Photoeffekt und Comptonstreuung • Aristoteles ⯈ Stringtheorie (27) | Josef M. Gaßner
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- čas přidán 26. 04. 2018
- Was ist eigentlich Licht? In der letzten Folge von Aristoteles zur Stringtheorie schien das Doppelspaltexperiment einen klaren Beweis zu liefern, dass Licht eine Welle sei. Anhand des Photoeffekts (Albert Einstein) und der Comptonstreuung (Arthur Compton) erläutert Josef M. Gaßner nun den Teilchencharakter des Lichts in Form quantisierter Energiepakete.
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Köstlich - besonders die "Gemüse Experimente" haben mich schmunzeln lassen. Vielen Dank Herr Gaßner für Ihr Engagement, Ihre sympatische Art und auch für das wunderbare Schlußwort!
Einfach nur geil das herr Gaßner sich sogar zeit nimmt kommentare zu beantworten:)
Der Mann ist der schlichte Wahnsinn: diese tolle Idee der Visualisierung mit Erbsen und Linsen im Dienst der Wissenschaft (für die bekanntlich kein Opfer zu groß ist)! Ich bin Fan und hin und weg. Knollensellerie! Kürbis! Wie innovativ das ist! Neudeutsch: SO muss Didaktik!
Ihre Videos sind eine exzellente Hilfe zur Vorbereitung auf meine mündliche Abiturprüfung in Physik :)
Freue mich jedesmal, wenn ein neues Video dieser Serie hochgeladen wird. Es ist so toll wie begeistert Sie erklären können! Vielen, vielen Dank dafür, auf dass noch viele Videos folgen mögen :)
Ich habe sofort alles niedergelegt als ich dieses Video in der Abobox sah!
Mir ging’s genau so
kenn ich
Detto.
Same with me...
Ich bin schwer enttäuscht. Was bildet sich eigentlich dieser Apfel ein hier das Photon zu spielen. Diese Rolle hätte eindeutig der Orange zugestanden. Der Apfel drückt sich wo er kann, spielt eigentlich fast nie mit und dann kriegt er die Hauptrolle. Wenn ich die Orange wär, ich wär echt sauer.
Stephan Pöhnlein Aber aufpassen, dass du dann nicht zur Zitrone wirst... 🌚
tja, um die Jahreszeit bekommt man keine Orangen mehr, aber Äpfel schon :)
@@derhakkofax Die Zitrone ist total sauer, weil sie hier nie vorkommt. ;-)
Endlich mal ein "Experiment". Die hab ich schon damals im PhLK vermisst. Inzwischen gibts wenigstens heutzutage kleinere Experimente im Schulunterricht (zumindest bei meiner Tochter) und nicht nur trockene Theorien. Ich find, mit Experimenten kann man die Leute besser anfixen/ begeistern für Physik.
Dabei hat sich gerade ein Experiment beim Doppelspalt angeboten - man muss ja nicht gleich Schrödingers Katze in ne Kiste sperren ;-) - aber falls da noch ein Physiker ins Team kommen würde der eine Reihe (begleitende) Experimente zeigen würde, würd mich das mehr als freuen ! Ja, nix gegen Sheldons, aber Leonards leisten auch ihren Teil zur Physik ;-)
Neurotica Combustion wie gesagt: Kids bekommt man mit Experimenten zur Physik. Zum Visualisieren und somit zum besseren Verständnis. Ich hab mich über jedes Experiment gefreut- wenn ich dran denke Kondensatorplatten aufzustellen, verkabeln, nah-weg-zuschieben und zu messen - da sieht man was. Oder auch Doppelspalt damals. Was man sieht begreift manch einer auch leichter. Tochter hat zB vor paar Wochen "Druck" durchgenommen, ne schöne Rakete aus ner Sprudelflasche gemacht und die ging 3 Meter in die Höhe. Das musste sie Filmen und präsentieren in der Schule. Ja natürlich, hier sind weniger Kinder und nur "Profis", fänds aber dennoch interessant. Soll ja nicht hier im Vortrag sein, ne eigene Serie im Channel als Begleitung evtl. ab und zu. Besonders wie die es damals mit weniger Technik/ einfacheren Mitteln gemacht haben. Viele Experimente sind natürlich bekannt und unnötig, hat aber nicht jeder gesehen, gibt doch bestimmt hier auch welche die keine Physikfreaks (ja, nicht Nerds - zu meiner Zeit war man ein Freak!) Sind und trotzdem das hier interessant finden.
Ich mein, mir machts nix, das meiste hier is ja vom Physik-LK her bekannt (auch wenn damals oft nur angeschnitten), man kommt mit oder liest es sonstwo nochmal nach. Aber zB man kann soviel über Sterne und alles schreiben/erzählen - ein Blick durch mein kleines Teleksop (130er Dobson) und seis auch nur mal wieder den Mond live und nah zu sehen- ist jedesmal ein Erlebnis. Ich bin halt eher Leonard als Sheldon :-) . War ja auch keine böse Kritik meinerseits oder dass ich das verlange - nur ne kleine Bemerkung.
Super Idee, Oli!
Ich hab mich zunächst dafür eingesetzt, dass es auf dem Channel auch Beiträge gibt, die sich mehr an die Enthusiasten richten und auch mal rechnerisch hart zur Sache gehen. Man kann halt nur so und so viele populärwissenschaftliche Beiträge sehen bis man sich denkt: Ja komm! Lass mal den Knüppel aus'm Sack, da steckt viel mehr dahinter! ;) Dass da so eine umfassende Reihe draus wird, ist meines Erachtens schon ein tolles Geschenk.
Aufbauend auf dem Grundgerüst würde ich mich ebenso freuen wenn auf die praktische Anwendung von Theorien und Versuche dazu eingegangen würde. Sozusagen um den Gaßnerschen Elefanten bunt auszumalen.
Genial, das Kürbis-Experiment :-D
Also, das nächste Mal, wenn ich im Büro Papierkügelchen gegen meine Kaffeetasse schnipse und ein Kollege mich fragt, was ich da mache, dann werde ich antworten:
"Wissenschaft! Ich modelliere die Compton-Streuung. Mit rotem Licht."
Gieße anschließend Milch in Deinen Kaffee und weigere Dich dann, das Ganze umzurühren. Wenn Dich jemand fragt, warum, sagst Du es sei wegen der Entropie und Du möchtest die Unordnung im Universum nicht stören. So kannste noch einen draufsetzen. ;)
Wieder was fürs Leben gelernt, wenn du mit Wasser nicht weiterkommst, gehe über zum Alkohol^^
Ein gutes Bild ist das vom Photon als Fußtritt gegen einen Ball in einer Kuhle, der ein gebundenes Elektron darstellt. Um ihn herauszukicken, muss man die nötige Energie _mit einem Tritt_ auf ihn übertragen. Hundert Tritte mit jeweils etwas zu wenig Energie können _insgesamt_ mehr Energie sein, nützt aber nischt.
"Was ist das?
Blaues Licht!
Was tut es?
Es leuchtet Blau!"
czcams.com/video/rFz2llnnC1o/video.html
Was ist das?
Blaues Licht.
Was tut es?
Es löst Elektronen mit einer bestimmten Energie abhängig von seiner Frequenz aus Zink platten.
immer wieder herrlich....schade das das "Elektron" nicht vom Tisch gekippt ist ^^
Hallo MrNairolf62,
unser Anschauungsmaterial ist zwar nachwachsend, trotzdem wollte ich es nicht mutwillig zerstören...
Grüße Josef M. Gaßner
@@UrknallWeltallLeben interessant in diesem Bild ist, dass ein austeichend hochfrequenter Beschuss mit zu kleinen Portion gtundsätzluch doch reichen kann, wenn zum Beispiel 2 schwächere rote Photonen nur zeitnah genug einschlagen und so zu wirken wie ein passendes blaues Photon (s. 2-Photonen-Mikroskopie), auch wenn dafür ein langlebiger Anregungszustand extrem von Vorteil ist - oder ist dieser Effekt anders zu erklären?
Wstum kann ich mit Ihrem vorgestellten Experiment auf einen Quantencharakter des Lichts schließen, doch eigtl. Nur auf den der Bahnenergie der rausgeschlagenen Elektronen? Die Restenergie der Photonen kann doch einfach als Wärme verloren gehen. Mit steigender Frequenz/Energie der Photonen wird doch das Klicken (kin. Energie der Elektronen?) Scheinbar linear und kontinuierlich lauter?
