Blick in die Vergangenheit

[MichaMedia]

Hallo ins#1

Ich meinte nicht die klassische Amplitude einer Welle sondern wirklich nur, ob denn die Ortsunschärfe eines durch die Raumexpansion geschwächten Photons nicht so groß werden kann, ....

Ich hoffe Du möchtest nicht die Lichtermüdung einführen

Du versteifst dich zu sehr auf dieses Video, also diese Animation, diese ist ja nicht auf ein einzelnen Strahl aufgebaut, sondern auf einem Strahbündel, klar kann dann auch der Abstand beider Schlitze größer sein.
Die Aufenthaltswarscheinlichkeit ist für ein Photon nur innerhalb des Plack´schen Wirkungsquantum möglich.
Photonen sind davon abhängich, passt das PWQ nicht durch eine Öffnung, kommt das Photon auch nicht mit.
Die Wechselwirkung geschiet also über die Felder, der Ort des Photons ist dabei Irrelevant.

Wenn Du ein Stahlenbündel soweit reduzierst, das nur noch seine Wellenlänge durch passt, wirst Du auch fest stellen das die Aufenthaltswarscheinlichkeit nur innerhalb dieser ist, dies kann man messen.

Leider wird das immer falsch dargestellt, in dem man eine Welle zeigt, wie in dieser Animation, das ist aber nicht richtig.
Ein Strahlenbündel ist eine Summe an Wellen.

Daher verabschiede dich von deinem "Wabbern" und Blob und so ^^

Die Welle ist die Drehbewegung des Feldes auf einer Strecke, die es zur Spirale macht, zur ganz einfachen Darstellung.
Der "Teilchen-Wellen-Dualismus" hat damit nichts zu tun, er Zeigt nur die Wichtung an, also die warscheinlichkeit der Position des Photons oder der Photonen innerhalb des Planck´schen Wirkungsquantum, das Feld selbst, wird durch die Energie des Quantum dargestellt, die EM-Welle beschreibt dabei den Positionswechsel des Feldes auf einer Strecke die mit c passiert wird.

Der "TWD" (Teilchen-Wellen-Dualismus) stammt aus den Anfängen der QED, und wird leider mit der Unschärfen-Relation im Einklang gebracht, das ist aber bei der Elektomagnetischen Welle falsch, die Aufenthaltsbestimmung der Photonen im Wirkungsquantum ist die Unschärfe, bzw. der Aufenthalt des "Energie-Pakets" in der Wellenlänge.
Den alten TWD kann man eigentlich verabschieden.

Also die "Teilchen-Welle", hat nichts mit der EM-Welle zu tun, das wird leider immer Verwechselt, weil es noch zu oft in Sprache kommt und der TWD mit der Unschärfen-Relation indentfiziert wird, das ist aber Falsch.

Die Wellenfunktion bei Teilchen kommt von seiner Warscheinlichkeitsposition innerhalb eines Wirkungsvolumes, das Photon unterliegt diesen Gesetzten, aber die Wellenfunktion der EM-Welle hat nur bedingt damit zu tun, man kann grob sagen, das der Positionswechsel innerhalb des Wirkungsvolumes von der Energie abhängich ist.

Die EM-Welle hat damit nichts zu tun, leider wird es noch immer mit der klassischen Darstellung des TWD verglichen, was aber längst und lange verabschidet wurde.
Nähmlich seit man weiß, dass das Licht, der EM-Welle angehöhrt

Also noch mal, die Wellenlänge und somit auch Frequenz, ist von der Energie abhängich, denn die Energie bestimmt die Felddrehung eines Wirkungsquant, Die Wellenlänge ist der Abstand welches das Quant mit v=c bei einer kompletten Felddrehung (Feldwechsel) hinterlegt, um so höher die Energie ist, um so schneller dreht sich dieses Feld und um so kürzer wird dieser Abstand, also um so kürzer wird die Wellenlänge.
Nun entspricht die Wellenlänge gleich der Feldbreite, das hat mit der Ausbreitung des Feldes propotional zur Bewegung zu tun, da beides v=c.
Beim passieren eines Lichtquant am Punkt A, steigt dort das Feld bei nährung an, beim entfernen fällt es ab, bis das nächste Quant diesen Punkt passiert und es wieder ansteigt, dies ist die EM-Welle.
Normalerweise sind diese Pakete, will bildlich mal sagen, Quadratisch, also Würfel, kleben wegen der Expansion diese Würfel nicht mehr aneinander, werden diese gezert um so mehr, um so größer der Abstand, der Würfel selbst, vergößert sich nicht, da er seine Energie nicht ändert und von der Expansion nicht betroffen ist.
Nun erwartet man bei einer Energiegröße das Eintreffen des nächsten Würfels zu einer bestimmten Zeit, doch es kommt später an, wobei man den Würfel neue Abmessungen geben muss, kann man auch umrechnen, so ergibt sich eine komplette Wellenlängen Änderung, das passt nicht zu Energiedichte, daher ist der Würfel verzert und zeigt eine Verschiebung auf, also eigentlich dann visuell eine Verzerung der Farbe (Frequenz).

