Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Warum sind hochfrequente Schingungen energiereicher?


von Aalkuchen. (Gast)


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Hallo Leute

Ich weiss dass z.b. ultraviolettes Licht Energiereicher ist als 
infrarotes Licht. Bei hochfrequentem Licht ist ja das Verhältnis von 
Wellenberg und Wellental gleich wie bei niedrigfrequentem Licht. Aber 
warum hat nun ultraviolettes Licht mehr Energie? Oder mache ich da einen 
Überlegungsfehler?



Gruss

von Klaus R. (klara)


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Aalkuchen. schrieb:
> Bei hochfrequentem Licht ist ja das Verhältnis von
> Wellenberg und Wellental gleich wie bei niedrigfrequentem Licht. Aber
> warum hat nun ultraviolettes Licht mehr Energie?

Stell Dir einen Generator vor der für 50 Hz Wechselstrom eine bestimmte 
Drehzahl hat. Jetzt erhöhen wir die Drehzahl. Damit erhöht sich auch die 
Leistung. Es ist wie bei den Formel 1 Rennwagen. Nicht umsonst drehen 
die bis an die 20000 Touren/min..
Gruss Klaus.

von Rainer Z. (razi)


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Aalkuchen. schrieb:

> Ich weiss dass z.b. ultraviolettes Licht Energiereicher
> ist als infrarotes Licht.

Hmm. Jein...

> Bei hochfrequentem Licht ist ja das Verhältnis von
> Wellenberg und Wellental gleich wie bei niedrigfrequentem
> Licht. Aber warum hat nun ultraviolettes Licht mehr
> Energie?

Ist es wirklich denkbar, dass Du zwar von infrarotem
und untraviolettem Licht gehört hast, aber noch nie
von der --> Quantentheorie und dem --> Planck'schen
Wirkungsquantum?

von stefan us (Gast)


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Energie = Masse x Beschleunigung
Schnelle Schwingung = starke Beschleunigung

Oder für Kinder verständlich:

Langsam schaukeln benötigt wenig Kraft
Schnell schaukeln benötigt viel Kraft

von Sparfuchs (Gast)


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stefan us schrieb:
> Langsam schaukeln benötigt wenig Kraft
> Schnell schaukeln benötigt viel Kraft

Endlich hab ich's auch kapiert!

von Luther B. (luther-blissett)


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Du hältst deine Hand ins Wasser und machst Wellen. Wenn du die Hand 
langsam bewegst, dann bekommst du lange Wellen. Bewegst du die Hand 
schnell bekommst du kurze Wellen. Die Hand schnell zu bewegen kostet 
aber mehr Kraft als langsam.

von stefan us (Gast)


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Manchmal kann man auch als Laie verständliche Erklärungen dazu finden, 
wie diese: 
http://www.uni-oldenburg.de/physik/studium-lehre/physik-studieren-in-oldenburg/was-sie-schon-immer/wie-schwer-ist-licht/

von Harald W. (wilhelms)


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Aalkuchen. schrieb:

> Bei hochfrequentem Licht ist ja das Verhältnis von
> Wellenberg und Wellental gleich wie bei niedrigfrequentem Licht.

Es gibt mehr Wellenberge pro Zeiteinheit.

von Dennis S. (eltio)


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stefan us schrieb:
> Energie = Masse x Beschleunigung
Hmmm... bei allen anderen Menschen:

bei dir

kleiner Tip "für Kinder verständlich":

von Udo S. (urschmitt)


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Ergibt sich über das Plancksche Wirkungsquantum zusammen mit der 
Beziehung
f = c/v (v = Wellenlänge)
Siehe
http://de.wikipedia.org/wiki/Plancksches_Wirkungsquantum
Und das ist wenn ichs noch richtig weiss fundamental, also nicht weiter 
herleitbar.

von Aalkuchen. (Gast)


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>Ist es wirklich denkbar, dass Du zwar von infrarotem
>und untraviolettem Licht gehört hast, aber noch nie
>von der --> Quantentheorie und dem --> Planck'schen
>Wirkungsquantum?

Ja genau dies habe ich gesucht. Hatte so was vor langer Zeit nur im 
Ansatz.
Danach müsste glühender Stahl soviel ich weiss Röntgenstrahlung abgeben.
Die Strahlungsmenge wird aber diskontinuierlich abgeben und somit ist 
die Strahlung auch sichtbar.

von Rainer Z. (razi)


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Luther Blissett schrieb:
> Du hältst deine Hand ins Wasser und machst Wellen. Wenn
> du die Hand langsam bewegst, dann bekommst du lange Wellen.
> Bewegst du die Hand schnell bekommst du kurze Wellen. Die
> Hand schnell zu bewegen kostet aber mehr Kraft als langsam.

Ach so.

Und weil schnelle Wellen mehr Kraft haben als langsame,
dringen die hohen Töne mühelos durch Türen, Fenster und
Wände, während das niederfrequente "Ummz-Ummz" sofort
verschluckt wird. Alles klar.

Leute, es tut mir sehr leid, dass ich das Planck'sche
Wirkungsquantum erwähnt habe. Ich wusste ja nicht, dass
das ein Verarschungs-Thread werden sollte.

von Udo S. (urschmitt)


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Aalkuchen. schrieb:
> Danach müsste glühender Stahl soviel ich weiss Röntgenstrahlung abgeben.

Wie kommst du darauf?
Das rechne doch bitte mal vor :-)

von Aalkuchen. (Gast)


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>Wie kommst du darauf?
>Das rechne doch bitte mal vor :-)

Vielleicht reicht ein Film? (Bei 03:15)

http://www.youtube.com/watch?v=L9q3EhMtLDs

von Aalkuchen. (Gast)


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Nachtrag.
OK wollte Ultraviolett und nicht Röntgenstahlung schreiben.

von Rainer Z. (razi)


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Aalkuchen. schrieb:
>>Wie kommst du darauf?
>>Das rechne doch bitte mal vor :-)
>
> Vielleicht reicht ein Film? (Bei 03:15)
>
> http://www.youtube.com/watch?v=L9q3EhMtLDs

???

