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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 21468
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 TomS Verfasst am: 24. Jul 2021 14:28 Titel: |
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Warum ebene Wellen? Das ist zu restriktiv.
Willst du bestreiten, dass es im Allgemeinen tatsächlich Bereiche mit exakter Auslöschung gibt?
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Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago. |
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ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3563
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| ML Verfasst am: 24. Jul 2021 14:35 Titel: |
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Hallo Tom,
| TomS hat Folgendes geschrieben: | Warum ebene Wellen? Das ist zu restriktiv.
Willst du bestreiten, dass es im Allgemeinen tatsächlich Bereiche mit exakter Auslöschung gibt? |
die Ausgangsfrage war:
"Es hat sich in meinem Physik LK die Frage aufgetan, wo die Energie paralellenen Lichtes bleibt bei einer totalen Auslöschung? Hat jemand eine Ahnung? Es gibt keine Maximas und keine Minimas. Nur eine komplette Auslöschung."
Hier ist von parallelem Licht die Rede, das sich überall auslöscht. Ich war hier von einer ebenen Welle ausgegangen, da meiner Vorstellung nach jede andere Konfiguration dazu führt, dass Energie seitlich (in Bezug auf die optische Achse bzw. die Ausbreitungsrichtung) transportiert wird und man dann nicht mehr von "parallelem Licht" sprechen kann.
Aber die Frage ist andersherum auch spannend: Gibt es im Sinne der Maxwellgleichungen in einem endlichen Volumen eine komplette (nicht nur näherungsweise) Auslöschung zweier Lichtwellen, oder kann die komplette Auslöschung tatsächlich nur beispielsweise punktweise oder im Bereich einer endlichen Fläche auftreten?
Viele Grüße
Michael
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 21468
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| TomS Verfasst am: 24. Jul 2021 14:55 Titel: |
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Genau, letzteres ist die spannende Frage.
Man kann sicher eine Feldkonfiguration als Anfangsbedingung vorgeben, die innerhalb bestimmter Volumina exakt Null ist. Dann kann man in der Zeit vorwärts und rückwärts rechnen und erhält eindeutig eine frühere Anfangsbedingung, für die die Feldkonfiguration innerhalb kleinerer, eingeschlossener Volumina sogar über einen gewissen Zeitraum exakt verschwindet.
Alles das verletzt aber nicht den Energieerhaltungssatz.
Dieser wäre ohnehin nur verletzt, wenn sich über die Zeit etwas ändert, nicht jedoch, wenn sich zwei Feldkonfigurationen zur selben Zeit unterscheiden, also sicher nicht im stationären Fall.
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Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago. |
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index_razor
Anmeldungsdatum: 14.08.2014
Beiträge: 3259
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| index_razor Verfasst am: 24. Jul 2021 15:45 Titel: |
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| ML hat Folgendes geschrieben: |
Meines Erachtens ist dieses Paradoxon jedoch ein ganz typischer Vertreter der Art "Wenn ich von einem physikalisch nicht realisierbaren Ausgangszustand ausgehe, brauche ich mich nicht zu wundern, wenn es nach logischen Folgerungen zu Widersprüchen kommt". Problematisch an der Frage ist nämlich letztlich schon die Annahme einer ebenen Welle mit unendlicher Energie und Leistung.
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Problematisch ist doch allerdings schon die Annahme, daß man die Energien zweier interferierender Wellen einfach addieren dürfte. Das ist schon aus rein formalen Gründen falsch, unabhängig davon, ob solche Wellen physikalisch überhaupt realisierbar sind. Es ist eher so wie du weiter oben schreibst. Es verschwindet keine Energie, weil sie nie vorhanden war. (Bzw. wenn sie aus bestimmten Raumbereichen verschwindet, dann taucht sie in anderen Raumbereichen auf.)
Zuletzt bearbeitet von index_razor am 24. Jul 2021 15:56, insgesamt 2-mal bearbeitet |
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index_razor
Anmeldungsdatum: 14.08.2014
Beiträge: 3259
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| index_razor Verfasst am: 24. Jul 2021 15:49 Titel: |
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| ML hat Folgendes geschrieben: |
Aber die Frage ist andersherum auch spannend: Gibt es im Sinne der Maxwellgleichungen in einem endlichen Volumen eine komplette (nicht nur näherungsweise) Auslöschung zweier Lichtwellen, oder kann die komplette Auslöschung tatsächlich nur beispielsweise punktweise oder im Bereich einer endlichen Fläche auftreten?
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Ich finde die Frage gar nicht so leicht zu präzisieren. Angenommen wir haben zwei Lösungen  , die wir überlagern  . Was charakterisiert nun Bereiche destruktiver Interferenz von E,B? Sicher gibt es viele Beispiele mit E=B=0 in ausgedehnten Raumbereichen, nämlich überall dort, wo die Signalfronten noch nicht eingetroffen sind. Das allein ist sicher nicht ausreichend um von "destruktiver Interferenz" zu reden. Wie kann man überhaupt destruktive Interferenz für beliebige Signalformen definieren?