Zauberwort, Pakete pro Sekunde, Beispiel, ein Paket ist 700nm hoch und lang, also 700nm³, 500 Pakete (Strahabschnitt), werden auf dem Weg mit z=2 gedehnt, so befinden sich die Mittelpunkte der Pakete nicht mehr in einem Abstand von 700nm, sondern bei 2100nm, die Höhe ist noch 700nm, da unbetroffen, 2100 + 700 = 2800 : 3 (Kubik) = 933,33 also ins Rote verschoben, größere Wellenlänge.
Das ist eine sowohl falsche Darstellung, als auch falsche Berechnung, zeigt aber worum es geht, und warum sich die Wellenlänge verschiebt.

Hubble Konstante zeigt die Dehnung der Pakete, womit wir nach eintrefender Spektralverschiebung den Abstand berechen können.

Also noch gröber, da sich die Energie nicht ändert, wird die Wellenlänge der Senkrechten sich nicht verändern, auch nicht durch die Expansion, aber die Abstände ändern sich, wodurch sich die Wellenlänge in der Horizontalen ändert, da die Energie gleich bleibt, wird die Farbe leicht verschoben.

Ich wüßte auch nicht, wie ich es sonst noch erklären soll, daher wird es zum Thema von mir nur noch Bilder geben, ist für mich einfacher

Gruß Micha.

 

[Orbit]

Kleiner Input:
Offenbar ist es bereits gelungen, den Quantenzustand eines einzelnen Photons in einer Photonenfalle währen ca. 1/8 Sekunden gleich mehrmals zu messen:
http://www.pro-physik.de/Phy/leadArticle.do?laid=8988

 

[Orbit]

Ein Lichtblitz kann auch sehr hell sein.

Mac
Das ist der Punkt: Die Helligkeit ist nicht von der Einstrahlungszeit abhängig.
Wenn mit langen Belichtungszeiten in der Astrofotografie Deep Sky-Objekte sichtbar gemacht werden, indem man quasi Photonen sammelt, ist das was anderes. Die effektive Helligkeit der Objekte ändert sich dadurch ja nicht.

Der Begriff 'Gleichzeitig' bedeutet für unser menschliches Auge innerhalb einiger Millisekunden. Wirklich gleichzeitig, also unterhalb der Planckzeit, kommt auch beim Sonnenlicht kaum vor.

Man braucht nicht die Planckzeit zu bemühen, um eine sinnvolle Rechnung darüber anzustellen, wie viele Photonen von der Sonne gleichzeitig bei uns ankommen. Der Kehrwert der Frequenz einer mittleren Wellenlänge des sichtbaren Lichts tut's auch. Nehmen wir Grün:
Wellenlänge 540 nm
Frequenz 5,55E14 Hz
1/Frequenz = 1,8E-15 Sekunden
Energie = hf = 3,68E-19 J
Leistung pro Photonenstrahl = 3,68E-19 W
Solarkonstante = 1367 W/m^2
Das entspricht 3,7E21 Photonenstrahlen
Jeder liefert innerhalb von 1,8E-15 Sekunden ein Quant (Photon) ab. Diese 1,8 Billiardstel Sekunden erlaube ich mir nun mit dem Begriff 'gleichzeitig' zu ersetzen, wenn ich sage, dass stets 3,7E21 Photonen pro m^2 gleichzeitig die Erdoberfläche erreichen. Jedes dieser Quanten oder Photonen entspricht einem Planckschen Wirkungsquantum h.
So viel für den Moment. Über die Amplitude müssen wir noch reden.
Gruss Orbit.

 

[MichaMedia]

So viel für den Moment. Über die Amplitude müssen wir noch reden.

Orbit, Du hast Doch selbst zum neuem Input verlinkt, woraus man liest was ich schrieb, auch die Erklärungen über die EM-Welle zeigen es, selbst Harald Lesch hat es mal erklärt wenn auch spärlich, wenn ich mich recht entsinne.

In Deinem Link wird z.B. Angegeben, das man die Amplitude feststellen kann, aber nicht den Aufenthaltsort.

Ach was rede ich lang auf kleine Hinweise in iregendwelchen Links, wenn es in den Mainstream-Büchern der Neuzeit mehr als sehr gut Beschrieben ist, der Teilchen-Wellen-Dualismus stamt aus der Zeit, bevor man das Licht der EM-Welle zuschreiben konnte, Einstein erwies durch den Photoeffekt, das es ein Teilchen ist, andere sahen es als Welle, wegen dessen Eigenschaften, erst wenig später erkannte man, das es die Elektromagnetische Welle ist.
UND, jeder weiß aus der Schulphysik, was die EM-Welle ist, wie sie aufgebaut ist, warum bleibt Licht da jetzt die Ausnahme, wenn man es schon längst experimentell beweisen kann.
Licht hat mit den damaligen Gedanken des Teilchen-Wellen-Dualismus nichts am Hut.
Radio-,Micro- Gama auch nicht.