Was wird das jetzt?
Willst Du Werbung für Dein Video machen?
Oder hast Du eine Frage bzw. ein Verständnisproblem?

von Udo S. (urschmitt)


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Aalkuchen. schrieb:
> Vielleicht reicht ein Film? (Bei 03:15)

Man sollte auch im Ansatz verstehen was man postet. Die klassischen 
Gleichungen für einen Schwarzkörperstrahler stimmten nicht für hohe bis 
sehr hohe Temperaturen (Siehe 
http://de.wikipedia.org/wiki/Ultraviolett-Katastrophe).
Das war ja der Auslöser für Plancks Arbeit und das Finden des 
planckschen Wirkungsquantums.
Das komplett zu durschschauen ist aber harte Kost, in die ich mich auch 
erst wieder einlesen müsste.

Viel Spass dabei ich empfehle dir dazu:
http://de.wikipedia.org/wiki/Schwarzer_K%C3%B6rper
vor allem die weiterführenden Links und Quellen

von (prx) A. K. (prx)


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stefan us schrieb:
> Langsam schaukeln benötigt wenig Kraft
> Schnell schaukeln benötigt viel Kraft

Angesichts der Tatsache, dass es sich dabei um ein klassisches Pendel 
handelt, würde ich den Zusammenhang zwischen eingesetzter Kraft und 
Schaukelfrequenz nicht unbedingt als gutes Beispiel betrachten. :-)

: Bearbeitet durch User
von Udo S. (urschmitt)


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A. K. schrieb:
> Angesichts der Tatsache, dass es sich dabei um ein klassisches Pendel
> handelt, würde ich den Zusammenhang zwischen eingesetzter Kraft und
> Schaukelfrequenz nicht unbedingt als gutes Beispiel betrachten. :-)

ROFL, hatte ich gar nicht bemerkt.
ich würde gerne sehen wie stefan langsamer oder schneller schaukelt.
:-)

von (prx) A. K. (prx)


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Udo Schmitt schrieb:
> ich würde gerne sehen wie stefan langsamer oder schneller schaukelt.

Doch, das geht schon. Je mehr er sich ins Zeug legt, desto grösser wird 
der Auslenkungswinkel und desto geringer die Schaukelfrequenz. Siehe 
https://de.wikipedia.org/wiki/Mathematisches_Pendel#Exakte_L.C3.B6sung

Wobei dabei allerdings eine dynamische Schwerpunktsverlagerung durch die 
Bewegung seines Körpers ausser Acht gelassen wird. Wer kann, der mag das 
mal berechnen, es ist aber auch ohne dies schon höhere Mathematik.

: Bearbeitet durch User
von Stefan M. (derwisch)


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Rainer Ziegenbein schrieb:

> Und weil schnelle Wellen mehr Kraft haben als langsame,
> dringen die hohen Töne mühelos durch Türen, Fenster und
> Wände, während das niederfrequente "Ummz-Ummz" sofort
> verschluckt wird. Alles klar.
>
> Leute, es tut mir sehr leid, dass ich das Planck'sche
> Wirkungsquantum erwähnt habe. Ich wusste ja nicht, dass
> das ein Verarschungs-Thread werden sollte.

Warum denn so zickig...

Erklär doch hier dem geneigten Leser mal das Planck´sche 
Wirkungsquantum.
Oder hast Du das nur erwähnt, weil es sich so schön wissenschaftlich 
anhört?

Ich finde die Erklärung mit der Hand, dem Wasser und den Wellen ganz 
schön.

Das "Ummz Ummz Ummz" kommt deshalb durch die Scheibe, weil selbige eine 
niedrige Resonanzfrequenz hat.

durch ein Hamsterfenster kommen auch die hohen Töne. ( Die tiefen dafür 
nicht mehr...)

von Fachmann (Gast)


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stefan us schrieb:
> Manchmal kann man auch als Laie verständliche Erklärungen dazu finden,
> wie diese:
> 
http://www.uni-oldenburg.de/physik/studium-lehre/physik-studieren-in-oldenburg/was-sie-schon-immer/wie-schwer-ist-licht/

Sehr interessant! Wusste nicht, dass das Licht eine Masse hat.Das macht 
Sinn, denn wie könnte es sonst von der Gravitation beeinflusst werden?
Aber das wirft noch mehr Fragen auf als es beantwortet. Deswegen würde 
ich sagen, dass niemand wirklich alles genau sagen kann wie es ist.

von Udo S. (urschmitt)


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Fachmann schrieb:
> Deswegen würde
> ich sagen, dass niemand wirklich alles genau sagen kann wie es ist.

Die ganze Physik ist nur der Versuch die Realität möglichst exakt durch 
mathematische und manchmal anschauliche Modelle zu beschreiben.

von (prx) A. K. (prx)


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Fachmann schrieb:
> Deswegen würde ich sagen, dass niemand wirklich alles genau
> sagen kann wie es ist.

Für diese Frage sind Metaphysiker (Theologen, Sektenführer, 
Verschwörungstheoretiker, Genderisten, ...) zuständig. Physiker 
entwickeln lediglich mathematische Modelle.

: Bearbeitet durch User
von Bebe (Gast)


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stefan us schrieb:
> Oder für Kinder verständlich

Doch ein Kinderforum...

von Fachmann (Gast)


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Physiker entwickeln mathematische Modelle. Die tun das um die Realität 
besser zu verstehen und dann neue Geräte zu bauen die diese Erkenntnise 
nutzen. Also wenn sie richtig verstehen was Licht ist und wie es sich 
ausbreitet, dann könnte man viele Fragen beantworten.

von Michael B. (mich_at_el)


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Aalkuchen. schrieb:
> Hallo Leute
>
> Ich weiss dass z.b. ultraviolettes Licht Energiereicher ist als
> infrarotes Licht. Bei hochfrequentem Licht ist ja das Verhältnis von
> Wellenberg und Wellental gleich wie bei niedrigfrequentem Licht. Aber
> warum hat nun ultraviolettes Licht mehr Energie? Oder mache ich da einen
> Überlegungsfehler?

