Willkommen, Gast
Benutzername: Passwort: Angemeldet bleiben:
  • Seite:
  • 1

THEMA: Plancksches Wirkungsquantum

Plancksches Wirkungsquantum 18 Sep 2019 13:30 #57414

In Folge 24 wird über das Plancksche Wirkungsquantum gesprochen. Ich verstehe das so, dass aus dem Planckschen Strahlungsgesetz folgt dass Energie/Strahlung in Quanten abgegeben wird. Das kann ich aber aus dem Planckschen Strahlungsgesetz keineswegs schlussfolgern. Es ist eine total kontinuierliche mathematische Formel. Ja es kommt da eine Konstante "h" vor. Na und? Im Newtons Garvitationsgesetz kommt auch eine Konstante vor.
Ich glaube, das die im Video gezeigte Argumentation soweit vereinfacht ist, dass sie "nicht einmal falsch" ist. Wie wär's mit "shut up and calculate"?
Eine ansatzweise Herleitung der Quantelung wäre sehr wünschenswert.
Dietrich

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

Plancksches Wirkungsquantum 19 Sep 2019 12:14 #57432

Vielleicht wurde die Quantelung des Lichts erst durch Einsteins Arbeit zum lichtelektrischen Effekt in seinem Wunderjahr 1905 wirklich klar.

Die Anzahl der von Licht herausgeschlagenen Elektronen sinnd proportional der Intensität des Lichtes, ihre Energie ist proportional der Frequenz des Lichtes. Ohne Quantelung würde man es umgekehrt erwarten.

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

Plancksches Wirkungsquantum 21 Sep 2019 22:13 #57561

h*nü
nü ist eine Frequenz die beiträgt, eine abzählbare diskrete Größe (denk ich)
Das Video zeigt erstmal die Herleitung der Hilfsgröße h. Aber ja, wie daraus schon die Quantifizierung folgen soll ist mir auch nicht so richtig klar.

assume good faith

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

assume good faith

Plancksches Wirkungsquantum 09 Nov 2019 20:16 #60659

dkracht schrieb: In Folge 24 wird über das Plancksche Wirkungsquantum gesprochen. Ich verstehe das so, dass aus dem Planckschen Strahlungsgesetz folgt dass Energie/Strahlung in Quanten abgegeben wird. Das kann ich aber aus dem Planckschen Strahlungsgesetz keineswegs schlussfolgern. Es ist eine total kontinuierliche mathematische Formel. Ja es kommt da eine Konstante "h" vor. Na und? Im Newtons Garvitationsgesetz kommt auch eine Konstante vor.
Ich glaube, das die im Video gezeigte Argumentation soweit vereinfacht ist, dass sie "nicht einmal falsch" ist. Wie wär's mit "shut up and calculate"?
Eine ansatzweise Herleitung der Quantelung wäre sehr wünschenswert.
Dietrich

h ist in der Formel ein ganz besonderer Wert (Planck 1900, Nobelpreis 1918). Er quantelt die Wärmestrahlung. Die noch besonderere und allgemeingültige Bedeutung kam erst im Laufe der Zeit heraus.

Insbesondere Einstein bewies 1905 die Photonenquanten, (Nobelpreis 1922), dann war es "kein großer" Schritt mehr, auf h zurückzugreifen.

wiki: Robert Andrews Millikan konnte ab 1912 bis 1915 mit Hilfe der Gegenfeldmethode (siehe unten) bestätigen, dass der Proportionalitätsfaktor der einsteinschen Gleichung mit dem bereits bekannten planckschen Wirkungsquantum (Nobelpreis 1923) übereinstimmt.

Und dann wurde es erst richtig interessant:

wiki: Sie [UR] wurde 1927 von Werner Heisenberg im Rahmen der Quantenmechanik (Nobelpreis 1932) formuliert.

Also alles andere als ein Einmannunternehmen sondern Arbeit für 4 Nobelpreise.

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

Plancksches Wirkungsquantum 10 Nov 2019 15:39 #60691

Hey Leute,
Das man später auf die Quanltelung kam, glaube ich ja auch. Aber wie fing das an?
In dem Videoclip wurde so getan, als ob aus der Formel für das Plancksche Strahlungsgesetz ganz offensichtlich die Quantelung folgt.
Wir haben ja viele physikalische Formeln, in denen eine Konstante (Naturkonstante) vorkommt. Z.B. Newtons Gravitationsgesetz.
Dort folgt aber aus der Tatsache, dass da eine Konstante vorkommt, überhaupt nichts.
Also woraus - etwas genauer - ergibt sich die Tatsache einer Quanltelung denn irgenwie etwas plausibeler nachvollziehbar tatsächlich?
Viele Grüße