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 21468
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| TomS Verfasst am: 24. Jul 2021 16:34 Titel: |
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Ja, habe ich auch darüber nachgedacht; die trivialen Beispiele entsprechen sicher nicht unserem Verständnis von Interferenz.
Mein Vorschlag wäre,
- zwei räumlich lokalisierte Quellen
- davon ausgehend zwei Signale
- ein Bereich B innerhalb des gemeinsamen Vorwärtslichtkegels
- jedes der beiden Signale verschwindet nicht innerhalb von B
- die Superposition beider Signale verschwindet innerhalb von B
(die Dimension von B lasse ich bewusst offen)
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ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3563
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| ML Verfasst am: 24. Jul 2021 21:36 Titel: |
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Hallo,
vielleicht können wir die Überlegungen mit einem mechanischen Analogon beginnen. Wir betrachten eine schwingende Gitarrensaite (Bildquelle: Von Qef - Own work by uploader, based on design of bitmap image Image:Overtone.jpg, Gemeinfrei, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=4344186).
Die stehenden Wellen kann man als Überlagerung einer nach rechts und einer nach links laufenden Welle betrachten. In den Knoten ist die Auslenkung gleich null. Als naive Frage würde ich gerne stellen: Wie kommt die Energie über die Knoten hinweg, ohne dass im Bereich der Knoten Energie vorliegt? "Läuft" die Energie überhaupt darüber hinweg angesichts der Tatsache, dass die Energie der einzelnen Schwinger sich gar nicht ändert.
Im Bereich des Lichtes fällt mir als eine mögliche Anordnung das Laser-Doppler-Anemometer ein. Hier erzeugt man mit zwei Laserstrahlen ein Interferenzstreifensystem mit hellen und dunklen Bereichen in Ausbreitungsrichtung des Lichtes (Bildquelle: https://www.youtube.com/watch?v=WL-7-47zWCY).
Beide Strahlen sind in guter Näherung Gaußstrahlen mit näherungsweise parallelem Licht.
Jetzt betrachten wir einen der dunklen Streifen. Fließt die Energie dort drum herum oder durch? Sind die Zusammenhänge vergleichbar mit der Gitarrensaite?
Viele Grüße
Michael
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 21468
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| TomS Verfasst am: 24. Jul 2021 23:31 Titel: |
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Im Falle einer stehenden Welle läuft die Energie eben gerade nicht über die Knoten hinweg; du hast eine stationäre Situation.
Wir sind ja von der Frage ausgegangen, „wo die Energie hingeht“. Wenn du dir ein stationäres Interferenzmuster anschaust, dann „geht die Energie von den Bereichen der destruktiven Interferenz eben nirgendwo hin“.
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ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3563
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| ML Verfasst am: 25. Jul 2021 08:52 Titel: |
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Hallo,
| TomS hat Folgendes geschrieben: | | Im Falle einer stehenden Welle läuft die Energie eben gerade nicht über die Knoten hinweg; du hast eine stationäre Situation. |
Ja, genau. Aber bringt uns das nicht ein wenig näher zu der Frage, was bei totaler Auslöschung von Wellen passiert? Wenn ich mir die stehende Welle als Überlagerung von zwei einzelnen, in entgegengesetzte Richtungen laufende Wellen, vorstelle, dann wäre der Energietransport über die Knoten ja trotzdem vorhanden.
Im Bild der Überlagerung würde man über die Knoten sagen, dass von links nach rechts die gleiche Leistung transportiert wird wie von rechts nach links und daher netto kein Energietransport stattfindet.
Da der Knoten kein ausgedehntes Gebiet ist, ist sein Energieinhalt gleich null. Die Energie kann den Knoten insofern passieren, ohne jemals "drin" zu sein. Bei einem ausgedehnten Gebiet fehlt mir aber diese Anschauung. Da frage ich mich weiterhin, ob die Energie drumherum fließt oder durchgeht.
Viele Grüße
Michael
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Günther
Anmeldungsdatum: 23.11.2010
Beiträge: 428
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| Günther Verfasst am: 25. Jul 2021 09:39 Titel: |
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Anderes Szenario:
Wir erzeugen 2 ebene parallele Wasserwellen (2 parallele Bretter tauchen mit der entsprechenden Frequenz ein) so, dass die Wellen sich um pi phasenverschoben treffen.
Dann sollten sich, wenn ich es richtig sehe kinetische und potentielle Energie der beiden Wellen gerade "wegheben".
Mit anderen Worten, phasenrichtig addiert, ist die Energie der beiden Wellen Null und die Energieerhaltung gilt.