Super wie immer. Danke für die schönen Vorträge.
16:55, bestes Standbild. Gut Erklärt. Danke
Endlich wieder Gaßner! LOVE YOU DUUUDE
20:01 Die Befruchtung der Eizelle, sehr anschaulich erklärt :D
danke für den kanal und die regelmäßigen uploads :)
Der Orangenmann hat wieder voll zugeschlagen. Eine echt gute und einfache Erklärung eines relativ komplizierten Sachverhaltes.
Hallo Herr Badhofer,
danke für die positive Rückmeldung und generell auch ein Dank für Ihre Unterstützung im Forum.
Herzliche Grüße Josef M. Gaßner
Jeder macht das so, wie er es am besten kann, je nach Ausbildung, Talent und Möglichkeit. Ebenfalls vielen Dank für alles.
Die anschauliche Darstellung mit den Früchten war das Sahnehäubchen! So macht Naturwissenschaft Spaß, auch wenn man kein entsprechendes Studium absolviert hat. Danke dafür und mehr von so etwas!
Endlich mal ein einfaches Video. Danke.
17:42 Trickshots mit Joseph Gaßner
Das Beispiel mit den Erbsen und Linsen etc. war wirklich sehr anschaulich 👍
Danke Herr Gaßner, es kommt mir jetzt schon komisch vor, dass ich diese Sachen damals in der Schule hatte, und sie mir zu dieser Zeit nicht weiter ungewöhnlich vorkamen ;) Ein sehr schönes Schlußwort! Ich würde mir Wünschen das meine Kollegen, sich ihre Worte zu Herzen nehmen würden; wenn allgemein gedacht wird, das ihre Malerei etc. nichts mit wissenschaftlichem Denken zu tun hätte und sie ja ausschließlich innere Gefühlsregungen malen etc. ;) Aber über diesen Punkt werde ich mal mit ihnen persöhnlich sprechen; wenn sie denn jemals nach Berlin kommen. Liebe Grüße
Hallo Nico Schmidt,
in Berlin war ich doch jetzt schön öfters mit öffentlichen Vorträgen - in der Urania und an der Sternwarte... Die Ausschreibungen zu den Vorträgen finden Sie stets aktuell auf meiner Webseite www.Josef-Gassner.de
Gruß Josef M. Gaßner
Ah ja, Okay. Danke für die Info.
Ein sehr schönes Zitat von Maxim Gorky
Wie es aussieht, existieren wir nur auf der "Oberfläche" eines "Sees" aus Unbestimmtheit, die sich ausschließlich durch Interaktionen lokalisiert, bzw. materialisiert und damit real wird.
Lieber Herr Gassner, dürfte ich erfahren, ob der Casimir-Effekt ein Bestandteil dieser Serie werden wird? Oder alternativ höflichst Denselbigen für einen Vortrag vorschlagen? Liebe Grüße und danke für die tolle Arbeit
Hallo Turban Kutowski,
ja, den Casimir-Effekt werden wir uns vorknöpfen, dann wenn es um die Quantenfluktuationen gehen wird.
Gruß Josef M. Gaßner
@ Herrn Josef M. Gaßner: Warum wurde nicht das Video des Kollegen Lesch empfohlen, zu finden
in CZcams wenn man den Suchbegriff Alpha Centauri Casimireffekt (manchmal reicht es aus, nur Casimireffekt einzugeben) eingibt?
Hallo Kellerkind,
in der Reihe von Aristoteles zur Stringtheorie behandeln wir die Themen mit deutlich mehr Tiefgang als es bislang populärwissenschaftlich üblich war. Ich denke, darum ging es Hr. Kutowski...
Gruß Josef M. Gaßner
@ Herrn Josef M. Gaßner: Oh! Ich wusste nicht, dass Ihr Kollege Harald Lesch populärwissenschaftlich
gearbeitet hat. Also gut, dass Video des Kollegen Lesch hat schon ein paar Jahre auf dem Buckel!
Ein kurzes Feedback:
Dieses Video ist inhaltlich, rhetorisch und didaktisch ganz herausragend, sozusagen eine Eins mit Sternchen.
Ihr Kanal erfreut sich ja sehr hoher Beliebtheit - für einen Wissenschaftskanal. Ich prognostiziere, dass er in seiner Relevanz noch deutlich steigen wird. Sie ersetzen natürlich kein Studium aber das ist ja häufig gar nicht notwendig. Ihre Art komplexe Inhalte für Jedermann aufzuarbeiten, macht es auch WissenschaftlerInnen anderer Disziplinen sehr einfach, sich autark, partiell und zielgerichtet (und zudem sehr komfortabel) über ein Thema kompetent zu informieren. UWudL hat schon jetzt DIE herausragende Stellung im Bereich der physikalischen Video-Podcasts im deutschsprachigem Raum. Ich bin mir sicher, dass sich der hohe Nutzwert noch gar nicht richtig rumgesprochen hat.
Es wäre wünschenswert, wenn auch EXPERTiNNEN anderer Disziplinen - im Besonderen auch Geisteswissenschaften - Ihrem Beispiel folgen würden.
@ Kellerkind: "Populärwissenschaftlich" meint lediglich, dass das Plenum nicht nur aus (meist hauptberuflichen) Fachexperten besteht. Der Gegensatz wäre zum Beispiel ein wissenschaftliches Paper. Dort kann das ganze "Drumherum" ausgespart werden.
Danke übrigens für die Antwort, ich freue mich schon jetzt sehr auf den Casimir-Effekt und liebe Grüße
TK
"Er ging vom Wasser zum Alkohol...." An dieser Stelle musste ich das Video kurz anhalten.....
Hallo semmering1,
ja, manchmal kann dieser Übergang sinnvoll sein... - manchmal...
Gruß Josef M. Gaßner
Spass beiseite.. Danke für Ihre wertvolle Arbeit....
So entsteht eine Lösung...
Danke für die schönen Erklärungen, und weil sie so schön und verständlich sind, die Frage: Macht ihr in nächster Zeit zufällig ein Video zu Phononen?
Hallo Friedrich Hauck,
ich versuche in der Reihe alles zurückzudrängen, was für den Blick auf unser aktuelles Weltbild nicht erforderlich ist. Deshalb ist Festkörperphysik, ebenso wie Thermodynamik nur schwach vertreten. Phononen hatte ich nicht eingeplant - aber ich denke mal darüber nach.
Grüße Josef M. Gaßner
Warum wird das Photon im Comptonversuch reflektiert, und beim Photoeffekt absorbiert?
Ich habe mir es beim Photoeffekt immer so vorgestellt, dass das Photon verschwindet, weil es ja nur Energie ist, und diese immer vollständig auf ein Elektron übertragen wird. Wie ist es beim Comptoneffekt zu verstehen? Entsteht da ein neues Photon, weil das Elektron auf sein niedrigeres Energieniveau zurückkehrt, weil es im Graphit gebunden ist? Vorallem könnte doch die gesammte Energie des Photons in die Ekin des Elektrons übergehen?
Na nach dem Physikabi heute morgen, in dem es uA auch um den Photoeffekt ging, schau ich mir den Vortrag doch gerne an :)
Sehr geehrter Herr Dr. Gaßner,
Danke für diese tolle Reihe.
Wollte Sie fragen, ob Sie vielleicht ein Video zur Cherenkov Strahlung machen können.
Das ist sehr faszinierend und würde in diese Reihe gut als Bindeglied zwischen ART/SRT und dem Licht passen , finde ich :)
Hallo Chan Ba,
die Cherenkov-Strahlung hatte ich bei den Beiträgen zu Neutrinos (Detektoren) erklärt - da werden Sie fündig.
Grüße Josef M. Gaßner
Dankeschön 🤗
Die Quantisiertheit der Photonen lässt sich viel leichter anhand des Photoelektrischen Effekts (Einstein, 1905) erklären als über die Temperaturstrahlung (Planck, 1900), obwohl das die ursprünglichere Erklärung ist.
Das war vielleicht der ausschlaggebende Grund, den Nobelpreis dafür an Albert zu vergeben.