Ja, ich denke du hast da einen Denkfehler.

Wenn Licht Energie an Materie abgibt, dann tut es das immer in Form von 
Photonen. Ein Photon kannst du dir als Energiepaket vorstellen, das von 
Licht an Materie abgegeben wird. Die Energiemenge eines Photons ist
. h ist eine universelle Naturkonstante (Plancksches Wirkungsquantum), f 
ist die Frequenz des Lichts. Daran sieht man: Je größer die Frequenz des 
Lichtes, desto größer die Energiemenge der Photonen.
Bsp.:
1. Infrarotes Licht:

2. Ultraviolettes Licht:

Halbe Photonen kann Licht nicht abgeben. Licht der Frequenz
 gibt also immer nur Energiepakete ab, die
 umfassen. Natürlich können auch mehrere solche Pakete abgegeben werden, 
jedoch keine Bruchteile davon.
Licht einer höheren Frequenz gibt also größere Energiepakete ab. Das ist 
gemeint, wenn man sagt: "Licht einer höheren Frequenz ist 
energiereicher".

Trotzdem kann die Intensität (pro Zeit und Fläche transportierte Energie 
von Licht) von Infrarotem Licht größer sein, als die von Ultraviolettem 
Licht. Das bedeutet dann, dass das infrarote Licht pro Sekunde und pro 
m^2 beleuchtete Fläche mehr Photonen abgeben kann als das UV-Licht. An 
der Größe der Photonen (E=hf, vgl. oben) ändert die Intensität des 
Lichtes jedoch nichts.

Viele Grüße
Michael

p.s.: kann man Formeln im Forum irgendwie schreiben, ohne dass ein 
Zeilenumbruch gemacht wird?

von U. B. (Gast)


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Es liegt NICHT an der Zahl der Wellenberge und -täler je Zeiteinheit, ob 
Licht höherer Frequenz "stärker" oder "schwächer" ist, als Licht mit 
niedrigerer Frequenz:

Betrachtet man das Licht als Welle, ist seine Leistung bzw. Energie 
IMMER proportional zum Amplitudenquadrat.

Betrachtet man das Licht als Teilchenstrom, dann hat z.B. jedes blaue 
Lichtteilchen (Photon) mehr Energie, als ein rotes.

Beispiel: Zwei Lichtquellen mit je 1 Watt Leistung,

blau (Wellenlänge ca. 400 nm, Frequenz 750*10^12 Hz) bzw.
rot  (Wellenlänge ca. 800 nm, Frequenz 375*10^12 Hz).

Die Amplituden gleich, aber
jedes blaue Lichtquant hat die Energie

E= h*f = 6,63*10^-34 Ws² * 750*10^12 Hz = 0,497 * 10^-18 Ws.

Bei 1 Watt (blau) werden somit 2,01*10^18 Photonen je Sekunde 
ausgesendet.

Bei rotem Licht sind es doppelt so viel.

von Rainer Z. (razi)


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Stefan M. schrieb:
> Rainer Ziegenbein schrieb:
>>
>> Leute, es tut mir sehr leid, dass ich das Planck'sche
>> Wirkungsquantum erwähnt habe. Ich wusste ja nicht, dass
>> das ein Verarschungs-Thread werden sollte.
>
> Warum denn so zickig...

Weil ich das Niveau in diesem Thread unterirdisch finde.

> Erklär doch hier dem geneigten Leser mal das Planck´sche
> Wirkungsquantum. Oder hast Du das nur erwähnt, weil es
> sich so schön wissenschaftlich anhört?

Tut mir leid - ich werde mich jetzt nicht dafür
rechtfertigen, dass ich wenigstens versucht habe,
dem Fragesteller eine vernünftige Antwort zu geben.

von hmm (Gast)


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"Schingungen" ?

von hhh (Gast)


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stefan us schrieb:
> Energie = Masse x Beschleunigung
> Schnelle Schwingung = starke Beschleunigung
>
> Oder für Kinder verständlich:
>
> Langsam schaukeln benötigt wenig Kraft
> Schnell schaukeln benötigt viel Kraft

Kraft = Masse x Beschleunigung

von (prx) A. K. (prx)


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Fachmann schrieb:
> Sehr interessant! Wusste nicht, dass das Licht eine Masse hat.

Der Begriff der relativistischen Masse ist nicht unumstritten. Er 
suggeriert zu sehr den klassischen Massebegriff.
https://de.wikipedia.org/wiki/E%3Dmc²#Relativistische_Masse
https://en.wikipedia.org/wiki/Mass_in_special_relativity#The_relativistic_mass_concept

: Bearbeitet durch User
von Luther B. (luther-blissett)


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Rainer Ziegenbein schrieb:
> Stefan M. schrieb:

>> Warum denn so zickig...
>
> Weil ich das Niveau in diesem Thread unterirdisch finde.
>

Das Niveau des Threads ist der Eingangsfrage der OP angepasst. Er stellt 
fest, dass er für die Aussage, höhere Frequenz=>höhere Energie keine 
passende Analogie hat ("Wellenausschlag") und fragt nach einer besseren. 
Wenn er aber schon mit der naiven Vorstellung von "Wellenbergen" und 
"Wellentälern" hier ankommt, was soll er denn da mit einer Einführung in 
Quantentheorie? Er benötigt eine Analogie um die Aussage über die 
Energie von Strahlung verankern zu können. Mit der Vorstellung, kürzere 
Wellen hätten einen "stärkeren Schlag", kann er doch ganz gut leben (und 
später auf die Vorstellung, es gibt Photonen mit "stärkeren Schlag" 
übertragen)

Mit solchen eingängigen Analogien arbeitet man bei Anfängern doch immer, 
z.B. wenn man den Stromkreis mit einem Wasserkreislauf vergleicht usw.

von M. K. (sylaina)


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Wat habt ihr denn wieder alle geraucht dass keiner versucht mitzudenken 
was der andere sagen wollte?

