Leere des Raumes, EM und Photonen

22/10/2010 - 12:02 von Jon J Panury | Report spam
Ich habe gelernt, der freie Weltraum sei Vakuum, also ein extrem
gasverdünnter Raum. Ordentliches Vakuum hat nicht mehr als eine
handvoll Gasmoleküle pro m³.
Der Raum ist also leer. Leer von Gas. Nehmen wir auch mal an, der Raum
sei auch nicht anderweitig "verschmutzt" durch Materiestaub o.à..

Wie nennt der Physiker solchen Raum, der zwar frei von allen Atomen
und Molkülen ist, aber eben ja nicht leer im engeren Sinne. Denn
schließlich wird ja dieser Raum durchströmt von Photonen, - und wenn
nicht Photonen, dann von EM Wellen, und diese Wellen müssen ja Wellen
*auf* bzw. *in* _etwas_ sein.

Ich weiß, dass EM Wellen nicht wie Schall- oder irgendwelche anderen
Longitudinalwellen sind, die ja nichts Materielles, kein Strom von
irgendwas sind, sondern nur ein zeitlich geordnetes Zittern von
Molekülen um eine Ruhelage, wobei die mehr oder weniger straffe
Kopplung jedes Moleküls mit seinen Nachbarn für die "Bewegung" (oder
"Ausbreitung") sorgt.

Und warum kommen sich die vielen Photonen bzw. Wellen, die aus allen
Raumrichtungen den Raum durcheilen, nicht in die Quere? Oder tun sie
das? Interferenzen? Kollisionen?

Gibt es Text, Buch zu diesem Thema?
Meine kosmologischen Sachbücher scheinen immer vorauszusetzen, das das
klar sei: Ein bisschen was zu "Dualitàt Welle - Teilchen", und das
war's dann.
Oder ist das der eigentliche "Einstieg" in die Quantentheorie?
 

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#1 Gregor Scholten
22/10/2010 - 13:03 | Warnen spam
On 22 Okt., 12:02, Jon J Panury wrote:
Ich habe gelernt, der freie Weltraum sei Vakuum, also ein extrem
gasverdünnter Raum. Ordentliches Vakuum hat nicht mehr als eine
handvoll Gasmoleküle pro m³.
Der Raum ist also leer. Leer von Gas. Nehmen wir auch mal an, der Raum
sei auch nicht anderweitig "verschmutzt" durch Materiestaub o.à..

Wie nennt der Physiker solchen Raum, der zwar frei von allen Atomen
und Molkülen ist, aber eben ja nicht leer im engeren Sinne.



da gibt's keinen speziellen Namen für. Man sagt einfach Vakuum.


Denn
schließlich wird ja dieser Raum durchströmt von Photonen, - und wenn
nicht Photonen, dann von EM Wellen, und diese Wellen müssen ja Wellen
*auf* bzw. *in* _etwas_ sein.

Ich weiß, dass EM Wellen nicht wie Schall- oder irgendwelche anderen
Longitudinalwellen sind, die ja nichts Materielles, kein Strom von
irgendwas sind, sondern nur ein zeitlich geordnetes Zittern von
Molekülen um eine Ruhelage, wobei die mehr oder weniger straffe
Kopplung jedes Moleküls mit seinen Nachbarn für die "Bewegung" (oder
"Ausbreitung") sorgt.



das kannst du gar nicht wissen, da es gar nicht stimmt. Wellen, bei
denen Moleküle oder andere Teilchen um ihre Ruheposition schwingen,
sind keine EM-Wellen, sondern mechanische Wellen, für gewöhnlich
Schallwellen genannt. Deswegen können sich solche Wellen auch nicht im
Vakuum, wo keine Teilchen vorhanden sind, ausbreiten, im Unterschied
zu EM-Wellen, die das können.

Bei EM-Wellen schwingt die Feldstàrke des elektrischen und
magnetischen Feldes. Und weil das elektromagnetische Feld auch im
Vakuum, in Abwesenheit von Materieteilchen, existent ist, können sich
EM-Wellen auch im Vakuum fortpflanzen.


Und warum kommen sich die vielen Photonen bzw. Wellen, die aus allen
Raumrichtungen den Raum durcheilen, nicht in die Quere?



das elektromagnetische Feld gehorcht den Maxwell-Gleichungen, die
lineare Differentialgleichungen sind. Aufgrund deren Linearitàt
gehorchen die möglichen Feldkonfigurationen dem Superpositionsprinzip:
wenn zwei Feldkonfigurationen Lösungen der Maxwell-Gleichungen sind,
ist auch jede Linearkombination beider Konfigurationen eine Lösung.
Deswegen können sich zwei EM-Wellen überlagern, ohne sich gegenseitig
zu beeinflussen.


Oder tun sie
das? Interferenzen? Kollisionen?



eine Interferenz ist keine Interaktion. Die Feldstàrke ist da einfach
die Summe der Feldstàrken von jeder Einzelwelle. Die beiden
Einzelwellen bleiben davon unbeeinflusst.


Gibt es Text, Buch zu diesem Thema?



jede Menge. Der Klassiker zur klassischen Elektrodynamik ist der
Jackson.


Meine kosmologischen Sachbücher scheinen immer vorauszusetzen, das das
klar sei: Ein bisschen was zu "Dualitàt Welle - Teilchen", und das
war's dann.
Oder ist das der eigentliche "Einstieg" in die Quantentheorie?



bei deinem Kenntnisstand solltest du dir erstmal die klassische
Elektrodynamik zu gemüte führen, bevor du dich an die Quantentheorie
heranwagst. Da wàrest du für's erste gut mit beschàftigt.

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