@Anco77
Es gibt einen weiteren: Einstein hatte 1915 bzw. 1917 die Allgemeine Relativitätstheorie veröffentlicht, die aber als „umstritten“ galt. Deshalb traute man sich nicht so recht, ihm den NB explizit dafür zu geben.
Ich weiß.
Sehr geehrter Herr Gaßner,
ich wollte gern mal Fragen ob es möglich ist mal ein Video über das sich abbauende/abschwächende bzw. umpolende Erdmagnetfeld und deren Einflüsse, deren Folgen, sowie auch der Aufrechterhaltung des Feldes durch den "Erd-Dynamo" zu machen? Natürlich so Wissenschaftlich wie wir dies hier auf diesem wunderbaren Kanal gewohnt sind. Die ESA beschäftigt sich ja bereits seit 2013 durch die SWARM-Satelliten mit diesem Thema, wäre auch Interessant etwas über die Details der Mission zu erfahren. Natürlich nur wenn das in den doch recht vollen Zeitplan in ihrem Team passt. Ich würde mich über eine Antwort sehr freuen.
Mit freundlichen Grüßen
Marko
Hallo urbanstylz07,
danke für die Anregung - nehme ich auf unsere Liste.
Gruß Josef M. Gaßner
Manchmal ist es schwierig, sich von einem Foto ein Bild zu machen!
Raw Fotograf?
@ Tuncay G: Wer? Ich? Es ist nur ein Wortspiel!
Ja ich weiß, aber ich wollte das Wortspiel eine neue Bedeutung verleihen. So das es ein weiteres Wortspiel im Wortspiel erkennbar wird.^^
@ Tuncay G. Ok! Meine Wortspiele sind halt länger. Das kurze hatte ich als Frage verstanden!
Klingt komisch, is aber so
Bei der Compton-Streuung ist es überdeutlich, Photonen machen Stöße mit Elektronen gerade so wie Billardkugeln. Es lässt sich wie in der klassischen Physik alles mit der Impuls- und Energieerhaltung erklären. Wie kann da ersthaft in Abrede gestellt werden, dass die Photonen natürlich auch eine Masse haben, wenn auch keine Ruhemasse?
Lieber Herr Gaßner, es wäre wirklich prima, wenn Sie ein kleines Video zum Thema "multiple black holes at the center of the milky way" drehen würden. Mich würde ihre Bewertung des Papers interessieren.
Hallo Judge G,
hab ich doch schon ausführlich im Newsletter gesprochen...
Gruß Josef M. Gaßner
Lieber Herr Gaßner, der Betrag der Geschwindigkeit des gestoßenen Elektrons hängt bei gleichem Ablenkwinkel. Phi nur von der Stärke des stoßenden Wellenpakets ab, die beliebig klein sein kann. Wieso ist dann der Comptoneffekt ein Beweis für die Partikeleigenschaft eines Photons?
Hallo,
ich verstehe da was nicht so ganz.
Und zwar:
Auf der Tafel mit den Streubildern wird gesagt, dass das Photon je nach Aufprallwinkel unterschiedlich Energie verliert.
Sollte aber dann das Ticken unseres Lautsprechers von Tafel 1 (selbst bei gleicher Frequenz des Photons) nicht unterschiedlich laut sein????
Hallo Michael Schramm,
die Comptonstreuung behandelt die Wechselwirkung eines Photons mit einem (quasi-) freien Elektron und beide "fliegen" im Anschluß auseinander. In der Platte, die wir im Gedankenexperiment für den Photoeffekt nutzen, sind die Elektronen GEBUNDEN.
Gruß Josef M. Gaßner
Nummer 29 von AzS ist nicht in der Playlist, vielleicht könnte man das noch hinzufügen. :)
Die Fruechte koennen mit unterschiedlicher Geschwindigkeit geworfen werden. Mit ausreichend Geschwindigkeit, haette eine Erbse gereicht. Mit Licht kann man (bei gegebender Farbe) nur die Anzahl der Photonen variieren.
gibt es irgendwo die Möglichkeit diese Experimente (z.B. das Doppelspaltexperiment) in der Praxis anzusehen? Vielleicht in einem Museum oder irgendwo anders ? Hat das Deutsche Museum in München etwas in der Richtung zu bieten ? Oder ist es einem versierten Bastler evt sogar möglich so etwas selbst aufzubauen ?
das Technoseum in Mannheim hat(te?) eine. Selbstbau scheint auch möglich zu sein: www.teilchenwelt.de/fileadmin/user_upload/Redaktion/Netzwerk_Teilchenwelt/Material_Lehrkraefte/Nebelkammer_Selbstbau.pdf
danke für den Link. Das wäre eine Idee, sowas mal aufbauen.
Ich habe es mal versucht ohne jeden Kenntnis. Papper, laser und ein sehr scharfes Messer ist alles was ich brauchte. Man muss sehr genau schneiden können. Aber nach fünf Versuche war es gelungen.
vielleicht eine Idee für das Urknall, Weltall und das Leben Team: wenn ihr solche Experimente laufen habt, könnte man Bilder davon in den Videos zeigen. Wäre super interessant.
Wenn Licht im Vakuum immer gleich schnell ist, aber gleichzeitig in verschieden Wellenlängen auftritt, kann man dann sagen, dass das Licht Teilchen tatsächlich in Form einer Welle bewegt? Weil dann müsste sich ja ein blaues Licht Teilchen viel mehr abstrampeln als ein rotes um geradeaus auf Lichtgeschwindigkeit zu kommen. Es macht auf der Sinus Bahn ja eigentlich mehr Meter pro Sekunde, als das rote. Es muss ja öfter hoch und runter. Oder ist das dann nur eine Frage der energiedichte, wenn ich zwei mit Lichtgeschwindigkeit sich bewegende rote und blaue Licht Teilchen auf 100 Meter beobachte?
Frage zum Doppelspalt-Experiment:
Aber ist es nicht so, dass wenn man Messgeräte monritert um zu schauen welches Photon durch welchen Spalt geht, dann verhalten sich die Photonen wie Teilchen und bilden kein Interferenzmuster sondern zwei Striche auf dem Schirm ab?
Und wenn man die Messgeräte montiert lässt, jedoch nicht anschaltet gibt es wieder ein Interferenzmuster.
Ist das richtig so?
Hallo Keinechtername,
es gibt in der Reihe bereits ein eigenes Video zum Doppelspalt... und wir werden auch noch weiter und detaillierter darauf eingehen...
Josef M. Gaßner
Urknall, Weltall und das Leben Herzlichen Dank, werde mal nachsehen :)
Kann man eigentlich mit interferenz aus z.b rotem Licht blaues Licht machen wenn ich es schaffe dass die Wellen perfekt interferieren?
Hallo Rylais Stundenmaske,
vermutlich verstehe ich Ihre Frage nicht richtig... Wenn Sie Licht einer bestimmten Wellenlänge (rot) mit Licht der selben Wellenlänge (rot) konstruktiv interferieren, dann verändert sich doch nur die Amplitude und nicht die Wellenlänge? Mit anderen Worten: Die Nullstellen bleiben, weil dort beide Wellen wieder null sind...
Grüße Josef M. Gaßner
Es gibt dazu einen roten Autoaufkleber, den man an die hintere Stoßstange anbringen kann. Darauf steht: "If this sticker is blue, you are driving too fast."
Ich bin für die zügige Einführung des BGEs, damit Herr Gaßner und Herr Lesch sich endlich Vollzeit um diese Serie kümmern können. Hahahahaha
Hallo Christian Marek,
auf nach Finnland...
Gruß Josef M. Gaßner
Einfach genial... 20:18 Frage: Hat sich die Lichtfarbe geändert? Muß ja. Hat das Elektron ja aus seiner Lage verschoben. Und damit Energie abgegeben... Also wird aus blauem Licht rotes Licht... Das müßte man nachmessen können...
Hallo Toruk Macto,
ja, genau so wird die Energie des Photons bestimmt.
Gruß Josef M. Gaßner
16:00
Früher dachte ich immer, Elektronen seien grün und aus Eisen. Nun weiß ich, sie sind orange und aus Kürbis. Danke Herr Gaßner :-)
Nein, im Ernst, tatsächlich danke für das was und wie Sie es machen.