Wäre eine analoge Argumentation nicht auch mit elektromagnetischen Wellen möglich?
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 21468
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| TomS Verfasst am: 25. Jul 2021 10:11 Titel: |
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Das kannst du aber nicht mittels ebener Wellen verstehen, denn die sind unendlich ausgedehnt. Wenn in einem Bereich destruktive Interferenz vorliegt, dann überall, und das stellt kein Problem dar.
Du musst ein nicht-stationäres Szenario betrachten, also lokalisierte Wellenpakete, andernfalls hast du bereits per Konstruktion jedes Problem ausgeschlossen.
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index_razor
Anmeldungsdatum: 14.08.2014
Beiträge: 3259
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| index_razor Verfasst am: 25. Jul 2021 10:48 Titel: |
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| ML hat Folgendes geschrieben: |
Da der Knoten kein ausgedehntes Gebiet ist, ist sein Energieinhalt gleich null. Die Energie kann den Knoten insofern passieren, ohne jemals "drin" zu sein. Bei einem ausgedehnten Gebiet fehlt mir aber diese Anschauung. Da frage ich mich weiterhin, ob die Energie drumherum fließt oder durchgeht.
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Energietransport findet genau dort statt, wo der Poynting-Vektor ungleich null ist. Also nicht in oder durch die Raumbereiche, in denen keine Felder vorhanden sind.
Mir ist nicht ganz klar welche Fragen noch offen sind. Die Frage, wohin bei destruktiver Interferenz die Energie verschwindet, geht anscheinend davon aus, daß es möglich ist, die Energie des Gesamtsystems zu verringern, anstatt lediglich die Energie einzelner Raumbereiche, ohne daß die Differenz irgendwo anders auftaucht. Es wird allerdings nicht klar formuliert wie, d.h. durch welche zeitlich veränderliche Feldkonfiguration das bewerkstelligt werden soll, sondern einfach vorausgesetzt.
Die Energie, die in realen Prozessen aus den Bereichen destruktiver Interferenz verschwindet, wandert in die Bereiche konstruktiver Interferenz (oder wird eventuell von Ladungen aufgenommen) und verschwindet nicht aus dem Gesamtsystem. Wenn von der Situation ausgegangen wird, daß sich zwei ebene Wellen oder irgendwelche anderen komplizierten Feldkonfigurationen komplett auslöschen, dann ist zu keinem Zeitpunkt irgendwo Energie gewesen, die hätte verschwinden können. Das resultierende Feld verschwindet einfach zu jedem Zeitpunkt.
P.S. Ich glaube immer noch der ursprünglichen Frage liegt ein simpler Fehlschluß zugrunde: Ich habe eine Lösung mit Energie E1 und eine weitere Lösung mit Energie E2. Dann muß die Summe beider Lösungen die Energie E1 + E2 haben, ansonsten ist der Energieerhaltungssatz verletzt. Der Energieerhaltungssatz besagt aber nicht, daß die Energie der Summe gleich der Summe der Energien ist, sondern nur, daß die Energie der Summe (und jeder anderen Lösung) konstant ist.
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 21468
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| TomS Verfasst am: 25. Jul 2021 15:31 Titel: |
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| index_razor hat Folgendes geschrieben: | | Ich glaube immer noch der ursprünglichen Frage liegt ein simpler Fehlschluß zugrunde: Ich habe eine Lösung mit Energie E1 und eine weitere Lösung mit Energie E2. Dann muß die Summe beider Lösungen die Energie E1 + E2 haben, ansonsten ist der Energieerhaltungssatz verletzt. Der Energieerhaltungssatz besagt aber nicht, daß die Energie der Summe gleich der Summe der Energien ist, sondern nur, daß die Energie der Summe (und jeder anderen Lösung) konstant ist. |
Das ist wahrscheinlich ein Fehlschluss.
Der zweite könnte bei der Betrachtung stationärer Beispiele darin liegen, dass man meint, es verschwände etwas; tut es aber nicht, es war nie da, wie du richtig schreibst.
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Günther
Anmeldungsdatum: 23.11.2010
Beiträge: 428
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| Günther Verfasst am: 25. Jul 2021 16:51 Titel: |
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| TomS hat Folgendes geschrieben: |
Du musst ein nicht-stationäres Szenario betrachten, also lokalisierte Wellenpakete, andernfalls hast du bereits per Konstruktion jedes Problem ausgeschlossen. |
Ok, danke.
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Tim124
Gast
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| Tim124 Verfasst am: 07. Aug 2024 21:33 Titel: Welleninterferenz |
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Ich finde die Frage richtig: Monochromatisches Licht von zwei Lasern, linear polarisiert, gleiche Intensität, so angebracht, dass sie einen Phasenunterschied haben, bei denen sich der elektrische und magnetische Feldvektor durch Interferenz auslöschen. Wo bleibt die Energie?