von Joe G. (feinmechaniker) Benutzerseite


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Ein Problem hier, und das nicht nur bei dieser Diskussion, sind die 
unterschiedlichen Eingangsvoraussetzungen der Beitragsschreiber. Für den 
einen ist das Planck'sche Wirkungsquantum absolutes Neuland, für den 
anderen ist ein mathematisches Pendel ohne Vereinfachung durch 
Linearisierung schon höhere Mathematik. Somit kommen schnell 
Missverständnisse auf. Vielleicht schreibt ihr zukünftig einfach eure 
Qualifikation ans Ende eures Beitrages. Damit ist dieser Standpunkt dann 
klar.
(Feinmechaniker)

von Michael B. (mich_at_el)


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Luther Blissett schrieb:
> Rainer Ziegenbein schrieb:
>> Stefan M. schrieb:
>
>>> Warum denn so zickig...
>>
>> Weil ich das Niveau in diesem Thread unterirdisch finde.
>>
>
> Das Niveau des Threads ist der Eingangsfrage der OP angepasst. Er stellt
> fest, dass er für die Aussage, höhere Frequenz=>höhere Energie keine
> passende Analogie hat ("Wellenausschlag") und fragt nach einer besseren.
> Wenn er aber schon mit der naiven Vorstellung von "Wellenbergen" und
> "Wellentälern" hier ankommt, was soll er denn da mit einer Einführung in
> Quantentheorie? Er benötigt eine Analogie um die Aussage über die
> Energie von Strahlung verankern zu können. Mit der Vorstellung, kürzere
> Wellen hätten einen "stärkeren Schlag", kann er doch ganz gut leben (und
> später auf die Vorstellung, es gibt Photonen mit "stärkeren Schlag"
> übertragen)
>
> Mit solchen eingängigen Analogien arbeitet man bei Anfängern doch immer,
> z.B. wenn man den Stromkreis mit einem Wasserkreislauf vergleicht usw.

Es spricht ja nichts dagegen, Analogien zu Verwenden, wenn man für einen 
Lernenden neue Zusammenhänge erklären will. Allerdings muss man sich 
bewusst sein, welche Aspekte der Analogie mit dem zu erklärenden 
Gegenstand "übereinstimmen" und welche nicht. Der Volumenstrom des 
Wassers passt gut zum elektrischen Strom, die Druckdifferenz zwischen 
den Enden einer Leitung gut zur Potentialdifferenz zwischen den Beinchen 
eines Bauteils und der elektrische Widerstand gut zum 
Strömungswiderstand bei einer laminaren Strömung. Es gibt jedoch aus 
Aspekte, die überhaupt nicht passen. Beispielsweise wird eine Strömung 
von Wasser bei einer zu hohen Strömungsgeschwindigkeit turbulent.


> Mit der Vorstellung, kürzere
> Wellen hätten einen "stärkeren Schlag", kann er doch ganz gut leben (und
> später auf die Vorstellung, es gibt Photonen mit "stärkeren Schlag"
> übertragen)
Hier kann ich jedoch gerade keine Aspekte erkennen, in denen sich eine 
Wasserwelle und der Austausch von Energie mit Materie wirklich 
entsprechen.

Leider fällt mir auch keine wirklich tragfähige, wesentlich einfachere 
Erklärung ein als die, die ich oben schon aufgeschrieben habe.

Viele Grüße
Michael

von Joe G. (feinmechaniker) Benutzerseite


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Michael B. schrieb:
> Es gibt jedoch aus
> Aspekte, die überhaupt nicht passen. Beispielsweise wird eine Strömung
> von Wasser bei einer zu hohen Strömungsgeschwindigkeit turbulent.

Turbulent macht auch nix, dann ist die Druckdifferenz halt proportional 
zum Quadrat des Volumenstroms – analog zur Kraft der Newtonschen Reibung 
die proportional zum Quadrat der Geschwindigkeit ist ;-)
(Feinmechaniker)

von Rainer Z. (razi)


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Luther Blissett schrieb:
> Rainer Ziegenbein schrieb:
>> Stefan M. schrieb:
>
>>> Warum denn so zickig...
>>
>> Weil ich das Niveau in diesem Thread unterirdisch finde.
>>
>
> Das Niveau des Threads ist der Eingangsfrage der OP angepasst.

Teils, teils.

> Er stellt fest, dass er für die Aussage, höhere Frequenz=>höhere
> Energie keine passende Analogie hat ("Wellenausschlag") und
> fragt nach einer besseren.

Ja.

Das Problem ist: Die Aussage "höhere Frequenz --> höhere
Energie" ist bei klassischen Wellen falsch. Die Energie
steckt in der Amplitude, nicht in der Frequenz.

> Wenn er aber schon mit der naiven Vorstellung von
> "Wellenbergen" und "Wellentälern" hier ankommt,

Was gefällt Dir an der Vorstellung von Wellenbergen und -tälern
nicht? Diese Vorstellung habe ich auch - und ich kann Dir die
Wellenberge und -täler auf meinem Oszi zeigen, ich kann dir
auch erklären, wie der Oszi funktioniert, und ich kann meinen
Oszi auch reparieren, wenn es notwendig ist.

"Naive Vorstellung" heißt nicht unbedingt "falsch" oder "Person
ist dumm".

> was soll er denn da mit einer Einführung in Quantentheorie?

Der experimentelle Befund ist mit klassischen Begriffen nicht
zu erklären - ich denke, da gehen wir konform. Das war nämlich
eins der dicken Probleme, die die Physiker vor 110 Jahren hatten.

Der Fragesteller braucht also exakt diese Antwort: Es ist
so, das kann man experimentell feststellen, aber es ist mit
den klassischen Wellenvorstellungen nicht zu erklären.

Ob ihn die Antwort wirklich interessiert und er den Denkfaden
dann weiterverfolgt, sei dahingestellt, das ist nicht mein
Thema. Man sollte ihm wenigstens eine Chance geben und das
richtige Stichwort liefern.