Ich frage mich manchmal, ob es noch einen Weg gibt die Welle-Teilchen-Dualität anders zu erklären. Z.B gibt es ja diese Luftkanonen, die auf große Entfernung Kerzen ausblasen können, wobei ein Luftwirbel ähnlich eines Rauchrings entsteht. Dadurch wird die Luftbewegung gerichtet und diskret und ist nicht mehr wie ein Luftstrahl, wie z.B. wenn man eine Kerze ausbläst. Die Luftbewegung bleibt eine Luftbewegung, aber sie verhält sich nicht mehr wie Wind, sondern wie ein diskretes Gebilde, das stets auf einer bestimmten Position ist, während es sich durch den Raum bewegt und erst wenn es bei der Kerze ankommt, diese ausbläst.
Was passiert, wenn man Rauchringe durch einen passenden (ringförmigen?) Doppelspalt bläst?
Das es bei Energie Masse Frequenz Energie eine Dreiecks-Abhängigkeit gibt ist nachvollziehbar, aber weshalb eine Welle nicht den Effekt eines Teilchen haben kann und deshalb ein Photon zwingend in Packetform auftritt kann ich nicht nachvollziehen. Woher kommt dieser Zwang, denn rein theoretisch könnte das Photon laut Einstein abhängig seiner Energie auch massebehafted interagieren.Und falls ich da die Theorie falsch interpretiere, worin liegt mein Fehler?
salopp formuliert ist eine Welle im Raum verschmiert "überall ein Bisschen" und ein Teilchen scharf lokalisiert "da oder nicht da- alles oder nichts". Die Unterschiede anhand des Klickens des Detektors habe ich ja im Video versucht zu erklären - bitte diesen Teil nochmal anschauen...
Gruß Josef M. Gaßner
Mache ic h auf jeden Fall so lange bis sich es mir erschließt oder ich mein Problem besser erklären kann. Danke für den Hinweis!
/me kann Alexei Maximovich Peshkov - auch genannt Gorki - natülich nur zustimmen und freut sich, dass dieser große russische Denker und Literat hier Erwähnung fand. :))))
Das die Energie von Wellen in Portionen kommt kenne ich vom Posaune spielen. Wie anstrengend ein Ton für die Lippen ist hängt nicht von der Lautstärke ab, sondern von
der Tonhöhe. Die Lautstärke hängt von der Luftmenge ab.
Zurück zum Elektron was mit Erbsen beworfen wurde.
Was ist wenn man eine ganze Hand voll Erbsen wirft. Solange diese Erbsen eine nach der
anderen auftreffen passiert nichts. Aber es kann ja bei dieser hohen Intensität passieren
das zwei Erbsen exakt gleichzeitig auftreffen. Könnte es dann nicht möglich sein das die
Energie beider zusammen ausreicht um das Elektron zu bewegen?
Hallo Rolf S,
das ist ja witzig mit der Posaune... Konkret zu Ihrer Frage: irgendwie müssen Sie halt die Austrittsarbeit verrichten. Sollten Sie tatsächlich ein Elektron mit verschiedenen Lichtquellen quasi gleichzeitig treffen hätten Sie auch bei großer Wellenlänge eine Chance.
Gruß Josef M. Gaßner
*nicht aber einer höheren Frequenz* deshalb hat man mit einem wellenmodell auch keinen erfolg den photoeffekt zu erklären.
*Eine höhere Frequenz bedeutet, dass sie es sogar mit genug Linsen in entsprechend kurzer Zeit schaffen würden, den Kürbis vom Tisch zu fegen.* nein, die frequenz ist hier die größe der linse, nicht die anzahl von linsen pro zeiteinheit. nur wenn mehrere linsen quasi gleichzeit auftreffen, als wäre es eine große linse, wird der kürbis beindruckt. durch überlagerung derselben frequenz schafft man das nicht, nur durch überlagerung mehrerer teilchen
*Okay... dann bin ich halt der Erste!* den erfolg kann ich leider nicht nachvollziehen
*Ab einer bestimmten Frequenz der Welle schwingen die Elektronen so stark, dass sie aus dem Material herausgeschleudert werden.* das ist nicht das problem des effekts, das problem ist, dass nach dem klassischen wellenmodell u.a. die energie der welle nicht von der frequenz sondern von der amplitude abhängt, beim effekt jedoch die energie der austretenden elektronen immer nur von der frequenz abhängt.
im wellenmodell heisst "stark schwingen" eine große amplitude haben. wenn man also schon damit beginnt zu sagen "stark schwingen" heisst hohe frequenz, erklärt man nicht mehr "mittels wellen"
*warum man statt mehr Linsen pro Sekunde nicht einfach mehr Photonen pro Sekunde sagen kann.* weil im linsenmodell die frequenz durch die größe der linsen repräsentiert wird. wenn man die frequenz ändert, werden die linsen größer und damit zu steckrüben. d.h. es gibt "mehr linsen pro sekunde" nicht.
mehr photonen pro sekunde ändert am effekt nichts, denn die anzahl der photonen pro sekunde entspricht der intensität. die energie der austretenden elektronen ist unabhängig von der intensität, sie hängt nur von der frequenz ab.
ich vermute mal, dass sie die zwei frequenzbegriffe durcheinanderbringen, es gibt einmal die frequenz eines photons (seine energie nach dem effekt, seine farbe) und die frequenz von photonen (die intensität der strahlung, seine amplitude)
Hmm.. anstatt verschiedene Größen (Billardkugeln, Bohnen oder Äpfel), hatte ich mir immer vorgestellt, dass mehr Energie, also eine höhere Frequenz zu einem "engeren" Schwingungsmuster führt und dadurch die Wahrscheinlichkeit, dass ein anderes Teil getroffen wird, größer ist als zum Beispiel bei einer langen Wellenlänge, wo ein Zusammentreffen mit der Position des anderen Teilchens unwahrscheinlicher ist, weil die Bahn "gerader" verläuft, es also weniger Raum/Möglichkeiten für eine Kollision gibt. Wäre dieses Bild weniger richtig?
Lieber Herr Gassner, es passt zwar nicht zu diesem Thema, aber in welchem Video wollten sie “leise am Riemann Tensor vorbei schleichen”, um ihn nicht zu wecken? Ich finde die entsprechende Stelle leider nicht mehr.
haha... heute muss ich selber lachen über diese Formulierung... ist mir damals spontan so eingefallen... Vermutlich wars im letzten Beitrag (Kommentarcheck) zur ART.
Grüße Josef M. Gaßner
Dankeschön.
Lieber Herr Gaßner, ich schon wieder :-)
Zuerst wieder vielen Dank. Diesmal zwei Fragen:
- Warum trifft eigentlich immer genau ein Lichtquant auf genau ein Elektron? Das Verhältnis könnte doch auch anders sein: z.B. mehrere Lichtquanten treffen zeitgleich auf ein Elektron
- Hatte Herr Compton Dedektoren für Elektronen und für Strahlung (Licht)? Hat er dann überall (zumindest überall innerhalb eines Quadrants) verschiedene Farben registriert?
Viele Grüße
Olaf Schwandt
Hallo Olaf Schwandt,
Sie stellen Fragen, die wir im Buch detailliert erklärt haben, sogar mit Abbildungen. Ich nehme an, Sie haben das Buch zur Videoreihe nicht?
Falls doch: Abb. 7.19, 7.20 und 7.22.
Grüße Josef M. Gaßner
@@UrknallWeltallLeben stimmt, das Buch hab ich (noch) nicht. Das werde ich nachholen und dort nachschauen. Danke für diese und noch mal für alle anderen Antworten.
Viele Grüße, Olaf Schwandt
Hallo Olaf Schwandt,
wenn Sie wirklich ein tieferes Verständnis suchen führt am Buch kein Weg vorbei. Gerade die Kombination aus Buch und Videos finde ich persönlich ideal. Das klingt jetzt nach Werbung - aber es ist meine ehrliche Überzeugung.
Grüße Josef M. Gaßner
@@UrknallWeltallLeben ja, ich hab beide Bücher bereits bestellt und verspreche, wennn sie dann hier sind, schaue ich mir zur Unterstützung auch die Videos an :-)
Danke nochmal
Olaf Schwandt
Hallo Olaf Schwandt,
da haben Sie ja einiges vor sich... Viel Freude bei der Lektüre!
Herzliche Grüße
Josef M. Gaßner
Welche Platte besteht denn nur aus Elektronen?