Anscheinend kommt man ohne halbdurchlässige Spiegel nicht aus. Was nicht destruktiv interferiert, tritt an anderer Stelle stärker aus. Dann sind Photonen doch keine Antiteilchen von sich selbst.
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Kurt
Anmeldungsdatum: 20.06.2021
Beiträge: 899
Wohnort: Bayern
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| Kurt Verfasst am: 08. Aug 2024 09:46 Titel: Re: Welleninterferenz |
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| Tim124 hat Folgendes geschrieben: | Ich finde die Frage richtig: Monochromatisches Licht von zwei Lasern, linear polarisiert, gleiche Intensität, so angebracht, dass sie einen Phasenunterschied haben, bei denen sich der elektrische und magnetische Feldvektor durch Interferenz auslöschen. Wo bleibt die Energie?
Anscheinend kommt man ohne halbdurchlässige Spiegel nicht aus. Was nicht destruktiv interferiert, tritt an anderer Stelle stärker aus. Dann sind Photonen doch keine Antiteilchen von sich selbst. |
Energie ist ja nur eine Rechengrösse, die genannten Felder existieren sowieso nicht, Licht ist longitudinaler Druckausgleich im Medium.
"Wellen durchdringen sich schadlos".
Ordnet man Wellen einen Energiewert/Grösse zu so bleibt dieser erhalten und wird durch Überlagerung nicht beeinflusst.
Treffen diese Wellen auf Materie dann greift die Phaenlage der beiden Wellen zueinander.
Der Energiewert wird addiert und ergibt dann die Helligkeit.
Sind die beiden Energiegrössen (immer der Momentanzustand anhand der Phasenlagen zueinander am Ort der Überlagerung) unterschiedlich/gegenphasig kommt keine/geringe Helligkeit zustande weil die getroffene Materie nicht/nur schwach in Resonanz geht und darum nicht voll leuchtet.
Kurt
Photonen: reine Einbildung und Verlegenheitsgeschichte
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masterpie
Anmeldungsdatum: 13.11.2019
Beiträge: 432
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| masterpie Verfasst am: 08. Aug 2024 12:32 Titel: |
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Was ist Licht?
Als Licht oder auch "sichtbares Licht" wird der sichtbare Teil des elektromagnetischen Spektrums bezeichnet, das heißt der Wellenlängenbereich, der beim Menschen Hell- und Farbempfindungen hervorruft. Er liegt zwischen der UV -Strahlung und der Infrarot-Strahlung.
Wie entsteht das Licht?
Licht - Absorption, Reflexion, Brechung, Totalreflexion ...
Licht entsteht durch Verbrennungen aus chemischer Energie (Flamme), durch Umwandlung aus elektrischer Energie (Glühlampe) oder durch Umwandlungen von Atomkernen (Sterne). In der Sonne verschmelzen die Kerne von Wasserstoff-Atomen zu Helium-Kernen.
Für tiefer interessierte: https://www.seilnacht.com/Lexikon/Licht.htm
Photon ist: https://www.wikiwand.com/de/Photon
Jedes Photon transportiert eine Energie E.
Beispiel: Rotes Licht mit 620 nm Wellenlänge hat eine Photonenenergie von ca. 2 eV.
Gruß, Masterpie
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Wir denken zu viel und fühlen zu wenig. (Charlie Chaplin) |
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Seeker2000
Gast
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| Seeker2000 Verfasst am: 08. Aug 2024 13:27 Titel: |
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Ich fange im September die BOS Technik an und will mein Abitur mit LK Physik machen. Diese Diskussion hier finde ich höchst spannend.
Ich denke die moderne Physik macht sich zu viel Mühe um Begrifflichkeiten die sowieso ohne Mathematik nicht zu verstehen sind, weil nur die Mathematik die gründliche Zuordnung für eine Beachreibung liefern kann. Jeder Versuch physikalische Ereignisse mit Methoden der schwammigen menschlichen Sprache wiedergeben zu wollen, endet unweigerlich in ungewollter Komik und Schwurbelei.
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 21468
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| TomS Verfasst am: 08. Aug 2024 18:11 Titel: |
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| Seeker2000 hat Folgendes geschrieben: | | Ich fange im September die BOS Technik an und will mein Abitur mit LK Physik machen. Diese Diskussion hier finde ich höchst spannend. |
Viel Erfolg.
| Seeker2000 hat Folgendes geschrieben: | | Ich denke die moderne Physik macht sich zu viel Mühe um Begrifflichkeiten die sowieso ohne Mathematik nicht zu verstehen sind, weil nur die Mathematik die gründliche Zuordnung für eine Beachreibung liefern kann. Jeder Versuch physikalische Ereignisse mit Methoden der schwammigen menschlichen Sprache wiedergeben zu wollen, endet unweigerlich in ungewollter Komik und Schwurbelei. |
Das ist in Teilen sicher so, im Falle der Elektrodynamik aber nicht. Bei gewissen Dingen kommt man nicht ohne Sprache aus, auch Lehrbücher zur theoretischen Physik oder Mathematik beinhalten Text.