> [...] Mit der Vorstellung, kürzere Wellen hätten einen
> "stärkeren Schlag", kann er doch ganz gut leben

Das Problem ist: Die Vorstellung ist falsch, physikalisch
falsch. Bei Wellen ist es nicht so. Photonen sind also
offenbar keine klassischen Wellen. Das ist die Antwort.

Es wird eine völlig berechtigte Frage gestellt (die
naiv-kindlichen Formulierungen lassen wir mal beiseite),
und statt der korrekten Antwort: "Du hast eine zutreffende
Beobachtung gemacht - das Phänomen ist mit dieser Modell-
vorstellung nicht erklärbar" wird ihm eine physikalisch
grundfalsche Analogie präsentiert.

Das finde ich nicht akzeptabel.

> Mit solchen eingängigen Analogien arbeitet man bei
> Anfängern doch immer, z.B. wenn man den Stromkreis mit
> einem Wasserkreislauf vergleicht usw.

Natürlich. Solange die Analogie im Kern richtig ist, d.h.
die Phänomene erklären kann, ist da nix einzuwenden. Ob
sie das kann, muss der Antwortende entscheiden (können).

Wenn aber Fragen kommen wie "Aus Wasser kann man Eis
machen. Kann man aus den Elektronen Elektroneneis machen?
Welche Farbe hat das? Wie schmeckt das?" dann wird der
Gültigkeitsbereich der Analogie verlassen. Die sich
anbietende Antwort "Am absoluten Nullpunkt gibt es
Elektroneneis" läuft spätestens bei der Frage "Was ist
Supraleitung?" an die Wand.

von Joe G. (feinmechaniker) Benutzerseite


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Rainer Ziegenbein schrieb:
> Das Problem ist: Die Aussage "höhere Frequenz --> höhere
> Energie" ist bei klassischen Wellen falsch. Die Energie
> steckt in der Amplitude, nicht in der Frequenz.

Diese Aussage hält einer kritischen Betrachtung nicht stand. Machen wir 
es doch mal richtig.
Wenn mit „klassischen Wellen“ Schwingungen von Punktmassen oder Kontinua 
mit einem Freiheitsgrad von 1<=f<unendlich gemeint sind, dann ist die 
jeweilige Erhaltungsgröße der mechanische Impuls p. Die zugehörige 
„Potentialdifferenz“ ist die Geschwindigkeit v. Die Energie in diesem 
System ergibt sich immer aus der jeweiligen Gibbschen Fundamentalform, 
also E = (p/2)*v. Wir erkennen also sofort die beiden energetischen 
Größen die die Energie bilden (Geschwindigkeit und Impuls). Sieht man 
einmal vom Zusammenhang zwischen Weg und Geschwindigkeit ab, kommen 
Amplitude und Frequenz nicht in der energetischen Beschreibung vor. Wo 
ist den nun tatsächlich diese Energie gespeichert? Sie ist in der 
bewegten Masse gespeichert - dem Quotienten aus Impuls und 
Geschwindigkeit. Um also auf deine Aussage oben zurückzukommen, die 
Energie steckt einzig in der Masse und wird über die Gibbsform direkt 
mittels Impuls und Geschwindigkeit oder als Energie- bzw. Co-Energie 
mittels Impuls und Masse oder Geschwindigkeit und Masse ausgedrückt.
Alles klar?

von Rainer Z. (razi)


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Hai!

Michael B. schrieb:

> Leider fällt mir auch keine wirklich tragfähige,
> wesentlich einfachere Erklärung ein als die, die
> ich oben schon aufgeschrieben habe.

Wenn Du die vielen Formeln weglässt, finde ich sie
ausgezeichnet. :-)

Im Ernst, das ist nicht sarkastisch gemeint: Ich habe
Deinen ersten Beitrag zunächst überblättert, eben weil
es mir zuviel Formelkram war. Da Du dann auch noch was
zum Thema "Analogien" gesagt hast, habe ich ihn doch ein
paarmal gelesen.

Die Quintessenz steck ja in den ersten beiden Absätzen.
Ich bin verblüfft und beeindruckt, dass man die grund-
legenden Tatsachen in fünf Sätzen kurz, klar verständlich
und didaktisch geschickt darstellen kann. Respekt.

„Perfektion ist nicht dann erreicht, wenn man nichts
mehr hinzufügen, sondern wenn man nichts mehr weglassen
kann“ (Antoine de Saint-Exupéry)

Darf man erfahren, was Du beruflich machst?

Grusz,
Rainer

von Joe Kochstein (Gast)


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"... über die Gibbsform direkt ..."

Das muss Gipsform heißen.

(Maler)

von Fachmann (Gast)


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Mit der relativistischen Masse ist fü mich alles klar. Es ist ein 
Missveständnis. Die reale Masse eines Körpers kann sich nicht durch die 
Geschwindigkeit ändern, genauso wie die Länge. Aber für uns sieht es so 
aus als ob sie sich ändert weil je schneller ein Körper sich bewegt 
desto mehr Trägheit hat er.Und diese Trägheit wird von uns als Masse 
interpretiert. Bei Photonen oder licht ist es aber so dass, sie keine 
Masse haben und deswegen kann ihre Trägheit auch nicht grösser werden.

von U. B. (Gast)


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>> Das Problem ist: Die Aussage "höhere Frequenz --> höhere
>> Energie" ist bei klassischen Wellen falsch. Die Energie
>> steckt in der Amplitude, nicht in der Frequenz.

> Diese Aussage hält einer kritischen Betrachtung nicht stand.

Schliesst man einen idealen, rein ohmschen Widerstand an eine bestimmte 
"effektive" Spannung an, nimmt er IMMER die gleiche Leistung auf.

Der Effektivwert ist proportional zur Amplitude:
Egal, ob bei 0 Hz, 50 Hz, 60 Hz oder 1 GHz.

---

> Die reale Masse eines Körpers kann sich nicht durch die
> Geschwindigkeit ändern, genauso wie die Länge.
> Aber für uns sieht es so
> aus als ob sie sich ändert weil je schneller ein Körper sich bewegt
> desto mehr Trägheit hat er.Und diese Trägheit wird von uns als Masse
> interpretiert.