18:03 Röntgenstrahlung oder Rübenstrahlung?
Werter Herr Gassner, es wäre mir eine Freude ihnen einen Obst und Gemüsekorb zu senden, natürlich auch mit frischen Orangen, oder man wechselt vielleicht auch mal auf regionale Produkte..vielleicht Kohlrabi?
ich warte bei den Videos ja immer drauf, dass Frau Gaßner reinschneit und Schnittchen auf den Tisch stellt. Und ein Helles natürlich.
Hallo dar km,
leider liest meine liebe Frau die Kommentare nicht... und so ganz begeistert ist sie auch nicht davon, wie viel Zeit ich in die Videos investiere... Wenn sie also reinkommt, dann bestimmt nicht um Schnittchen zu servieren...
Gruß Josef M. Gaßner
Das ist schade:)
Wahrscheinlich gar nicht mal so gemeint, klingt aber schon sehr "altmodisch"/patriarchalisch.
redien47 nein - nur witzig. Muss man denn immer und überall Verstöße gegen PC sehen und vermuten und unterstellen? Deshalb: super Antwort von Herr Gassner - hoffe auf Outtakes wie sie eine über bekommen weil Sie mal wieder die Küche fürn Video geplündert haben :-)
Hallo Oli V,
mit der Kamera in die Küche? So mutig bin ich nicht...
Vermutlich müssten wir die Reihe dann umbenennen in "Von Aristoteles zur Küche und dann war Schluss..."
Gruß Josef M. Gaßner
10:38 Mal ne prinzipielle Frage, müßte die Linie nicht Stufen haben wegen der Quantelung? Klar, daß man das hier nicht darstellen kann, weil die Stufen wahrscheinlich kleiner sind, als der Kreidstaub. Oder anders, was heißt das eigentlich, daß die Lichtfrequenz nur Energiestufen annehmen kann, die einem vielfachen von h entsprechen. Es gibt keinen perfekten Regenbogen?
Also wenn er das in Vorlesungen genau so sehr veranschaulicht, ist die LMU Münchens größter Obst und Gemüse Konsument.
Ist es denn überhaupt möglich einzelne Photonen loszuschießen und dann nachzuweisen und wenn ja, seit wann kann man das und wie funktioniert das? Also das Losschießen.
Hallo Ernald Erßeck,
im Prinzip regelt man einfach die Intensität einer monochromatischen Lichtquelle immer weiter nach unten und reduziert damit die Anzahl der Photonen...
Gruß Josef M. Gaßner
Und auf Kommando genau eins losschießen. Geht das?
Dr. Gaßner: Bezug 22:38. Wenn es eine Welle gewesen waere welche das Electron angeregt haette, haette dann nicht die Welle welche das Electron wieder abgibt auch eine andere Wellenlänge da ja Energie zur Positionsveraenderung (Anregungen) des Electrons umgewandelt wurde ?
Hallo Thomas Moeller,
bei einem Energieübertrag ja, bei einem vollständig elastischen Vorgang nein.
Grüße Josef M. Gaßner
Danke. Gruß aus den USA. Big Fan
W = Oarbäit
Wenn die roten Photonen (Linsen) einzeln ankommen, können Sie den Kürbis nicht beeindrucken. Aber was wäre, wenn zufällig 100 Linsen im selben Moment auf den Kürbis treffen? Dann wären sie in der Lage den Kürbis anzuregen. Lässt sich dies auch in die Welt der Quanten übertragen, oder ist es nicht erlaubt, die Kinetische Energie mehrerer Quanten, die zum selben Zeitpunkt eintrffen zu addieren?
Dann hättest du eine Linse die 100 mal so groß ist, natürlich richtet die auch mehr an, das versucht er uns doch zu sagen.
Ich dachte, mich zu erinnern, dass das Streuverhalten von Licht doch von der Frequenz abhängen kann. Aber Herr Gaßner weiß das ganz sicher besser 😂
Hallo Master Mind,
Ihr Kommentar ist leider sehr schwammig - auf welche Stelle im Video beziehen Sie sich genau?
Gruß Josef M. Gaßner
Vielen Dank für Ihre Antwort, sie habe natürlich recht. Ich beziehe mich auf die Gleichung für delta lambda ab etwa Minute 21:30. Umgestellt nach Phi kann man ja auch sagen, dass der Streuwinkel in gewisser Weise von der Wellenlänge oder eben nur der Änderung dieser abhängt. Ich denke ich muss mir die Passage noch einmal anschauen, um genau zu verstehen, was Sie gerade erklären. Ich denke das Spannende an diesem Szenario ist, dass die Wellenlängenänderung nur mit dem Winkel zusammenhängt, ist dann also das delta lambda für für einen konkreten Winkel immer gleich, unabhängig von der "Eingangs"wellenlänge?
Vielen Dank für Ihre geduldigen Antworten!
Wenn man schon die Vorstellung von Photonen hat, dann ist es schwer, die Logik davon, was sein müsste, nachzuvollziehen.
👍🏼
wann kommt das video zu gaia? ;>
Hallo Ferdi,
einfach mal nach GAIA in der Videodatenbank suchen...
Grüße Josef
jo josef, gab ja schon eins, ich meine eigentlich das update vor kurzen :o
In seinem Vortag hat Stefan Jordan ja schon ausführlich über den Data-Release 2 gesprochen, der vorgestern letztendlich veröffentlicht wurde... also schaun wir mal...
Gruß Josef
danke. ein sehr schönes video übrigens, ich habe das gefühl dass mir dieses bild sehr helfen wird!
Was ich an diesem Versuch zum photoelktrischen Effekt nicht verstehe: Ich habe noch immer den Größenvergleich von Herrn Lesch im Kopf: "Wenn die Atomhülle die Mauer eines Fußballstadions ist, ist der Nucleus ein Reiskorn in der Mitte des Anstoßkreises" und wie wir wissen ist ein Elektron noch um ein vielfaches kleiner als ein Proton. Wie kann also ein Photon so selektiv auf ein Elektron treffen und dieses "herausschlagen", wenn das Trägermaterial größtenteils aus "nichts" besteht und sich die Position dieser kleinen Elektronen zudem noch rasant verändert, bzw. anders formuliert: die Wahrscheinlichkeit ist doch wesentlich größer, dass das Photon zwischen den Elektronen hindurch fliegt und gar nicht wechselwirkt. Ist ein Photon nun so groß, dass es sicherlich mit irgend einem Elektron wechselwirkt, also nun als (zugegebnermaßen übertriebenen) Größenvergleich: Ich lasse einen Asteroiden d=2km auf das Stadion fliegen, irgend ein Elektron wird's schon treffen? Das erscheint mir nicht sehr wahrscheinlich... Oder sind genug Elektronen da (aufgrund der Dicke des Materials) und irgendwann trifft zufällig ein Photon auf ein Elektron, auch wenn das erst zu 2/3 im Inneren des Trägermaterials passiert? Und ist dann das Elektron noch frei beweglich, wenn es sich im Inneren des Trägers befindet?
Hallo geregelte Darmflora,
die Antwort auf Ihre Frage werden wir erst verstehen, nachdem wir tiefer eingestiegen sind in die Quantenmechanik. Elektronen sitzen nicht an einer festen Position, sondern ihre Aufenthaltswahrscheinlichkeit(-sdichte) ist über einen großen Bereich verschmiert. Auf Seite 98 im Buch sind wir anhand der Reionisation darauf eingegangen, dass "Treffen" in der Welt des Allerkleinsten nicht gleichbedeutend ist mit dem umgangssprachlichen Begriff... Tatsächlich fließen hier auch noch weitere Faktoren ein...
Grüße Josef M. Gaßner
Danke euch zwei. In dem Fall werde ich mich noch gedulden und das vorerst als Erklärung hinnehmen. :)
Schönen Maifeiertag noch. :)
Lieber Herr Gaßner, ich sehe da einen gewissen Widerspruch in Ihrem schönen Video: einerseits deuten Sie darauf hin, dass in der Streuformel nichts über die Stärke der stoßenden Welle zu finden ist. Andererseits betrachten Sie den Comptoneffekt als Beweis für die Teilchenstruktur des Photonenlichts.wieso eigentlich?