Hier dreht es sich darum, zunächst die Frage bzw. die Problemstellung zu präzisieren. Dass die richtigen Gleichungen dann die korrekte Antwort – also eine Gleichung – liefern, trifft natürlich zu, aber auch diese Antwort muss man erklären bzw. verstehen.
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 21468
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Kurt
Anmeldungsdatum: 20.06.2021
Beiträge: 899
Wohnort: Bayern
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| Kurt Verfasst am: 09. Aug 2024 12:54 Titel: |
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| Seeker2000 hat Folgendes geschrieben: | Ich fange im September die BOS Technik an und will mein Abitur mit LK Physik machen. Diese Diskussion hier finde ich höchst spannend.
Ich denke die moderne Physik macht sich zu viel Mühe um Begrifflichkeiten die sowieso ohne Mathematik nicht zu verstehen sind, weil nur die Mathematik die gründliche Zuordnung für eine Beachreibung liefern kann. Jeder Versuch physikalische Ereignisse mit Methoden der schwammigen menschlichen Sprache wiedergeben zu wollen, endet unweigerlich in ungewollter Komik und Schwurbelei. |
Also ich beziehe deine "Äusserungen" durchaus auf mich.
Allerdings frage ich mich wieso du Physik auf Mathematik beschränken aillst.
Ist es denn nicht so, dass die Mathematik erst dann zum Zuge kommen kann wenn die Abläufe und Umstände verstanden sind, oder meinst du das das egal ist.
Weiterhin frage ich mich was du erst äussern wirst wenn ich dir dieses hier vorsetze.
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Energie ist ja nur eine Rechengrösse, die genannten Felder existieren sowieso nicht, Licht ist longitudinaler Druckausgleich im Medium.
"Wellen durchdringen sich schadlos".
Ordnet man Wellen einen Energiewert/Grösse zu so bleibt dieser erhalten und wird durch Überlagerung nicht beeinflusst.
Treffen diese Wellen auf Materie dann greift die Phasenlage der beiden Wellen zueinander.
Der Energiewert wird vorzeichenbehaftet addiert und ergibt dann die Helligkeit.
Sind die beiden Energiegrössen (immer der Momentanzustand anhand der Phasenlagen zueinander am Ort der Überlagerung) unterschiedlich/gegenphasig kommt keine/geringe Helligkeit zustande weil die getroffene Materie nicht/nur schwach in Resonanz geht und darum nicht voll leuchtet.
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Kurt
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Seeker2000
Gast
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| Seeker2000 Verfasst am: 09. Aug 2024 13:06 Titel: |
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Hi danke für die ausführlichen Antworten.
Der verstorbene deutsche Diplomphysiker Burkhard Heim hatte ja versucht eine neue formelle Sprache in die Physik einzuführen. Wie das Metron das die kleinstmögliche geometrische Fläche beschreibt und dazu dient Elementarteilchen geometrische Qualitäten hinzuzufügen.
Leider blieben seine Arbeiten ohne Beachtung der Wissenschaftswelt weil sie wohl zu gewöhnungsbedürftig waren.
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 21468
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| TomS Verfasst am: 09. Aug 2024 15:44 Titel: |
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Ich versuche nochmal die Frage des Energietransportes zu klären. Außerdem betrachte das elektromagnetische Feld (da das Skalarfeld im FAQ an einer wesentlichen Stelle abweichende Ergebnisse produziert).
Dazu betrachte ich den erhaltenen Energie-Impuls-Trensor
Für beliebige konstante Vektoren K folgen daraus erhaltene Vektorströme
 K_\nu = 0)
Speziell für
liefert das den bekannten Poynting-Vektor
Destruktive Interferenz in einem Bereich U bedeutet nun
Liegt dies für einen Punkt, eine Linie oder auch Fläche vor, so kann zudem gelten
Damit folgt zwingend
Es findet kein Energiefluss durch diesen Bereich hindurch statt, das Problem ist stationär.
Ist dagegen
so auch
Der Bereich U der destruktiven Interferenz wandert.
Ausgehend von Poynting-Vektor kann ich hier keine Einschränkungen erkennen. Man muss wirklich den Weg über die elektromagnetischen Felder gehen.
