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Photonen
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Wallraff
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Anmeldungsdatum: 28.10.2006
Beiträge: 4

BeitragVerfasst am: 28 Okt 2006 - 16:42:55    Titel: Photonen

Ich habe in einem anderen Forum für mich unverständliche, beziehungsweise fragwürdige Aussagen über Photonen gelesen.

Folgende Sätze haben dies ausgelöst :

1. "( da sich ) das Licht mit c bewegt, verging für die Photonen selbst, laut RT, seit dem Urknall noch KEINE ZEIT!"

2. "Für sie ist das Universum nicht gealtert, wenn man so will."

3. "Photonen bewegen sich auch in Medien mit c, sie brauchen nur länger für den Weg. Photonen können sich nicht anders als mit c bewegen. "

Diese Aussagen erscheinen mir an dem Punkt fragwürdig, wo es so erscheint als wäre das Universum aus der Perspektive eines Photons unveränderlich.

Dies stünde aber wohl im Widerspruch zu der Annahme, dass sich Photonen mit endlicher Geschwindigkeit fortbewegen.

Ich bitte um Rückmeldung zu diesen Fragen.

Vielen Dank
Neoxim
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Anmeldungsdatum: 28.10.2006
Beiträge: 138

BeitragVerfasst am: 28 Okt 2006 - 17:37:56    Titel:

1) stimmt. Antwort: Zeitdilation http://de.wikipedia.org/wiki/Zeitdilation

2) stimmt. siehe 1)

3) stimmt, Photonen bewegen sich auch in Medien mit c. Photonen können sich nicht anders als mit c bewegen. Das der Weg länger ist, das weis ich nicht.
Hier ist die Erklärung aus Wikipedia:

Das Licht breitet sich umso langsamer aus, je größer die optische Dichte (bzw. Brechzahl, bzw. Dielektrizitätskonstante) des Mediums ist. Während die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum den Höchstwert von knapp 300.000 km/s besitzt, beträgt sie in Wasser rund 225.000 km/s. Bei sehr dichten optischen Gläsern liegt die Lichtgeschwindigkeit nur bei 160.000 km/s. Das bedeutet keinesfalls, dass die Photonen in einem optisch dichteren Medium (wie beispielsweise Wasser) auf 225.000.000 m/s abgebremst werden. Die Photonen treffen auf die Wasseratome und regen sie zum Schwingen an, wodurch nach einer sehr kurzen Zeitverzögerung die Atome ihrerseits wieder Photonen mit der gleichen Wellenlänge wie die eingestrahlten Photonen aussenden. Dadurch scheint es so, als würden sie sich mit einer geringeren Geschwindigkeit im optisch dichten Medium bewegen. Die Geschwindigkeit der Photonen beträgt immer, egal in welchem Medium, 299.792.458 m/s.
Wallraff
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Anmeldungsdatum: 28.10.2006
Beiträge: 4

BeitragVerfasst am: 28 Okt 2006 - 22:53:55    Titel:

Ich habe mit den Aussagen etwa folgendes Problem : Ein Photon braucht für die Entfernung eines Lichtjahres wie der Name andeutet etwa ein Jahr.

Während dieses Jahres, in dem ein Photon unterwegs wäre, etwa nach alpha Centauri, würde sich meiner Meinung nach einiges "abspielen". Damit würde für das Photon auch gewissermassen Zeit vergehen.

Die angegeben Formulierungen mögen einen physikalischen Sinn haben, dennoch : widersprechen sie nicht dieser einfachen Überlegung ?
ein Stein!
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Anmeldungsdatum: 12.11.2005
Beiträge: 2193

BeitragVerfasst am: 29 Okt 2006 - 10:08:05    Titel:

Wallraff hat folgendes geschrieben:
Ich habe mit den Aussagen etwa folgendes Problem : Ein Photon braucht für die Entfernung eines Lichtjahres wie der Name andeutet etwa ein Jahr.

...es braucht genau ein Jahr und zwar aus der Sicht eines ruhenden Beobachters (das ist wichtig!).

kennst du die Formel, mit der sich die Zeitdehnung berechnen lässt? wenn nicht: vergeht für einen ruhenden Beobachter die Zeit to, so vergeht für einen dem gegenüber sich mit v bewegenden Beobahter die Zeit
t=to/sqrt(1-v²/c²).
Für ein Photon sieht es so aus, als würde es elbst ruhen und alles andere bewege sich mit Lichtgeschwindigkeit. Würde für das Photon nun nur ein winziger Bruchteil einer sekunde vergehen, würde die selbe Zeitspanne aus unserer sicht undefinierbar (wenn man sich den grenzwert anschaut: unendlich lange)dauern.und umgekehrt: vergeht für uns eine endliche Zeitspanne von einem Jahr, so dauert dass für ein Photon unendlich kurz. (eigentlich undefinierbar kurz, aber das ist schon haarspalterei, wie ich finde) Smile

hoffe, das hat dir bisschen geholfen...
Wallraff
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Anmeldungsdatum: 28.10.2006
Beiträge: 4

BeitragVerfasst am: 29 Okt 2006 - 11:10:42    Titel:

ein Stein! hat folgendes geschrieben:

Für ein Photon sieht es so aus, als würde es elbst ruhen und alles andere bewege sich mit Lichtgeschwindigkeit.


Ich denke zwischen beiden Darstellungsweisen besteht kein wesentlicher Unterschied.

Wenn uns die Reise nach alpha Centauri jahrelang vorkommt und dem Photon sehr kurz, ändert dass nichts daran, dass auch aus der Perspektive des Photons verschiedene Raumbilder entstehen. Diese Raumbilder in einer wie auch immer kleinen Zeitabfolge begründen aber die Erfahrung von Zeit.