Das fragte ich mich auch. Sagte doch der Planck die ganze Zeit schon, dass Photonen bei der Entstehung in diskreten Portionen abgepackt werden, als Welle wandern. Und wenn sie jetzt aufprallen ist's ein Wunder, dass wieder quantisierte Energie fürs Loslösen eines Elektrons verwendet wird? Könnte man doch alles mit Resonanzen erklären, wie bei den Interferenzmustern. Wo sieht man hier ein Partikel?
Der Obstmann im Dienste der Wissenschaft!
Ist irgendwie schade, dass soetwas nicht wirklich im abi (Sachen) dran gekommen ist.
Anonym User2 Wir hatten den äußerenlichtelektricheneffek dran aber in der Prüfung ist es halt nicht dran gekommen
Schade, jemand hatte mir mal ein Buch über Quantenphysik geliehen. War recht gut gemacht, alles drin, von der "Entdeckung" des Elektrons, bis zur Hintergrundstrahlung. Auch mit Bildern, der Personen und lesbaren Ablichtungen der Arbeiten.
15:37 würde der Kürbis nach der Relativtätstheorie nur der Geodäte folgen ;-D der Tisch hindert ihn daran.
Ja aber wie kann dann das Elektron immer die gleiche kinetische Energie haben? Also wenn es quasi auch soetwas wie ein "Streifschuss" geben kann, dann sollte doch auch dementsprechend die kinetische Energie des Elektrons schwanken. Ich nehme mal an das abgelenkte Photon verliert die entsprechende Energie in Form eines Verlust dessen Wellenlänge.
Eine andere Frage: Wenn ich jetzt die Analogie des Kürbises nehme, dann dauert der Zeitpunkt der "Kollision" oder eben der Wechselwirkung ja eine gewisse Zeit, das geht ja nicht in null Zeit vonstatten. Wenn es bei dem Elektron auch so ist, dann müsste es auch möglich sein mit einer geringeren Wellenlänge ein Elektron auszuschlagen. Also nehmen wir mal an, man braucht eine Energie von 10 und eine Wechselwirkung dauert eine Millisekunde an. Und innerhalb dieser Millisekunde ist anfangs die ganze Energie des Photons auf dem Elektron übertragen und das fällt dann innerhalb der Millsekunde linear auf 0 ab.
Wenn jetzt nur schnell genug Photonen einschlagen, gäbe es eine Schwelle, ab der eben diese Energie nicht schnell genug absinken kann, Also sagen wir mal die Photonen haben eine Energie von 5 und jede Millisekunde schlängt eines ein. Dann tut sich nix, aber würde jede halbe Millisekunde eines einschlagen, dann würde es gerade so ausreichen. Und da Photonen Bosonen sind, können ja auch mehrere den gleichen Ort im Raum einnehmen. Und man müsste dann nur diese Reaktionsdauer kennen und den Wert an dem die Energie wieder abnimmt, dann könnte man diesen Schwellenwert je nach Frequenz Berechnen.
Da gibt es leckeren Bohnen Kürbiss eintopf^^
A bissl enttäuscht war ich schon dass wir den Kürbis nicht ordentlich abgeschossen haben 😅
Also ich verstehe manche Quanten sind nicht stark genug, aber was das genau mit dem Wirkungsquantum *h* zutun hat versteh ich nicht genau. *h* ist ja nicht das Teilchen (das Teilchen ist das Photon) und *h* ist auch nicht die Stärke des Teilchens (Die Stärke des Teilchens ist die Wellenlänge).
Ist *h* der Unterschied der Stärken? Das wäre doch eher eine Wellenlängendifferenz. Ist *h* die "Krassheit" der Unterschiede der Wellenlängen?
Ich will doch nur wissen was genau dabei ist denn *h* ?
@harisimer
Das Wirkungsquantum selbst ist ein Artefakt des Maßsystems, weil man Energien nicht in (1/s) misst. Entscheidend ist, dass Licht höherer Frequenz vielleicht keine größere _Gesamtenergie,_ aber eine höhere _Photonenenergie_ hat.
Es ist der Proportioalitätsfaktor zwischen der Frequenz es Lichts und der Portionsgröße (an Energie, nicht Ausdehnung, natürlich).
Stell Dir vor, ein Ball liegt in einer Kuhle. Um ihn herauszukicken, musst Du die nötige Energie _mit einem Tritt_ auf ihn übertragen. Hundert Tritte mit jeweils etwas zu wenig Energie können _insgesamt_ mehr Energie sein, nützt aber nischt.
Beim Sandstrahlen verursacht jedes einzelne Sandkorn einen minimalen, irreversiblen Schaden, der sich bei vielen Sandkörnern zu einem Gesamtschaden aufsummiert.
Beim Photoelektrischen Effekt verursachen einzelne Photonen mit weniger Energie als die Austrittsenergie des Materials den Schaden null, der sich bei vielen zum Gesamtschaden "viele mal null gleich null" aufsummiert.
Josef M. Gaßner
@Nicht von Bedeutung
Nein. Der getretene Ball gibt die durch den Kick erhaltene Energie wieder ab, wenn er die Kuhle nicht verlässt.
Vielleicht könnte man *im Bild* durch sehr kurz aufeinander folgende Tritte *in dieselbe Richtung* (so schnell, dass der Ball keine Zeit hat, zurückzurollen) den Ball dennoch aus der Kuhle befördern, aber dann bricht das Bild zusammen und hat mit dem Photoelektrischen Effekt nichts zu tun.
Die Idee des Bildes ist, dass zu schwache Tritte tatsächlich *null* Wirkung haben. Wie noch so helles Licht zu geringer Frequenz halt.
Ein anderes taugliches Bild für solches Licht wäre ein Stoß, der zu elastischer Streuung führt.
Licht höherer Frequenz entspricht *nicht* mehr Sandkörnern pro Zeiteinheit, sondern im Zweifelsfall ,,Sand" aus dichterem Material oder auch schnelleren Sandkörnern, der das Target plastisch verformt.
@Nicht von Bedeutung Wenn du sagst Energie pro Zeit ist entscheidend, dann argumentierst du dafür, dass eine hohe Intensität an Photonen mit geringer Energie Elektronen auslösen kann. Dies zeigt sich jedoch nicht in den Experimenten.
@Nicht von Bedeutung
Der Terminus "das Bild bricht zusammen" meint, dass es unter diesen Umständen kein gutes Bild mehr für den Photoelektrischen Effekt ist, nicht etwa, dass es etwa "nicht mehr stimme" oder so etwas.
Ich verstehe trotzdem nicht, wieso es beweist, dass Licht in Paketen kommt, wenn ich mich experimentell auf einem Punkt der Gerade befinde. Dieses Loslösen aus dem Material erfolgt doch instantan. Wenn ich also mit "blauem Licht" auf ein einzelnes Zinkatom leuchte, müsste ja sofort ein Elektron "rausspringen"( Das zeigt das Experiment, blaues Licht -> einmal ein Elektron mit bestimmter kinetischer Energie) . Dasselbe nochmal mit hochfrequenterer Strahlung. Dann hätte ich doch keinen Unterschied im Ergebnis, ausser dass das Elektron beim zweiten Mal schneller, aber jeweils immer gleichschnell abhaut. Und die Erkenntnis:" hochfrequentere, konstantfrequente Strahlung -> schnellere,konstant schnelle Elektronen" sagt mir doch noch nicht, dass Licht aus Paketen besteht,oder? Intensität ist Leistung pro Raumwinkel, die Strahlungsleistung ist Energie pro Zeit. Mit mehr Intensität sollte die Welle mehr Energie enthalten,klar. Aber eben mehr Energie bei immer noch zu geringer Frequenz. Dass bei höherer Intensität von zu niedrigfrequentem Licht immer noch kein Elektron kommt, zeigt doch nur, dass dieses Ablösen vom Zinkatom eben nur von der Frequenz abhängt. Warum deckt sich das nicht mit der Wellentheorie und beweist die Paketeigenschaft?
Hallo Nifty Schnifty,
hier die Argumente des Videos nochmals zusammengefasst:
1.) Unmittelbar bei Einschalten des blauen Lichtes kommt es zum ersten Klick im Detektor und sofort nach Ausschalten hört das Klicken auf. Es gibt also kein Einschwingen oder Abschwingen etc.
2.) Die gesamte Energie eines Photons wird jeweils auf genau EIN Elektron übertragen.