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hmpf
Anmeldungsdatum: 07.10.2024
Beiträge: 191
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| hmpf Verfasst am: 08. Okt 2024 13:54 Titel: |
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| Naemi hat Folgendes geschrieben: | | Die Frage hatte wir auch einmal kurz in der Vorlesung. Der Prof meinte, die Energie würde zur Quelle zurückkehren (wir hatte Akustikwellen in einem geschlossenem Rohr) und dann dort wieder zur Verfügung stehen. Wie das jetzt aber beim Laser funktioniert, weiss ich auch nicht genau. |
Genauso!
Die Interferenz von mittels eines z.B. Michelson-Interferometer aufgespaltenen Lichtstrahls ist genau dann an einem der beiden Ausgänge konstruktiv, wenn sie am jeweils anderen Ausgang destruktiv ist.
Die beiden Ausgänge sind sowohl Quellen wie auch Senken.
Wenn also an einem Aus-/Eingang eine Lichtquelle steht und am anderen Aus-/Eingang ein Detektor, dann geht je nach Stellung des beweglichen Interferometer-Spiegels die destruktive Interferenz entweder auf den Detektor oder auf die Strahlungsquelle.
Wenn also der Detektor Auslöschung sieht, wirkt das Interferometer wie ein Spiegel und die volle Strahlungsleistung der Quelle geht auf die Quelle zurück.
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 21468
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| TomS Verfasst am: 08. Okt 2024 16:00 Titel: |
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| hmpf hat Folgendes geschrieben: | | Naemi hat Folgendes geschrieben: | | Die Frage hatte wir auch einmal kurz in der Vorlesung. Der Prof meinte, die Energie würde zur Quelle zurückkehren … |
Genauso! |
Nee.
Wir betrachten statt den idealisierten, unendlich ausgedehnten Wellenzügen und einem stationären Interferenzmuster zwei räumlich und zeitlich endliche Wellenpakete, die von einer Quelle plus Beamsplitter ausgehen und später für einen gewissen Zeitraum am Ziel zur Interferenz gebracht werden.
In dem Szenario läuft nichts zur Quelle zurück, also greift die Erklärung nicht.
Aber wie oben schon geschrieben, das Problem steckt einfach in der schlechten Formulierung der Fragestellung.
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hmpf
Anmeldungsdatum: 07.10.2024
Beiträge: 191
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| hmpf Verfasst am: 08. Okt 2024 16:52 Titel: |
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| TomS hat Folgendes geschrieben: | ...
Nee.
... |
Beim Michelson-Interferometer mit nur einem Strahlteiler strahlt die Energie bei entsprechendem Gangunterschied sehr wohl auf die Quelle zurück.
Beim Mach-Zehnder-Interferometer schwankt die Strahlungsintensität je nach produziertem Gangunterschied zwischen den beiden Ausgängen hin und her.
Wie auch immer man Interferenz erzeugt, die Strahlungsleistung verteilt sich nur anders, sie geht jedoch nie verloren.
Das war ja die Eingangsfrage im Jahre 2005.
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 21468
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| TomS Verfasst am: 08. Okt 2024 19:28 Titel: |
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| hmpf hat Folgendes geschrieben: | | TomS hat Folgendes geschrieben: | ...
Nee.
... |
Beim Michelson-Interferometer mit nur einem Strahlteiler strahlt die Energie bei entsprechendem Gangunterschied sehr wohl auf die Quelle zurück. |
Du meinst wegen der Reflexion?
Ja.
Nur erklärt diese Aussage nichts.
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hmpf
Anmeldungsdatum: 07.10.2024
Beiträge: 191
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| hmpf Verfasst am: 08. Okt 2024 19:50 Titel: |
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| TomS hat Folgendes geschrieben: | ...
Du meinst wegen der Reflexion?
Ja.
Nur erklärt diese Aussage nichts. |
Doch, sie beantwortet die Eingangsfrage:
„wo die Energie parallelenen Lichtes bleibt bei einer totalen Auslöschung?“.
Beim Michelson geht die Strahlung auf die Quelle zurück und beim Mach-Zehnder auf den zweiten Ausgang.
Verloren geht nichts.
Mehr war nicht gefragt.
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hmpf
Anmeldungsdatum: 07.10.2024
Beiträge: 191
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| hmpf Verfasst am: 12. Okt 2024 07:41 Titel: |
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Warum hier 19 Jahre lang niemand die Eingangsfrage beantworten konnte liegt wohl daran, dass in der Frage die Auslöschung zweier tatsächlich vorhandener Teilstrahlen suggeriert wird.
Tatsächlich ist der Begriff Auslöschung bei interferierenden Lichtstrahlen etwas irreführend.
Wie kann man denn 2 Lichtstrahlen miteinander interferieren lassen?
Sie müssen ja aus verschiedenen Richtungen kommen und mindestens einer von ihnen muss deshalb seine Richtung ändern.
Dies geschieht in einem Beam-Mixer, der genauso aufgebaut ist wie ein Beam-Splitter, nämlich als meist metallbedampfter halbdurchlässiger Spiegel.