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

Plancksches Wirkungsquantum 10 Nov 2019 16:59 #60696

h ist zusammen mit anderen Konstanten ein Faktor (2pi*c²h) mit einer reinen Zahl. Damit ist h das Quantum (oder ein Vielfaches davon), denn die anderen Konstanten (2pi*c²) sind es nicht. Natürlich könnte man auch c²h zu einer anderen Konstanten zusammenfassen etc, das ändert ja nichts. Tatsächlich würde ich cℏ=3,16152677e-26 kg·m für grundlegender halten.
cℏ = e²kC/alp° = m_p²G/alp_G = me²G/alp_g = kB*T_CMB/kap_CMB = re*c²me/alp° = e²/eps_Ø = e²/eps°g_e² = mP²G = qP²kC = 240C_C/pi² = SigP/4pi = c_i/4pi²c = PhiP_m²k_m = E_h/(4piR_oo) = a_Ø*E_h/alp°

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

Plancksches Wirkungsquantum 11 Nov 2019 09:05 #60740

Danke für die schnelle Antwort.
Meine Frage war aber: Wie fing das alles an?
Woraus ergaben sich erste Hinweise darauf das nur ganze Vielfache des Wirkungsquantums "erlaubt" sind?
Ich kan ja viel mit Formeln und Einheiten herrum probieren und komme dann zu "interessanten" Erscheinungen....
Woraus ergibt sich aber das nur ganzzahlige Vielfache (also Quanten) bei der Strahlung eines Schwarzen Körpers vorkommen können und nicht auch das Kontinuum dazwischen???
Liebe Grüße
Dietrich

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

Plancksches Wirkungsquantum 11 Nov 2019 10:28 #60741

dkracht schrieb: Danke für die schnelle Antwort.
Meine Frage war aber: Wie fing das alles an?
Woraus ergaben sich erste Hinweise darauf das nur ganze Vielfache des Wirkungsquantums "erlaubt" sind?

In dem Sinne steht das ja auch heute nicht fest. Allenfalls ergibt sich das aus Heisenbergs UR.
Bei Einstein war h ja schon quasi die Einheit des Photons, die Frequenz ist aber auch nicht unbedingt "ganzzahlig". Die Energie ist daher nicht gequantelt. Aber das Photon sehr wohl, wie schon bei Plancks Strahlungsformel auch, und zwar immer konstant 1 h.

Aber es schließt nicht aus, dass es irgendetwas anderes geben könnte, was mit Bruchteilen von h auskommt, wie ja beim Spin s = 1/2 ℏ aller Fermionen. Ähnlich wie ja auch die Ladung der Quarks 1/3 e betragen kann etc. Für unsere wichtigsten Wechselwirkungen ist jedoch das Photon mit Spin s = 1 ℏ maßgeblich, auch wenn die Fermionen mit der halben Einheit auskommen. Ob man h oder ℏ benützt, kommt dabei auf die konkrete Frage an, wie wenn man f bzw ω oder λ bzw r oder T bzw t benützt. Bei v=r·ω=f·λ=λ/T=r/t und E=h·f=ℏ·ω gleicht sich das dann zB wieder aus.

Nach heutiger Erkenntnis ist das Quantum also eher ℏ/2.

...das war mir bisher auch nicht alles so klar bewusst.
Folgende Benutzer bedankten sich: Manfred S

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

Plancksches Wirkungsquantum Gestern 01:42 #60872

dkracht schrieb: Meine Frage war aber: Wie fing das alles an?
Woraus ergaben sich erste Hinweise darauf das nur ganze Vielfache des Wirkungsquantums "erlaubt" sind?


Siehe de.wikipedia.org/wiki/Plancksches_Strahlungsgesetz

Wikipedia schrieb: Man betrachte als vereinfachtes Beispiel einen würfelförmigen Hohlraum der Seitenlänge \(L\) und des Volumens \(V\), der elektromagnetische Hohlraumstrahlung im thermischen Gleichgewicht enthält. Im Gleichgewicht können sich nur stehende Wellen ausbilden; die erlaubten Wellen können in beliebige Richtungen laufen, müssen dabei jedoch die Bedingung erfüllen, dass zwischen zwei gegenüberliegende Hohlraumflächen jeweils eine ganzzahlige Anzahl von Halbwellen passt.


assume good faith

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

assume good faith

Plancksches Wirkungsquantum Gestern 09:05 #60875

Merilix schrieb: Siehe de.wikipedia.org/wiki/Plancksches_Strahlungsgesetz

Wikipedia schrieb: Man betrachte als vereinfachtes Beispiel einen würfelförmigen Hohlraum der Seitenlänge \(L\) und des Volumens \(V\), der elektromagnetische Hohlraumstrahlung im thermischen Gleichgewicht enthält. Im Gleichgewicht können sich nur stehende Wellen ausbilden; die erlaubten Wellen können in beliebige Richtungen laufen, müssen dabei jedoch die Bedingung erfüllen, dass zwischen zwei gegenüberliegende Hohlraumflächen jeweils eine ganzzahlige Anzahl von Halbwellen passt.

