ab. Photonen die es schneller schaffen da raus zu kommen, liegen noch locker im Röntgenbereich, während es bei den "Trödlern" gerade mal für den Infrarotbereich reicht. Die große Masse liegt jedoch im grün-gelben (also sichtbaren) Bereich.

Peter0167 schrieb:In Sternen werden die Photonen ständig emitiert und reabsorbiert, dabei legen sie nur extrem kurze Wegstrecken in Größenordnungen weniger Kernabstände zurück. Zudem gibt es bei der Emission keine bevorzugte Richtung, d.h. es kann genausogut auch wieder in Richtung Kern der Sonne gehen.

hm ok dann müssen die Abstände aber wirklich extrem gering sein, wenn es trotz Lichtgeschwindigkeit immer noch 100000 Jahre dauert bis sie die Sonne verlassen.
Ist auch die Frage in welchen Schichten der Sonne es dann schneller voran geht, also nach wie viel km ca. . Das würde mich auch mal interessieren.

Peter0167 schrieb:Ich weiß nicht ob das richtig ist, aber nach meiner Vorstellung hängt die Energie der Photonen beim Verlassen der Sonne direkt von der Verweildauer ab. Photonen die es schneller schaffen da raus zu kommen, liegen noch locker im Röntgenbereich, während es bei den "Trödlern" gerade mal für den Infrarotbereich reicht. Die große Masse liegt jedoch im grün-gelben (also sichtbaren) Bereich.

ja gut dass unsere Sonne auch Röntgenstrahlung abgibt ist ja bekannt, jedoch keine Gammastrahlung mehr so weit ich weiß. oder ist da evt. doch noch ein ganz geringer Anteil dabei?

knopper schrieb:Ist auch die Frage in welchen Schichten der Sonne es dann schneller voran geht, also nach wie viel km ca. . Das würde mich auch mal interessieren.

Kann ich dir auch nicht sagen, ich weiß nur, dass sich die Strahlung bereits ab der Photosphäre nahezu ungehindert bewegen kann, und diese Schicht ist bei unserer Sonne immerhin 400km dick ... aber für Licht quasi nix :D

Allerding kann es auch noch in der Chromosphäre zur Absorption kommen, was man mit Hilfe von Spektralanalysen gut sehen kann (Fraunhoferschen Absorptionslinien).

knopper schrieb:oder ist da evt. doch noch ein ganz geringer Anteil dabei?

So weit ich weiß nicht, selbst der Röntgenanteil liegt eher im weichen Bereich. Ansonsten ist aber alles dabei, bis runter in den Radiobereich.

knopper schrieb:dass die Energie des Photons nicht so weit abnimmt dass am Ende noch nicht mal mehr sichtbares Licht

Ich glaube da verwechselt du Ursache und Wirkung. Unsere Augen haben sich einfach an das Sonnenlicht angepasst und nicht die Sonne an unsere Augen. Würde die Sonne ihr Strahlungsmaximum im IR haben, dann könnten wir vielleicht IR Strahlung sehen.

Lupo54 schrieb am 24.03.2019:Hier also "Was ist ein Photon und was machen diese Dinger?".

Das frag ich mich auch schon lange. Ich weiß zwar dass Photonen Lichtpakete sind, quasi die kleinste mögliche
Energiemenge der elektromagnetischen Strahlung ( elektromagnetische Strahlung ist in Photonen gequantelt) usw., usf...
Aber trotzdem, ich finde Photonen sind die "seltsamsten" Teilchen im Universum, grübel, grübel….

Albert Einstein hatte da auch drüber gerätselt.

Albert Einstein schrieb 1951 in einem Brief an seinen Freund Michele Besso:
„Die ganzen 50 Jahre bewusster Grübelei haben mich der Antwort der Frage ‚Was sind Lichtquanten‘ nicht näher gebracht. Heute glaubt zwar jeder Lump, er wisse es, aber er täuscht sich…“

Weiß auch nicht :D aber hier wurde es gefilmt.

https://youtu.be/O-qQuuazrNA

LG

Photonen, wie viele andere physikalische Begriffe, sind zunächst nichts anderes als mathematische Konstrukte. Physik ist die "härteste" Naturwissenschaft. Alles was die Phyisk postuliert muss sich in mathematischen Gleichungen wieder finden. Umgekehrt müssen die mathematischen Gleichungen wissenschaftlichen Kriterien genügen. Sie müssen Beobachtungen vorhersagen, die wiederum falsifizierbar sind, d.h. durch Experimente widerlegt werden können. Der Wikipedia Artikel zu Photonen gibt einen guten Überblick darüber.

Hi Rolly22

Rolly22 schrieb:Photonen, wie viele andere physikalische Begriffe, sind zunächst nichts anderes als mathematische Konstrukte.

Könnte man aber auch anders sehen.
Das elektromagnetische Feld, das Higgs-Feld, das Gravitationsfeld und die ganzen anderen Felder der Quantenfeldtheorie
könnten evtl. real sein. Echt blöd dass sie (die ganzen Felder) für uns unsichtbar sind. Mathematik ist eine Sprache
die uns hilft das für uns unsichtbare evtl. begreifbar/ sichtbar zu machen um zu verstehen.
LG Sonni