Die Auslöschung findet nur in dieser halbdurchlässigen Schicht statt.
Bei entsprechendem Gangunterschied zwischen den beiden kohärenten Teilstrahlen, wird z.B. 100 % des von unten rechts kommenden Teilstrahls nach oben rechts reflektiert.
Gleichzeitig wird der von unten links kommende Teilstrahl zu 100 % nach oben rechts transmittiert.
D.h. die Auslöschung findet somit innerhalb der halbdurchlässigen Schicht durch Wechselwirkung mit dem jeweils anderen Teilstrahl statt.
Nach oben links wird bei dem eingestellten Gangunterschied keine Strahlung durchgelassen oder reflektiert.
Somit wird auch kein Licht nach oben links durchgelassen was sich dort etwa auslöschen könnte.
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 21468
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| TomS Verfasst am: 12. Okt 2024 07:52 Titel: |
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Ich denke, wir haben die Eingangsfrage präzisiert und beantwortet: der Energie-Impuls-Strom entspricht dem Poynting-Vektor; dieser ist erhalten. Du könntest ja deinerseits einen Vorschlag machen.
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hmpf
Anmeldungsdatum: 07.10.2024
Beiträge: 191
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| hmpf Verfasst am: 12. Okt 2024 08:52 Titel: |
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Ob ich von Teilstrahlen oder Flächenleistungsdichte oder eben Poynting-Vektor spreche macht ja wohl keinen physikalischen Unterschied.
Wie Interferenz von parallelen Lichtstrahlen überhaupt entstehen kann, wurde bisher hier nicht sonderlich berücksichtigt.
Insofern wurde die Eingangsfrage vor meiner Erklärung hier auch nicht beantwortet.
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 21468
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| TomS Verfasst am: 12. Okt 2024 11:37 Titel: |
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| hmpf hat Folgendes geschrieben: | | Ob ich von Teilstrahlen oder Flächenleistungsdichte oder eben Poynting-Vektor spreche macht ja wohl keinen physikalischen Unterschied. |
Dann verstehe ich nicht, was dir an den bisherigen Ausführungen fehlt.
| hmpf hat Folgendes geschrieben: | Wie Interferenz von parallelen Lichtstrahlen überhaupt entstehen kann, wurde bisher hier nicht sonderlich berücksichtigt.
Insofern wurde die Eingangsfrage vor meiner Erklärung hier auch nicht beantwortet. |
Die Aussagen mittels Poynting-Vektor sind allgemeingültig. Und die Eingangsfrage ist wohl das Ergebnis eines Missverständnisses, das man aufklärt, statt es zu ignorieren.
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Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago. |
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hmpf
Anmeldungsdatum: 07.10.2024
Beiträge: 191
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| hmpf Verfasst am: 12. Okt 2024 12:22 Titel: |
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| TomS hat Folgendes geschrieben: | ...
Die Aussagen mittels Poynting-Vektor sind allgemeingültig. Und die Eingangsfrage ist wohl das Ergebnis eines Missverständnisses, das man aufklärt, statt es zu ignorieren. |
Wo sehen Sie ein Missverständnis?
Die Frage lautet:
„… wo die Energie paralellenen Lichtes bleibt bei einer totalen Auslöschung?“
Meine Antwort war, dass die „Auslöschung“ in der halbdurchlässigen Schicht stattfindet und nicht im Raum dahinter.
Insofern löschen sich bei destruktiver Interferenz zwei Teilstrahlen nicht aus, sondern werden durch die Reaktion mit Materie und dem jeweils anderen Teilstrahl nur teilweise umgelenkt.
Ihre Darstellung mittels Poynting-Vektoren ist so allgemein, dass sie letztlich zu der konkreten Eingangsfrage gar nichts aussagt.
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 21468
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| TomS Verfasst am: 12. Okt 2024 14:49 Titel: |
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| hmpf hat Folgendes geschrieben: | Meine Antwort war, dass die „Auslöschung“ in der halbdurchlässigen Schicht stattfindet und nicht im Raum dahinter.
Insofern löschen sich bei destruktiver Interferenz zwei Teilstrahlen nicht aus, sondern werden durch die Reaktion mit Materie und dem jeweils anderen Teilstrahl nur teilweise umgelenkt. |
Wo steht in der Eingangsfrage, dass da irgend eine Materie wäre, oder irgendwelche Schichten?
| hmpf hat Folgendes geschrieben: | | Ihre Darstellung mittels Poynting-Vektoren ist so allgemein, dass sie letztlich zu der konkreten Eingangsfrage gar nichts aussagt. |
Sie ist zunächst mal allgemeingültig, nicht für einen Spezialfall, nach dem nicht gefragt war.