Die träge und die schwere Masse sind proportional, sagen die
Physiker ...

Fragt sich also, wieso schnell bewegte Uhren 'relativ' langsamer gehen, 
wg. der Trägheit oder der Schwere ?

Warum laufen sogar Atomuhren je nach ihrem Aufstellungsort verschieden 
schnell ?

von Fachmann (Gast)


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> Warum laufen sogar Atomuhren je nach ihrem Aufstellungsort verschieden
> schnell ?

Ich bin mir nicht sicher ob das so genau festgestellt wurde. Wenn es 
diesen Effect wirklich gibt dann nicht unbedingt wegen der 
Geschwindigkeit.
Es könnte an was anderem liegen. Ich glaube dass die Gravitation die 
Zeit verlangsamen könnte.Also je mehr Gravitation desto langsamer läuft 
die Zeit.

von Rainer Z. (razi)


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U. B. schrieb:
>>> Das Problem ist: Die Aussage "höhere Frequenz --> höhere
>>> Energie" ist bei klassischen Wellen falsch. Die Energie
>>> steckt in der Amplitude, nicht in der Frequenz.
>
>> Diese Aussage hält einer kritischen Betrachtung nicht stand.
>
> Schliesst man einen idealen, rein ohmschen Widerstand an
> eine bestimmte "effektive" Spannung an, nimmt er IMMER
> die gleiche Leistung auf.

Wartet mal bitte noch kurz mit dem Streiten, bis ich meine
Physikbücher aus den Umzugskisten gekramt habe...

von Joe G. (feinmechaniker) Benutzerseite


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U. B. schrieb:
>>> Das Problem ist: Die Aussage "höhere Frequenz --> höhere
>>> Energie" ist bei klassischen Wellen falsch. Die Energie
>>> steckt in der Amplitude, nicht in der Frequenz.
>
>> Diese Aussage hält einer kritischen Betrachtung nicht stand.
>
> Schliesst man einen idealen, rein ohmschen Widerstand an eine bestimmte
> "effektive" Spannung an, nimmt er IMMER die gleiche Leistung auf.

Und Birnen sind nicht Äpfel.
Es ging zunächst darum wo die Energie gespeichert wird und wie sie 
formuliert wird. Ein Widerstand ist kein Energiespeicher sondern ein 
dissipatives Bauelement. Ein dissipatives Bauelement setzt eine Leistung 
frei. Man sollte also nicht Leistung und Energie verwechseln.

von Joachim (Gast)


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U. B. schrieb:

> Warum laufen sogar Atomuhren je nach ihrem Aufstellungsort verschieden
> schnell ?

Wenn sie das täten, wären sie als Uhren unbrauchbar. Wenn sie nicht 
kaputt sind, laufen sie immer gleich schnell.

Gruß

von Ich weiß (Gast)


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stefan us schrieb:
> Langsam schaukeln benötigt wenig Kraft
> Schnell schaukeln benötigt viel Kraft

Man kann nicht langsam oder schell schaukeln. Die Frequenz ist bei 
gleicher Körpergröße durch die Seillänge der Schaukel FEST vorgegeben. 
Nur die Amplitude ändert sich!

von Joe G. (feinmechaniker) Benutzerseite


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Ich weiß schrieb:
> Man kann nicht langsam oder schell schaukeln. Die Frequenz ist bei
> gleicher Körpergröße durch die Seillänge der Schaukel FEST vorgegeben.
> Nur die Amplitude ändert sich!

Die Eigenfrequenz ist durch die Pendellänge vorgegeben. Die tatsächliche 
Frequenz hängt nur von der Erregerfrequenz ab. Selbstverständlich kann 
ein Pendel auf einer beliebigen Frequenz außerhalb seiner Eigenfrequenz 
schwingen wenn es dort erregt wird.

von (prx) A. K. (prx)


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Jetzt bin ich nur gespannt drauf, wie du das allein auf der Schaukel 
sitzend ohne Hilfsmittel vormachst. Bitte mit Film. :-)

: Bearbeitet durch User
von Joe G. (feinmechaniker) Benutzerseite


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A. K. schrieb:
> Jetzt bin ich nur gespannt drauf, wie du das allein auf der Schaukel
> sitzend ohne Hilfsmittel vormachst. Bitte mit Film. :-)

Nun, mit etwas Nachdenken kommst du auch selber auf die Lösung.
1. Trivialfall: Ich sitze ganz ruhig, die Schaukel hat eine 
Eigenkreisfrequenz die durch die Pendellänge bestimmt wird und schwingt 
selber auf der Erregerfrequenz Null. Beide Frequenzen sind also 
unterschiedlich.
2. Ich nehme die Schaukel und lenke sie periodisch aus, indem ich sie 
anfasse und hin und her bewege. Auch in diesem Fall sind Eigenfrequenz 
und Erregerfrequenz unterschiedlich.
3. Ich befestige einen Unwuchterreger auf der Schaukel und lasse ihn 
laufen. Die Schaukel schwingt (vibriert) auf der Erregerfrequenz. Beide 
Frequenzen sind unterschiedlich.
Reichen die Beispiele?
Der Schwingungstechniker beschreibt dieses Verhalten übrigens durch die 
Vergrößerungsfunktion.

: Bearbeitet durch User
von (prx) A. K. (prx)


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Joe G. schrieb:
> 1. Trivialfall: Ich sitze ganz ruhig, die Schaukel hat eine
> Eigenkreisfrequenz die durch die Pendellänge bestimmt wird und schwingt
> selber auf der Erregerfrequenz Null.

Akzeptiert. :-)

Aber ob das Aalkuchen weiterhilft?

: Bearbeitet durch User
von U. B. (Gast)


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>> Warum laufen sogar Atomuhren je nach ihrem Aufstellungsort verschieden
>> schnell ?

> Wenn sie das täten, wären sie als Uhren unbrauchbar. Wenn sie nicht
> kaputt sind, laufen sie immer gleich schnell.