3.) Die bei 2) gemessene Energie des freien Elektrons entspricht einer Portion E = h f - Austrittsarbeit. Für Licht einer festen Frequenz (monochromatisch) entspricht das einem festen Energiepaket, das wir Quantum nennen...
4.) Reicht das Quantum nicht aus um die Austrittsarbeit zu leisten, bringt eine Erhöhung der Intensität keine Abhilfe.
Ich hoffe, das hilft Ihnen weiter - ansonsten kann ich noch unser Forum auf www.urknall-weltall-leben.de als Hilfe anbieten.
Grüße Josef M. Gaßner
Ok, jetzt hab ichs auch. Wenn ich 2.) als gegeben voraussetze, kann ich damit 4.) erklären. Danke für die Zusammenfassung! Eine Frage an alle: Was passiert denn mit der Energie des Photons bei zu niedrigfrequenter Strahlung beim Auftreffen/Wechselwirken?
Was mir nicht klar ist, was haben elektronen für eine aufgabe im element, bzw. Was passiert wenn man einem atom seine elektronen weg nimmt?
Hallo swpm...,
die Elektronen sind verantwortlich für die chemischen Bindungen. Atome ohne Elektronen nennt man ein "Plasma".
Gruß Josef M. Gaßner
Also wirklich, wo ist denn der experimentierfreudige Experimentator geblieben - ich hätte es gerne krachen und matschen gesehen - nehmen Sie sich ein Beispiel an dem "Phänomen der Schräge" czcams.com/video/ncD4YEn4de8/video.html
Sehr geehrter Herr Gaßner, Ihnen ist wichtig den Quantisierungsgedanken zu vermitteln und sie sagen dass Einstein hier mit dem photoelektischen Effekt wieder ein Tor für das Teilchenmodell erzielt hat. Jedoch ist doch der einzig variabele Faktor in der Formel die Wellenlänge. Und das spricht in meinen Augen doch sehr für eine Welle :-D Hätte man nicht spätestens dann darauf schließen müssen, dass Licht einfach beides ist?
Hallo Thomas S.,
anhand des Photoeffekts sieht man sehr schön, wie Licht in Paketen daher kommt - das wollte ich mit dem klickenden Detektor im Gedankenexperiment und mit dem Kürbis in Realität verdeutlichen. Wie wir die Dinge historisch benennen ist dagegen irrelevant. Planetare Nebel haben auch nichts mit Planeten zu tun und Atome sind durchaus teilbar...
Gruß Josef M. Gaßner
Bei 13:27 bis 14:30 wird gezeigt , dass die Frequenz IM ZUSAMMENHANG mit der ``click``- Lautstärke auch eine feste Größe ist. Es gilt eben nicht : ``Viel hilft viel.``
Was kaum jemand weiß ist, dass der Doppelspalteffekt genau das Thema beschreibt. Licht geht nicht durch den Realen Raum. Die Lichtwelle springt vom Punkt der Ursache (Kollektor) über die Verschrankungsebene zum Punkt der Messung. Dort tritt die Welle als Photon in der Sehzelle und erregiert das Atom. Dort springt die Atomschale um einen hören Energiewert nach oben und gibt die Energie wieder ab.. Das sind sprunghafte Kettenreaktionen, über den Sehnerv bis zum Gehirn. Somit ist dieser reale Raum ein rein mathematisches Konstrukt über den Verschrankzngsraum.
Ich kann das nicht so wirklich nachvollziehen, im Gehirn gibt es jedenfalls keine Sprünge. Und wenn ich meine Hand in den Lichtstrahl halte dann springt das Licht doch auch nicht dadurch, oder habe ich dich falsch verstanden?
Und mir hat meine Mutter immer gesagt mit Essen spielt man nicht. Naja, alles für die Wissenschaft
Ein Photon schlägt ein Elektron aus der Schale eines Atoms.
Frage: werden Elektronen nur aus der äußersten Schale geschlagen?
Wenn Elektronen aus Inneren Schalen geschlagen werden, wird diese Schale wieder gefüllt. D h. wenn aus der innersten Schale ein Elektron geschlagen werden, wird nachgefüllt bis die äußerste Schale erreicht wird?
Elektronen werden Freigeschlagen. Wo bleiben die Splitter!
Eine elektomagnetische Wellle besteht aus einem elektrischen nud einem magnetischen Feld. Bei der Umwandlung des magnetischen Feldes in das elektrische Feld entsteht ein Bereich mit erhöhten Feldsträken und diese Energiedichte steigt mit der Frequenz.
Es ist also nicht im Entfernsteten ein Lichtteilchen nötig.
Warum wurde Einstein rückwirkend niemals der Nobelpreis für die Allgemeine Relativitätstheorie zugesprochen? War vielleicht diese Theorie selbst während seiner späteren Lebensjahre noch nicht vollständig anerkannt?
Hallo Dom
In der Laudatio heißt es ja wörtlich: "“for his services to Theoretical Physics, and especially for his discovery of the law of the photoelectric effect”"
Quelle: www.nobelprize.org/prizes/physics/1921/summary/
Die erwähnte "Theoretische Physik" schließt natürlich die Allgemeine Relativitätstheorie mit ein. Deshalb sah man sich später offenbar nicht veranlasst, nochmal einen Extra-Preis für die Allgemeine Relativitätstheorie zu verleihen.
Damals, Anfang der 1920er Jahre, war die Allgemeine Relativitätstheorie noch sehr jung. Der fulminante Test mit der Lichtablenkung am Sonnenrand, die Einstein weltberühmt machte, war ja gerade erst geschehen, im Jahr 1919. Viele erfolgreiche Tests bis hin zu den Gravitationswellen wurden erst später und viel später gemacht (2015 Gravitationswellen!).
Ein delikates Detail: 1921 hielt das Nobelkomitee keinen der Nominierten für preiswürdig! Sie machten von einer besonderen Regel Gebrauch, auch im Folgejahr den Preis noch vergeben zu können. Einstein war dann der Auserwählte und erhielt somit diesen Nobelpreis des Jahres 1921 erst ein Jahr später, in 1922.
In diversen Einstein-Biografien wurde das natürlich auch erörtert. Auf jeden Fall spannend. Und wenn Sie mich fragen, hätte Einstein mindestens einen zweiten Nobelpreis verdient gehabt.
Leider waren viele Tests der Allgemeinen Relativitätstheorie erst nach Einsteins Tod im Jahr 1955. Posthum kann man den Nobelpreis ja leider nicht vergeben - das ist gegen die Statuten.
Gruß, Andreas Müller
Vielen Dank für Ihre umfassende Erklärung. Immerhin hat seine Theorie zwei Nobelpreise herbeigeführt.
Viele Grüße,
Dominik Laxhuber
Schon Rambo wusste, wie wichtig blaues Licht ist. :D
czcams.com/video/CJUBi8X_W_w/video.html
Aber im Ernst, ich bin Max Planck und Albert Einstein jeden Tag dankbar, wenn ich nachsehe, wieviel Strom meine Solaranlage wieder erzeugt hat.
Meine Oma hat schon gesagt: Man soll nicht mit Erbsen auf Kürbisse schießen. ^^
Hallo David K.
ich hoffe, Ihre Oma hat schmeißen gesagt...
Gruß Josef M. Gaßner
Ja das hat sie.
aaah.. Sie haben den Eingangskommentar bearbeitet - damit ist ja der Witz weg...
Josef M. Gaßner
Ich frage mich immer, wenn das Photon ein Teilchen ist, was schwingt da mit einer gewissen Frequenz? Ich vermute, dass dies die elektromagnetische Welle ist. Kann es sein, dass man elektromagnetische Strahlung nur deswegen als gequantelt annimmt bzw. beobachtet, weil man ansonsten kein elektromagnetisches Feld aufrecht erhalten kann? Nach Maxwell induziert ja das elektrische Feld ein Magnetfeld und das Magnetfeld wieder ein elektrisches Feld. Wenn man jetzt dieses Feld räumlich zu kurz oder zu lang machen würde, könnte man das andere Feld nicht mehr induzieren, woraus folgen würde, dass man eine genau richtige Energie des elektr./magn. Feldes braucht. Mit dieser Ausdehnung/Energie hätte man ein Photon nötig. Ist das Photon also eigentlich nur ein elektromagnetisches Wellenpaket?! Sprich eine räumlich begrenzte elektromagnetische Welle?