Wie diese Zeit im Rahmen der Relativitätstheorie zu definieren ist, weiss ich nicht. Mir geht es nur darum, ob für das Photon Zeit existiert, existieren muss, nicht existieren kann etc.

Meine Bedenken kann ich nicht physikalisch begründen, eher philosophisch ...
ein Stein!
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Anmeldungsdatum: 12.11.2005
Beiträge: 2193

BeitragVerfasst am: 29 Okt 2006 - 11:33:35    Titel:

Wallraff hat folgendes geschrieben:

Ich denke zwischen beiden Darstellungsweisen besteht kein wesentlicher Unterschied.

richtig Very Happy
Zitat:
ändert dass nichts daran, dass auch aus der Perspektive des Photons verschiedene Raumbilder entstehen.

ich weiß nicht, ob das so richtig ist... Confused wenn du dich mit lichtgeschwindigkeit bewegen könntest, würde alles um dich kerum wie eine total in sich verdrehte Spirale aussehen; ob du da überhaupt noch etwas wahrnehmen kannst, ist die Frage..

für ein Photon existiert keine Zeit,weil die Zeit für ein sich mit c bewegendes Objekt nicht definiert ist (wg teilen durch 0).Mehr kann ich dazu nicht sagen
the Frosch
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Anmeldungsdatum: 29.10.2006
Beiträge: 59
Wohnort: Obertshausen

BeitragVerfasst am: 29 Okt 2006 - 13:40:25    Titel:

Zitat:
Mir geht es nur darum, ob für das Photon Zeit existiert, existieren muss, nicht existieren kann etc.


Ich denke, das ist genau der Punkt! Unsere Vorstellung von Zeit, dass eine wohldefinierte Vegangenheit, Gegenwart und Zukunft mit einem eben in diese Richtung weisenden Zeitpfeil existiert, ist einfach zu subjektiv.
Ich meine, wir erfahren die Welt nun mal aus Sicht eines Menschen und nicht aus Sicht eines Photons, unsere Erfahrung sagt uns: Zeit hat eine Richtung und mit der Zeit verändert sich die Welt.

Es ist ganz offensichtlich äußerst schwer, sich vorzustellen, wie die Welt dann aus der "Sicht eines Photons" erscheinen müsste, da es für ein solches Objekt ja anscheinend überhaupt keine Veränderung geben dürfte.

Wenn man nun aber die Zeitdilatation zur Sprache bringt, und sagt, für das Photon vergeht keine Zeit, so müssen wir im selben Zusammenhang aber doch wohl auch die sog. Längenkontraktion beachten! Und diese besagt wiederum, dass für Objekte, deren Geschwindigkeit sich der Lichtgeschwindigkeit annähert, alle Längen "verkürzt" erscheinen. Bei Lichtgeschwindigkeit gehen die Längen also ebenfalls gegen Null!
Wenn aus unserer Sicht also das Photon keine Ausmaße haben kann, hat aus Sicht des Photons somit die gesamte Welt um es herum keine Ausmaße.

Das heißt also, aus Sicht des Photons: Nur es selbst existiert, und per definition vergeht auch keine Zeit.

Confused
Wallraff
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Anmeldungsdatum: 28.10.2006
Beiträge: 4

BeitragVerfasst am: 29 Okt 2006 - 16:46:27    Titel:

ein Stein! hat folgendes geschrieben:
Wallraff hat folgendes geschrieben:

Ich denke zwischen beiden Darstellungsweisen besteht kein wesentlicher Unterschied.

richtig Very Happy
Zitat:
ändert dass nichts daran, dass auch aus der Perspektive des Photons verschiedene Raumbilder entstehen.

ich weiß nicht, ob das so richtig ist... Confused wenn du dich mit lichtgeschwindigkeit bewegen könntest, würde alles um dich kerum wie eine total in sich verdrehte Spirale aussehen; ob du da überhaupt noch etwas wahrnehmen kannst, ist die Frage..

für ein Photon existiert keine Zeit,weil die Zeit für ein sich mit c bewegendes Objekt nicht definiert ist (wg teilen durch 0).Mehr kann ich dazu nicht sagen


Erstmal vielen Dank für die Antworten, auch den anderen !

Ich weiss auch nicht wie es wäre wenn. Natürlich haben Computersimulationen, in denen man ja problemlos eine Reise nach alpha Centauri mit Überlichtgeschwindigkeit quasi als Film generieren könnte, keine Beweiskraft.
In eine solche Richtung geht natürlich meine laienhafte Vorstellung.

Ob es eher wie eine Spirale aussehen würde, wissen wir aber wohl genauso wenig.

Das Photon, soweit habe ich mich inzwischen belesen, wird ja auch als Teilchen ohne Masse definiert. Diese Definitionen mögen ja auch sehr sinnvoll sein.

Dennoch, wie immer das Bild am jeweiligen Ort des Photons während seiner Bewegung aussieht, trotz seiner Lichtgeschwindigkeit kommen ihm ständig Photonen, zum Teil ja aus gewaltigen Entfernungen entgegen, so dass immer neue Bilder entstehen müssten, die die Bewegung des Photons und damit auch den Zeitablauf des Photons begründen würden.

Sehr gut finde ich den Hinweis auf unsere subjektiven Zeitvorstellungen, gibt es aber nicht einen quasi objektiven Standpunkt ?

Wenn Zeit für ein Photon so nicht definierbar ist, es aber doch Definitionsbedarf geben würde, gibt es diesbezüglich Überlegungen von Physikern ? Oder sind alle mit diesem für mich paradoxen Begriffsansatz zufrieden ?
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