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hmpf
Anmeldungsdatum: 07.10.2024
Beiträge: 191
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| hmpf Verfasst am: 12. Okt 2024 14:58 Titel: |
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| TomS hat Folgendes geschrieben: | ...
Wo steht in der Eingangsfrage, dass da irgend eine Materie wäre, oder irgendwelche Schichten?
... |
Wie wollen Sie denn parallele Lichtstrahlen ohne Strahlteiler bzw. Strahlmixer zur Interferenz bringen, ohne dass diese lediglich nur ein Streifenmuster bilden?
Es ging dem damaligen Fragesteller ja um die totale Auslöschung paralleler Lichtstrahlen.
Das funktioniert nur mit Hilfe von Strahlmixern.
Allein die Herstellung zweier kohärenter also interferenzfähiger Lichtstrahlen erfordert schon einen Strahlteiler.
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 21468
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| TomS Verfasst am: 12. Okt 2024 15:57 Titel: |
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| hmpf hat Folgendes geschrieben: | | TomS hat Folgendes geschrieben: | ...
Wo steht in der Eingangsfrage, dass da irgend eine Materie wäre, oder irgendwelche Schichten?
... |
Wie wollen Sie denn parallele Lichtstrahlen ohne Strahlteiler bzw. Strahlmixer zur Interferenz bringen, ohne dass diese lediglich nur ein Streifenmuster bilden?
Es ging dem damaligen Fragesteller ja um die totale Auslöschung paralleler Lichtstrahlen.
Das funktioniert nur mit Hilfe von Strahlmixern.
Allein die Herstellung zweier kohärenter also interferenzfähiger Lichtstrahlen erfordert schon einen Strahlteiler. |
Das ist für die Fragestellung, wo bleibt die Energie bei destruktiver Interferenz völlig irrelevant.
Dazu muss ich nicht erklären, wie ich die Lichtstrahlen erzeuge, dass ich Strahlteiler und Spiegel verwende usw. Bei der Frage der Impulserhaltung im Falle eines Autounfalls beginnt die Erklärung auch nicht mit dem Ausparken.
Alles Relevante stand bereits im Thread – zugegebenermaßen etwas verstreut und nicht in einem Beitrag präzise zusammengefasst. Das könnte man verbessern und einen abschließenden, kompakten und präzisen Beitrag verfassen. Irrelevantes und schwammig formuliertes dazuzupacken, macht den Thread sicher nicht besser.
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hmpf
Anmeldungsdatum: 07.10.2024
Beiträge: 191
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| hmpf Verfasst am: 12. Okt 2024 16:11 Titel: |
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| TomS hat Folgendes geschrieben: | ...
Das ist für die Fragestellung, wo bleibt die Energie bei destruktiver Interferenz völlig irrelevant.
... |
Mit anderen Worten, Sie haben die Fragestellung nach 15 Jahren immer noch nicht verstanden.
Die Frage lautet ja nachprüfbar im Gegensatz zu Ihrer Behauptung:
„… wo die Energie paralellenen Lichtes bleibt bei einer totalen Auslöschung?“
Ich entwickelte seit 1978 FTIR-Spektrometer.
Mit Interferenzen sollte ich mich also auskennen.
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 21468
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| TomS Verfasst am: 12. Okt 2024 16:17 Titel: |
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Umso schlimmer, wenn dann in den Beiträgen nix gescheites dabei rauskommt.
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hmpf
Anmeldungsdatum: 07.10.2024
Beiträge: 191
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| hmpf Verfasst am: 12. Okt 2024 16:31 Titel: |
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| TomS hat Folgendes geschrieben: | | Umso schlimmer, wenn dann in den Beiträgen nix gescheites dabei rauskommt. |
Mit nix Gescheites meinen Sie wohl für Sie nichts Verständliches.
Ich habe klar gemacht, dass es keine Möglichkeit gibt, zwei parallele Lichtstrahlen zur Auslöschung zu bringen, ohne einen Strahlmixer zu verwenden.
Nennen Sie allen hier eine andere Möglichkeit.
Theoretisch würden sich zwei um 180 ° phasenmäßig verschobene parallele Lichtstrahlen gegenseitig auslöschen.
Allerdings bekommt man so etwas in der Praxis nicht einmal per Strahlmixer bewerkstelligt.
Dort wo sich die Lichtstrahlen theoretisch auslöschen würden, wird vom Strahlmixer einfach nichts hin gestrahlt.
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jh8979
Moderator
Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8762
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| jh8979 Verfasst am: 12. Okt 2024 16:49 Titel: |
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| hmpf hat Folgendes geschrieben: |
Dort wo sich die Lichtstrahlen theoretisch auslöschen würden, wird vom Strahlmixer einfach nichts hin gestrahlt. |
Ähh.. ja.. ok.. reicht dann auch mal hier...
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