Dies sagt aber nichts darüber aus, ob h nun die natürlich kleinste Einheit darstellt → Naturkonstante, es besagt lediglich, dass es eine kleinste Einheit für den konkreten Körper oder Hohlkörper geben müßte → systemischer Parameter. Das allgemeine Planck-Strahlungs-Gesetz legt natürlich Rückschlüsse nahe, die Reichweite ist aber völlig offen. Tatsächlich hat sich ja nun herausgestellt, dass h nur für Bosonen (alle Wechselwirkungen) die kleinste Einheit ist, was für unsere klassische Physik natürlich überwältigend allgemein ist.

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

Plancksches Wirkungsquantum Gestern 09:32 #60876

Nach alledem taucht bei mir die Frage auf, was denn mit dem Spin bei einem Spinflip passiert. Der Spin ist ja an sich wie der Drehimpuls eine Erhaltungsgröße.

Wenn sich nun beim Spinflip der Drehsinn ändert, muss der Änderungsbetrag aufgenommen oder mit umgekehrtem Vorzeichen abgegeben werden. Das hierfür verantwortliche Photon hat einen Spin von 1.

Wenn das Elektron von zuerst 1/2 und nachher -1/2 flippt, beträgt der Änderungsbetrag also 1. Das geht also prinzipiell auf.

Doch habe ich noch nie von einem Photon mit Spin -1 gehört, im konträren Beispiel von -1/2 zu 1/2 ist die Änderungsdifferenz ja Δs=+1 und müßte daher durch ein abgegebenes Photon mit Spin -1 ausgeglichen werden. Achso der Spin der Photonen ist wohl die Polarisation.
wiki: Photonen sind Bosonen und können Spinkomponenten +1 oder −1 haben, was den beiden Möglichkeiten der zirkularen Polarisation entspricht

Ebenso könnte ein Photon mit Spin 1 nur von einem Elektron mit Spin -1/2 aufgenommen werden, nicht aber von einem Elektron mit Spin 1/2. Das könnte ich mir schon vorstellen, ähnlich wie die (Trennung der) Polarisation bei der Spiegelung.

Hat das womöglich Auswirkungen auf Reaktionswahrscheinlichkeiten, wie man an der Polarisierung bei der Spiegelung sieht offensichtlich ja.

Interessant ist hier, dass die makroskopische Flügelschraube den Spinflip ohne weiteres vollführt, obwohl der Drehimpuls ja eine gängige Erhaltungsgröße ist. Anscheinend ist der Drehsinn doch keine Erhaltungsgröße sondern nur sein Betrag. Dann wären womöglich auch die Überlegungen zum Elektron verfehlt. Aber gerade der Spin ist ja das Unterscheidungsmerkmal von zwei Elektronen und für deren Verschränkung maßgeblich.
EDIT: Unsinn, die Flügelschraube dreht sich zwar gegen die Flugrichtung, aber der Drehsinn bleibt erhalten.

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

Plancksches Wirkungsquantum Gestern 09:38 #60878

Toll, was Ihr alles wisst.
Aber warum sagt Herr Gassner in seinem Viedeo, dass aus dem Planckschen Strahlungsgesetz die Quantelung folgt?
Liebe Grüße
Dietrich

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

Plancksches Wirkungsquantum Gestern 09:41 #60879

dkracht schrieb: Toll, was Ihr alles wisst.
Aber warum sagt Herr Gassner in seinem Viedeo, dass aus dem Planckschen Strahlungsgesetz die Quantelung folgt?
Liebe Grüße
Dietrich

Kann man so sehen oder so, und "folgen" kann man auch als zeitliche Abfolge verstehen. Plancks Konstante legte es jedenfalls Einstein nahe, die Quantelung der Photonen anzunehmen. Dies war schon folgerichtig. Zwingend war es vielleicht nicht.

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

Plancksches Wirkungsquantum Gestern 21:15 #60911

dkracht schrieb: Aber warum sagt Herr Gassner in seinem Viedeo, dass aus dem Planckschen Strahlungsgesetz die Quantelung folgt?

Es stimmt, Joseph Gaßner macht an der Stelle einen sehr großen Sprung.
Ich empfehle nochmal wärmstens den oben verlinkten Wikiartikel zum Plancksche Strahlungsgesetz.
Ich denke die Abschnitte "Die Ultraviolett-Katastrophe", "Die empirische Lösung" und "Die Quantenhypothese" beschreiben auch den zeitlichen Werdegang recht gut.

assume good faith

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

assume good faith
  • Seite:
  • 1
AUF Zug
Powered by Kunena Forum