Photonen und Linse | Astronomie.de - Der Treffpunkt für Astronomie

Photonen und Linse

Demokrat

Aktives Mitglied
Weil ich mir das gerade wieder mal reingezogen habe... kennen sicher viele Kollegen hier, aber wahrscheinlich nicht alle:


Nicht, dass man auf Anhieb alles versteht und völlig logisch findet, aber es ist für mich eine spannende Ergänzung zum "normalen Verständnis" von Licht. Dass ich Licht nie wirklich verstehen werde, ist mir mittlerweile klar, trotzdem ist mir manchmal die hochgescheite wissenschaftliche Herangehensweise zum Verständnis lieber, als die allzu einfache nach dem Motto "is halt so".

Ich neige dazu, alles, das bloß "halt so ist" erst mal nicht wirklich gern zu glauben. Aus Prinzip. Weil es nicht befriedigt. Und ich verstehe manches auch nicht besser, nur weil etwas einfacher dargestellt ist. Insofern ist mir meistens eine einfache Erklärung zu einfach und eine hochphysikalische zu kompliziert, aber das Komplizierte ist oft faszinierender und enthält mehr Antworten auf das "warum ist das so". :D

Wer es nicht kannte: viel Spaß. :coffee:

lg
Niki
 

P_E_T_E_R

Mitglied
Das ist ja absolut grauenvoll, wenn der Gaßner da Pirouetten auf die Tafel malt und dabei beschwörend mit den Augen rollt. Dabei raunt er dem torkelden Stift etwas von einer komplexen Phase zu und suggeriert nebenbei, dass nur auf diese Weise ein "echtes" feldtheoretischen Verständnis à la Feynman vermittelt werden kann.

Und wenn er zum Ende seiner Ausführungen ausruft: "Ich hoffe, damit ist es nun ganz klar geworden", sollte ihm das gequälte Publikum bescheinigen: "Nein, Herr Gaßner, damit ist überhaupt nichts klar geworden."

Im Gegenteil, wenn da vorher ein gesundes Verständnis von Lichtbeugung und Brechung vorlag, dann wird es durch diesen konfusen Vortrag nur beschädigt. Offensichtlich versucht er, diese Effekte ganz ohne wellenoptische Betrachtungen zu erklären. Mit rollenden Augen alleine wird das aber nicht gelingen.
 

47Tau

Mitglied
@Peter
da ich dir einen guten Überblick über die Medien zu dem Thema zutraue und mich selbiges durchaus interessiert: hast du einen aus deiner Warte guten Tipp, unerheblich ob Video oder (bevorzugt) schriftlich fixiert?
 

Demokrat

Aktives Mitglied
Das ist ja absolut grauenvoll, wenn der Gaßner da Pirouetten auf die Tafel malt und dabei beschwörend mit den Augen rollt.
Ich denke, genau so funktioniert offenbar der Wissenschaftsbetrieb. :cool:
Der eine macht sein Ding, der andere findet es grundfalsch und grauenhaft.
Gab es den Urknall?
Klar. :y:
Nie. :n:

Nun finde als Außenstehender die Wahrheit... offenbar gibt es da - in der ach so exakten Wissenschaft - genauso mehrere Denkrichtungen. Also gibt es auch mehrere Wahrheiten?

Oder gibt es nur bessere und schlechtere Erklärungen? Und damit meine ich: volksnah. Sonst müsste man Physik studieren. Und am Besten auch gleich Mathematik... was die meisten eben nicht als Lebensinhalt haben, aber durchaus interessiert sind, sich ein Bild von der Welt zu machen.

lg
Niki
 

JonasK.

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Nun finde als Außenstehender die Wahrheit... offenbar gibt es da - in der ach so exakten Wissenschaft - genauso mehrere Denkrichtungen. Also gibt es auch mehrere Wahrheiten?

Die Wissenschaft ist ja aber explizit nicht auf der Suche nach der Wahrheit. Es geht ja darum Beobachtung und Theorie in Einklang zu bringen. Die Theorie ist dann gut, wenn mit ihr gemachte Vorhersagen dann auch so eintreten. Die Theorie ist je nachdem was man sich anschaut halt sehr komplex und kann allein über Worte oder Bildchen nicht dargestellt werden. Wenn jetzt die Theorie allgemeinverständlich erklärt werden sollen, muss dem Nicht Fachpublikum zwangsweise eine stark verkürzte Version aufgetischt werden. Dadurch schleichen sich Ungenauigkeiten ein, die dem Zuhörer als verschiedene Wahrheiten erscheinen mögen.

Klar die QED ist interessant, aber für uns als Hobbyastronomen reichen die klassischen Betrachtungsweise von Photonen doch aus :)

Gruß Jonas
 

Demokrat

Aktives Mitglied
aber für uns als Hobbyastronomen reichen die klassischen Betrachtungsweise von Photonen doch aus :)
Das sollte ich meinen... aber offenbar bin ich nicht in der Lage, ein mich zufriedenstellendes Verständnis von Licht zu entwickeln. Natürlich liegt das daran, dass ich die "lange" Version nicht kapiere und die "kurze" nicht "richtig" (vollständig) genug sein kann. Mit Schul-Physik komme ich jedenfalls nicht recht weiter. Da macht mich schon die "Wellenfront" verrückt. Wenn ich das Photon und seine Emission also nicht richtig verstehe, dann verstehe ich auch die Verzerrung einer Wellenfront nicht (die Mechanismen der Verzerrung an sich aber natürlich schon, Dichte, Temperatur, Thermik, etc.).