Hallo Matthias Alles,
für Antworten auf Ihre Fragen müssen wir erst noch tiefer in die
Materie einsteigen. Insbesondere die Quantenelektrodynamik wird dahingehend sehr erhellend sein. Ich bitte noch um etws Geduld.
Grüße Josef M. Gaßner
Das Gaßner-erklär-Starterpaket: 1x Tafel; 3x Kreide; 1x Orange; 1x Kürbis für nur 17,99€
So sehr in die Tiefe geht das Video dann doch nicht! Zum Beispiel: Wurde das jeweilige Licht kompakt auf die Platte
gerichtet, also irgendwie kanalisiert, oder war es mehr oder weniger frei im Versuchsaufbau? Warum wird ein solches
Detail des Versuches nicht benannt? Wie also wurde das jeweilige Licht auf die Platte gebracht? Hätte das Video
Tiefe gehabt, hätte ich nun nicht fragen müssen! Ich gehe mal davon aus, dass die Antwort schuldig geblieben
sein wird, wie schon öfter geschehen, wenn man nach Details fragt!
Hallo Kellerkind,
der Winkel spielt keine Rolle - oder sehen Sie in der Formel für den Photoeffekt einen Winkel? Ihren Vorwurf, ich würde keine Fragen in den Kommentaren beantworten, kann ich ebenfalls nicht nachvollziehen...
Josef M. Gaßner
@ Herrn Josef M. Gaßner: Die Frage wurde aber immer noch nicht beantwortet, wie genau wurde
das jeweilige Licht eingebracht? Einfach nur eingeschaltet, frei im Raum oder eben anders?
Nach einem Winkel hatte ich doch gar nicht gefragt, sondern nach der Art der Lichteinbringung!
Es gibt historisch verschiedene Vorgehensweisen. Soweit ich mich erinnere, hat man anfangs durch Bleiglas in den hermetischen Versuchsaufbau eingestrahlt.
Josef M. Gaßner
@ Herrn Josef M. Gaßner: Zitat: "Jetzt kommt der Moment, wo der Frosch ins Wasser springt!"
Besteht die Möglichkeit zwei weitere Experimente zu machen?
Experiment 1: Statt Licht mit Mikrowellen vorgehen, welche ja auch diverse Frequenzen haben.
Ziel: Eine weitere Bestätigung zum Ur-Experiment oder das Gegenteil dazu!
Experiment 2: Herausfinden, was passiert, wenn die Platte in der Mitte aufgestellt wird und
der Aufbau beidseitig gleich ist, mit Ausnahme, dass das Licht von der Vorderseite eingebracht
wird. Was passiert auf der anderen Seite? Jetzt das ganze Experiment einmal mit Licht und
einmal mit Mikrowellen durchführen.
Warum? Ich bin halt neugierig!
@ Nicht von Bedeutung: Dann muss man eine elektromagnetische Welle herstellen, die im selben
Terra-Hertz-Bereich liegt, wie blaues Licht. In Japan gibt es bereits einen Terra-Hertz-Transmitter,
der im Infrarot-Bereich arbeitet, vielleicht bekommt man auch einen Transmitter hin, der im Bereich
von blauem Licht arbeitet. Allerdings arbeitet der Japan-Transmitter mit "Strahlung"!
12:19 ....nö, dazu braucht es kein Teilchenbild (klar man KANN das mit dem Teilchenbild erklären, aber man muß das nicht).
Ihr müßt nur die Platte nicht als eine Summe von verklebten Einzellteilchen verstehen, die man einzeln treffen muß, um sie herauszulösen, sondern als ein ganzes, zusammengesetztes Wellenphänomen aus miteinander harmonisierenden untergeordneten Wellenphänomenen, die aber ein sich selbst stabilisierendes (Gesamt-)Wellenmuster bilden ... irgendwie sowas ähnliches wie ein Resonanzgebilde. Wenn dann eine weitere Welle darauf trifft und ihre Energie in Form ihres Schwingungsmusters auf dieses System überträgt, verliert dieses seinen vorherigen idealen Gleichgewichtszustand und spaltet nach einem kurzen Moment der Instabilität eine genau definierte Menge Energie als neue Welle ab, um wieder in den Zustand des selbststabilisierten Gleichgewichts zurückzugelangen.
Diese abgegebene Energiemenge interpretiert ihr dann als Elektron, weil sie sich wieder auf Basis ihrer Entstehung nur in solch eine Form bringen kann ... wir haben also nichts weiter als eine festgesetzte Menge von vordefinierten (erlaubten) Zuständen von Schwingungsmustern, die man mit Teilchennamen betitelt hat, die aber eigtl. nur Wellenphänomene sind. Teilchen sind total überflüssig dabei, man kann alles auf "Resonanzbasis" erklären.
Naja etwas konfus jetzt vielleicht, aber so ungefähr geht's theoretisch auch ohne Teilchen. ;)
18:40 - nun ich würde es nur so ausdrücken, das die Portionen darüber entscheiden ob etwas ausgelöst wird, dass ich in dieser Welt WAHRNEHMEN kann. Denn die Frage steht nah wie vor im Raum, WO bleibt die Energie des roten Lichts wenn es auf die Platte trifft? Sicher es löst setzt kein Schwingungsmuster mit einer Energiemenge frei, das sich als Elektron dann manifestiert, aber das bedeutet ja nciht, das gar nichts geschieht. Wir nehmen es evtl. nur nicht wahr.
Zur Info: Das Doppel-Spalt-Experiment wurde noch einmal gemacht. Diesmal in einem Kasten. Dieser Kasten
wurde erhitzt. Bei 600 °C gaben sich die Wellen geschlagen, so dass Teilchen eben Teilchen blieben. Alles
eine Frage der Manipulation. Hier hat man Temperatur als Manipulator verwandt.
Was ich bisher verstanden habe: Die Elektronen werden durch eine bestimmte Menge an Energie aus der Platte
geschlagen. Nur "blaues Licht" kann diese Energie (im Zusammenhang mit dem Frequenzbereich) aufbringen.
Nun aber kann eine Welle aus diesem Frequenzbereich auch über diese Energie verfügen, wie eventuell ein
Teilchen. Die Wissenschaftler wissen also nur, dass eine gewisse Menge an Energie ankommt, nicht aber,
ob die Ursache von einer Welle oder von einem Teilchen aus dem Frequenzbereich des "blauen Lichtes"
ausgeht.
Oder so: Gelbe-Licht-Welle = zu wenig Energie
Gelbes-Licht Teilchen = zu wenig Energie
Blaues-Licht Teilchen = richtige Energie Menge
Blaue-Licht-Welle = kann aber auch die richtige Energie-Menge haben
Empfangen an der Platte wird eine Energie, es kann aber nicht festgestellt werden, ob diese Energie
von einem Teilchen oder von einer Welle mitgebracht wurde.
Jeder Frequenzbereich im elektromagnetischen Spektrum hat einen eigenen Energie-Faktor,
wie kommt es dazu!. Wer oder was sorgt für den Unterschied im Spektrum-Verlauf?
Ein Photon, das keine Ausdehnung hat, trifft auf ein Elektron, das keine Ausdehnung hat. Klar das es sich hier um Teilchen handelt ... oder??
Hallo Physik,
ja, das was wir umgangssprachlich "Elementarteilchen" nennen, ist in der Welt des Allerkleinsten - so verrückt das klingen mag - vielleicht genau das... Eigentlich ist der Begriff "Elementarteilchen" makroskopisch völlig falsch, weil in unserer makroskopischen Welt eben Teilchen immer aus irgendwas zusammengesetzt sind...
Gruß Josef M. Gaßner
Was passiert, wenn mal zwei grüne Photonen gleichzeitig auf das gleiche Elektron treffen? Klar, ist unwahrscheinlich, aber theoretisch denkbar. Wenn ich 1000 Linsen gleichzeitig auf den Kürbis werfe, fällt der runter.
Hallo TNB1,
ja, theoretisch möglich. Jedes Photon trägt E = h * f.
In der Praxis wird das sogar bewusst erreicht - z.B. beim Auslesen der Spektrallinien von Anti-Wasserstoff in modifizierten Penningfallen. Hierzu habe ich schon mal ein Video erstellt...
Grüße Josef M. Gaßner