Die Atomuhren laufen an unterschiedlichen Standorten sehr wohl 
verschieden schnell.
Für einige Anwendungen sind diese Abweichungen aber noch tolerierbar ...

http://www.ptb.de/de/org/4/nachrichten4/2006/grund_18.htm

von U. B. (Gast)


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>> Das Problem ist: Die Aussage "höhere Frequenz --> höhere
>> Energie" ist bei klassischen Wellen falsch. Die Energie
>> steckt in der Amplitude, nicht in der Frequenz.

> Diese Aussage hält einer kritischen Betrachtung nicht stand.

>> Schliesst man einen idealen, rein ohmschen Widerstand an eine bestimmte
>> "effektive" Spannung an, nimmt er IMMER die gleiche Leistung auf.

> Und Birnen sind nicht Äpfel.
> Es ging zunächst darum wo die Energie gespeichert wird und wie sie
> formuliert wird. Ein Widerstand ist kein Energiespeicher sondern ein
> dissipatives Bauelement. Ein dissipatives Bauelement setzt eine Leistung
> frei.

Ja natürlich, ein Widerstand setzt elektrische Leistung irreversibel in 
Wärmeleistung um, und zwar proportional zum Amplitudenquadrat einer z.B. 
angelegten Sinusspannung.

Hätte man ein ideal speicherndes Bauelement, würden die dann umgesetzten 
Energien reversibel hin- und zurückpendeln.
Diese umgesetzten Energien wären dann eben

E = CU²/2  oder  E = LI²/2      (U, I  sind hier Scheitelwerte. )

und frequenzunabhängig.

Diese Energien würden bei höherer Frequenz zwar schneller pendeln - 
aber:

Die 'Wellenimpedanz Z' im Vakuum (und praktisch auch in Luft) ist für 
blaues und rotes Licht gleich (und zwar reell), ergo ist wiederum das 
Amplitudenquadrat und NICHT die Frequenz für die (Wirk-)Leistung des 
Lichtes massgebend, sozusagen

P(Licht)=U(Licht)²/Z

> Man sollte also nicht Leistung und Energie verwechseln.

Tut ja keiner, man muss nur integrieren.   ;-)

(Dass die Leistung des Lichtes proportional zum Amplitudenquadrat der 
betreffenden Lichtwelle sei, steht schon in meinem alten Physikbuch.)

von Joachim (Gast)


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U. B. schrieb:
>>> Warum laufen sogar Atomuhren je nach ihrem Aufstellungsort verschieden
>>> schnell ?
>> Wenn sie das täten, wären sie als Uhren unbrauchbar. Wenn sie nicht
>> kaputt sind, laufen sie immer gleich schnell.
> Die Atomuhren laufen an unterschiedlichen Standorten sehr wohl
> verschieden schnell.
> Für einige Anwendungen sind diese Abweichungen aber noch tolerierbar ...
> http://www.ptb.de/de/org/4/nachrichten4/2006/grund_18.htm

Das ist hauptsächlich ein sprachliches und teilsweise auch ein logisches 
Problem. Nicht die Uhren gehen "in einem starken Schwerefeld langsamer", 
sondern das, was wir Zeit nennen und was die Uhren dann 
(unterschiedlich) anzeigen. Schade, dass auch die PTB so etwas 
formuliert, ist aber im Kontext zu sehen, also (Presse?) Kurzmitteilung 
und vor allem als Bezug für ein Zeitnormal, nein, für das Zeitnormal was 
sie ja bereitstellen soll.

Gruß

PS:
Mir ging es auch und vor allem darum, dass Relativitätskritiker immer 
wieder diesen gut reprodzierbaren und auch gut verstandenen Effekt der 
ART mit Abweichungen oder gar Defekten an den Uhren wiederlegen wollen.

von Michael (Gast)


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U. B. schrieb:
> Die Atomuhren laufen an unterschiedlichen Standorten sehr wohl
> verschieden schnell.
> Für einige Anwendungen sind diese Abweichungen aber noch tolerierbar ...

Für andere Anwendungen, z.B. GPS-Satelliten muss das beim Systemdesign 
berücksichtigt werden. Bei den Satelliten kommen zwei Effekte zum 
tragen, die die Zeit anders ablaufen lassen,
1. die Verzerrung der Raum-Zeit durch das Schwerefeld der Erde ist in 
der Satellitenbahn geringer als auf der Erdoberfläche
2. die Eigengeschwindigkeit des Satelliten ist höher als die 
Eigengeschwindigkeit der Nutzer.

Beide Effekte wirken entgegengesetz, heben sich aber nicht auf.

von Kurt B. (kurt-b)


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Fachmann schrieb:
> Physiker entwickeln mathematische Modelle. Die tun das um die
> Realität
> besser zu verstehen und dann neue Geräte zu bauen die diese Erkenntnise
> nutzen. Also wenn sie richtig verstehen was Licht ist und wie es sich
> ausbreitet, dann könnte man viele Fragen beantworten.

Fragt mich halt, ich kanns euch  sagen :=)

 Kurt

von Kurt B. (kurt-b)


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Joachim schrieb:
> U. B. schrieb:
>
>> Warum laufen sogar Atomuhren je nach ihrem Aufstellungsort verschieden
>> schnell ?
>
> Wenn sie das täten, wären sie als Uhren unbrauchbar. Wenn sie nicht
> kaputt sind, laufen sie immer gleich schnell.
>

Uhren laufen immer so wie es die Ortsumstände hergeben.
Da Uhren an unterschiedlichen Orten unterschiedlich laufen bedeutet das 
das die Ortsumstände unterschiedlich sind.

 Kurt

von Joachim (Gast)


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Kurt Bindl schrieb:

> Uhren laufen immer so wie es die Ortsumstände hergeben.
> Da Uhren an unterschiedlichen Orten unterschiedlich laufen bedeutet das
> das die Ortsumstände unterschiedlich sind.

Wenn Du anstelle "Uhr" den Begriff "Uhrzeit" setzt, also das 
Messergebnis der Uhr als Zeit nimmst, kann man dem zustimmen.