Ich kann eine Photon nicht als Kugelwelle begreifen, wenn man andererseits immer so nette Strahlen zeichnet, die in ein Teleskop fallen, um den Strahlengang (geometrische Optik) zu erläutern. Sehe ich eine Kugelwelle / Wellenfront, dann stellt sich die Idee von radial auseinanderfliegenden Photonen ein, die zufällig an einer Kugelschale dieselbe Amplitude (Wellenberg) aufweisen. Da ich das offenbar nie vernünftig gelernt habe, verstehe ich die Schaubilder zwar nebeneinander und für sich allein genommen, aber nicht in Übereinstimmung als Darstellung desselben Sachverhalts. :coffee:

lg
Niki
 

RoRo

Mitglied
"Dabei raunt er dem torkelden Stift etwas von einer komplexen Phase zu..... "

hatte das so verstanden das es in den Videos zuvor behandelt wird, was ist mit dem torkelt Stift gemeint ?
 

JonasK.

Mitglied
Ja das ist ein bisschen die Perversität des Welle-Teilchen-Dualismus :D.
Vllt. Hilft dass:
Sieh die Welle als Wahrscheinlichkeit für das Auftauchen des "festen" Teilchen an.

Nehmen wir eine punktquelle von der immer nur ein einzelnes Photon abgestrahlt wird. Man hat einen Detektor mit dem die Position des photons messen kann. Wenn man misst, findet man das Photon irgendwo passend zur Wahrscheinlichkeitsverteilung also der Welle. Wenn die Messung mit sehr vielen Photonen wiederholt wird, dann wird das zusammenaddierte Bild über alle Photonen Positionen dann das Wellenmuster zeigen.
Das gleich gilt übrigens auch für Atome.
Der Punkt ist das Photon ist Teilchen und Welle gleichzeitig, dass ist erstmal gegen die menschliche Intuition :D

OK meine Beschreibung ist auch nicht ganz vollständig :D

Gruß Jonas
 
Zuletzt bearbeitet:

Demokrat

Aktives Mitglied
Nehmen wir eine punktquelle von der immer nur ein einzelnes Photon abgestrahlt wird.
Danke für Deine Ausführung! Mein Problem ist: beziehen sich alle Darstellungen, bei denen eine Wellenfront in ein Teleskop fällt, auf die Idee, diese Welle sei ein Graph für die Wahrscheinlichkeit des Aufenthaltsortes für EIN Photon?

Ein Teleskop sammelt LICHT. Und das sind VIELE Photonen. Und die sind weder alle gleichfarbig, noch phasengleich, noch werden sie alle zum selben Zeitpunkt von einem Punkt eines Sterns oder einer Planetenoberfläche emittiert. Stelle ich mir das als das Lichtsammeln vor, dann hab ich hier Milliarden von Wellenfronten, nicht diesen Schnappschuss EINES Photons, den all die Bildchen offenbar darstellen. Oder sehe ich das falsch?

Dann gibt es die Idee, Licht werde in Wellenzügen emittiert, die verschiednen Polarisationsarten mal weggelassen... :oops: in Summe viele Parameter(modelle) die man nach der Betrachtung der einzelnen Eigenschaften und Funktionen zu einem Gesamtbild zusammenfügen muss...

lg
Niki
 

JonasK.

Mitglied
Wahrscheinlichkeit des Aufenthaltsortes für EIN Photon?

Jap genau, aber in dem Moment wo wir beobachten bricht die Welle zusammen und das einzelne Photon verhält sich wie ein festes Teilchen.

Stelle ich mir das als das Lichtsammeln vor, dann hab ich hier Milliarden von Wellenfronten, nicht diesen Schnappschuss EINES Photons, den all die Bildchen offenbar darstellen. Oder sehe ich das falsch?
Exakt! Das resultierende Bild, spiegelt dann die Wahrscheinlichkeitsverteilungen der einzelnen wellen/Teilchen wieder, da wenn wir lange genug sammeln alle möglichen Varianten auch eintreffen.

Vllt noch ein Beispiel mit einem Teleskop.
Stellen wir uns ein MAK oder SC vor, dass am Künstlichen Stern ein schönes Beugungsscheibchen zeigt.
Jetzt drehen wir den Stern so weit runter, dass nur noch alle Minute ein Photon rauskommt. Am Teleskop haben wir einen superempfindlichen CCD sensor. Was wäre das Messresultat? Der sensor würde einmal die Minute irgendwo im Bereich des Beugungsscheibchen ein Signal an genau einem Pixel messen, weil dort das Photon mit dem Halbleiter wechselwirkt. Wo genau das passiert wissen wir vorher nicht, weil das Photon vorher als Welle mit der Korrekturplatte etc gewechselwirkt hat.
Schicken wir jetzt weitere einzelne Photonen durch das Teleskop, wird sich jedes wie eine Welle verhalten und erst am Senor sein Teilchencharakter zeigen und einen Pixel "aktivieren". Warten wir jetzt lange genug und addieren alles einzelmesspunkte, dann kommen wir beim Beugungsscheibchen an :) .
Sprich das einzelphoton kann nur als Teilchen detektiert werden, verhält sich davor aber wie eine Welle. Erst über die Messung vieler Photonen kann die zugrundeliegende Verteilung ermittelt werden.
Da wir im Teleskop das Licht sammeln tritt dort immer der wellencharakter auf :)

Gruß Jonas
 
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