Wenn Du aber "Uhrzeit" und "Zeit" voneinander unterscheidest, hast Du ja 
plötzlich 2 Zeitbegriffe. Der eine ist dann konkret erfassbar (die 
Anzeige der Uhr), der andere nebulös. Um letzteren zu erfassen 
bräuchtest Du so etwas wie eine Super-Uhr bzw. eine Super-Zeit. Dann 
geht das Spielchen aber von vorne los.

Gruß

von (prx) A. K. (prx)


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Joachim schrieb:
> Dann geht das Spielchen aber von vorne los.

Hoffentlich nicht. Bindl-Threads hatten wir nämlich schon:
Beitrag "Magnetische Sättigung und Hysterese des Vakuums"
Beitrag "Rakete und Lichtquelle: Synchrone Uhren vorne und hinten?"

: Bearbeitet durch User
von Kurt B. (kurt-b)


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Joachim schrieb:
> Kurt Bindl schrieb:
>
>> Uhren laufen immer so wie es die Ortsumstände hergeben.
>> Da Uhren an unterschiedlichen Orten unterschiedlich laufen bedeutet das
>> das die Ortsumstände unterschiedlich sind.
>
> Wenn Du anstelle "Uhr" den Begriff "Uhrzeit" setzt, also das
> Messergebnis der Uhr als Zeit nimmst, kann man dem zustimmen.
>

Natürlich Uhrzeit, das ist das was die Uhr erzeugt, und zwar aus einer 
Menge selbsterzeugter Takte die sie selber zählt und als "Uhrzeit" 
anzeigt.


> Wenn Du aber "Uhrzeit" und "Zeit" voneinander unterscheidest, hast Du ja
> plötzlich 2 Zeitbegriffe. Der eine ist dann konkret erfassbar (die
> Anzeige der Uhr), der andere nebulös. Um letzteren zu erfassen
> bräuchtest Du so etwas wie eine Super-Uhr bzw. eine Super-Zeit. Dann
> geht das Spielchen aber von vorne los.
>

Eben, warum sollte man zwei Begriffe verwenden wenn einer davon nicht 
existiert.
-Die Zeit- gibts nicht.

(und die ist auch nicht erfassbar, weil nicht vorhanden)


 Kurt

von Kurt B. (kurt-b)


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A. K. schrieb:
> Joachim schrieb:
>> Dann geht das Spielchen aber von vorne los.
>
> Hoffentlich nicht. Bindl-Threads hatten wir nämlich schon:
> Beitrag "Magnetische Sättigung und Hysterese des Vakuums"
> Beitrag "Rakete und Lichtquelle: Synchrone Uhren vorne und hinten?"

Steht nicht der Bergiff -Vakuum- für -Abwesenheit von Materie-?

Was ist da dann noch drin/da/vorhanden damit das in Sättigung gehen kann 
und Hystereseverhalten zeigen kann?


 Kurt

von Michael (Gast)


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U. B. schrieb:
> Warum laufen sogar Atomuhren je nach ihrem Aufstellungsort verschieden
> schnell ?

Die Uhren laufen schon gleich schnell, aber je nach Aufstellungsort 
vergeht die Zeit relativ langsamer.
http://de.wikipedia.org/wiki/Zeitdilatation

von Kurt B. (kurt-b)


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Michael schrieb:
> U. B. schrieb:
>> Warum laufen sogar Atomuhren je nach ihrem Aufstellungsort verschieden
>> schnell ?
>
> Die Uhren laufen schon gleich schnell, aber je nach Aufstellungsort
> vergeht die Zeit relativ langsamer.
> http://de.wikipedia.org/wiki/Zeitdilatation

Was ist -die Zeit-?
Was vergeht da langsamer/schneller?

Das die Uhren unterschiedlich laufen ist doch leicht nachprüfbar und 
mehrmals nachgewiesen.
Moderne Uhren zeigen das schon bei einer Anhebung von wenigen cm.

Wieso sagst du da dass die Uhren gleich laufen?


 Kurt

von Kurt B. (kurt-b)


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Aalkuchen. schrieb:
> Hallo Leute
>
> Ich weiss dass z.b. ultraviolettes Licht Energiereicher ist als
> infrarotes Licht. Bei hochfrequentem Licht ist ja das Verhältnis von
> Wellenberg und Wellental gleich wie bei niedrigfrequentem Licht. Aber
> warum hat nun ultraviolettes Licht mehr Energie? Oder mache ich da einen
> Überlegungsfehler?
>

Da machst du keinen.
Die Zahl die dem Begriff -Energie- zugewiesen wird errechnet sich u.A. 
aus einer Frequenz.

Wenn die Frequenz höher wird wird die Zahl somit auch grösser.


 Kurt

von Susanne (Gast)


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also ich finde die Diskussionen interessant, und witzig zugleich.
Eine Sache mit einer anderen sehr einfachen zu erklären und damit auch 
nachprüfbarer zu amchen ist standard in der Wissenschaft!
Etwas kompliziertes bereits in den ansätzen mit anderen komplexen 
erklären zu wollen, geht nicht selten in die Hose, weil die hälfte der 
Anwesenden gar nicht merkt, das sie es doch nicht richtig verstanden 
haben!
Dafür bruacht man nicht seine Qualifikation bekannt zu geben, man muss 
lediglich ein guter erklärbär sein, wenn derjenige die Antwort dann 
immer noch nicht nachvolziehen kann, bedeutet es nicht zwangsläufig das 
er dumm ist, sondern sich lediglich Gedanken macht und es versucht im 
Detail auseinander zu zerbröseln..was andere offenbar nicht gemacht 
haben und daher jetzt selber merken, das sie es die ganze zeit falsch 
verstanden hatten :-)
Leider führ sowas in diesem Forum zu keinem Lerneffekt..im nächstes 
Threat gehts dann von den gleichen nixblickern wieder mit Beschimpfungen 
und falschen schlaumeiereine weiter :-(
Das ist sehr traurig wie ich finde :-(
Dabei ist es schade, da ein so stark besuchten Forum dadurch total 
abgewertet wird

Ja, ich weiß es sind tippfehler im Text und darauf hinzuweisen ändern 
nichts am Inhalt

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