Viele optische Experimente geben immer wieder die Bestätigung, die beste erkenntniss daraus ist das Teil wo die meisten drauf schauen, auf ein TFT Flachbild.

Bitte höhrt auf, die Amplitude mit der Unschärfe zu vergleichen und den Dualismus, das ist alter Eisen, den keiner mehr kümmert.

Gruß Micha.

 

[mac]

Hallo Orbit,

Das ist der Punkt: Die Helligkeit ist nicht von der Einstrahlungszeit abhängig.
Wenn mit langen Belichtungszeiten in der Astrofotografie Deep Sky-Objekte sichtbar gemacht werden, indem man quasi Photonen sammelt, ist das was anderes. Die effektive Helligkeit der Objekte ändert sich dadurch ja nicht.

Stimmt, trotzdem ist die Sonne für uns deutlich heller als Deneb, weil mehr Photonen pro Zeit und Fläche von der Sonne als von Deneb bei uns ankommen.

Die Anzahl der Photonen pro Zeit und Fläche macht die Helligkeit. Wenn Du photographierst, kannst Du die gleiche Belichtung mit mehr Licht pro Zeit, (z.B. Blitzlicht) oder mit längerer Belichtungszeit erreichen.

Herzliche Grüße

MAC

 

[Orbit]

Micha
Warum so aufgebracht? Bevor ich selbst weiss, was ich in diesem Zusammenhang zur Amplitude sagen will, ärgerst Du Dich bereits über die Aussagen, welche Du von mir erwartest.

In Deinem Link wird z.B. Angegeben, das man die Amplitude feststellen kann, aber nicht den Aufenthaltsort.

(Hervorhebung von mir)
Da steht aber, dass man zwar die Amplitude, nicht aber die Phase gemessen habe.

Mac

Stimmt, trotzdem ist die Sonne für uns deutlich heller als Deneb...

Das hat doch nichts mit der Dauer der Einstrahlung zu tun, sondern mit der unterschiedlichen Distanz.

Orbit

 

[mac]

Hallo Orbit,

Das hat doch nichts mit der Dauer der Einstrahlung zu tun, sondern mit der unterschiedlichen Distanz.

Stimmt! 10 fache Entfernung führt zu 1/100 der Photonen pro Fläche und Zeit. Hatte ich so ähnlich bereits erwähnt.

Die Anzahl der Photonen pro Zeit und Auffangfläche, bestimmt nur die Helligkeit, nicht die Farbe.

Die Anzahl der Photonen pro Zeit und Fläche macht die Helligkeit.

Vielleicht hilft ein anderes Beispiel:

Mach in der Nacht eine Landschaftsaufnahme (mit Stativ) bei Vollmond und klarem Himmel. Wenn Du diese Aufnahme einige Sekunden lang belichtest, dann kannst Du sie nicht von einer richtig belichteten Tageslichtaufnahme unterscheiden.

Mit eigenen Augen in der Natur kann man das natürlich nicht verwechseln. Das was wir als Helligkeit bezeichnen, ist die Anzahl der Photonen pro Fläche und Zeit. Um aber ein CCD oder früher einen Film zu belichten, muß man eine bestimmte Anzahl von Photonen auf einer Fläche sammeln. In welcher Zeit das gesammelt wird, ist in bestimmten technischen bzw. chemischen Grenzen egal.

Es ist der Unterschied zwischen Dosisleistung und Dosis.

Herzliche Grüße

MAC

 

[Orbit]

Mac
Im Wiki steht:

die kleinste Menge an elektromagnetischer Strahlung beliebiger Frequenz ist ein Photon.

Menge und Quantum bedeutet dasselbe. Wenn ich Photon und Plancksches Wirkungsquantum gleichsetze, was ich in meiner Berechnung im vorletzten Beitrag getan habe, bleibe ich doch im Rahmen dieser Aussage im Wiki. Ich sage also, dass sich stets 3,7E21 Photonen (h-Quanten) in der Messfläche von einem m^2 befinden. Dieser Wert gilt für jede Wellenlänge. Kannst die Rechnung ja selbst mit beispielsweise blauem Licht von 400 nm Länge machen.
Rechnest Du nun aber Photonen pro Fläche und Zeit, dann erhältst Du einen Wert für den Teilchenfluss. Rechnest Du den pro Sekunde, dann rechnest Du die Anzahl Teilchen in einem Quader von 1 m^2 Querschnittfläche und 299792458 m Länge. Bei grünem Licht wären das dann
3,7E21 * 5,55E14 = 2 E36 h-Quanten und bei blauem Licht
3,7E21 * 7,5E14 = 2,7E36 h-Quanten.
Konstant ist also nur der Wert Photonen pro Fläche. Dein Wert ändert mit der Frequent oder der Wellenlänge. Und darum ist Deine Aussage

Die Anzahl der Photonen pro Zeit und Auffangfläche, bestimmt nur die Helligkeit, nicht die Farbe.

nicht kompatibel mit der hier verwendeten Definition von Photon. Nach der gälte:
Photonen/Fläche > Helligkeit
Photonen/Fläche und Zeit > Farbe

Gruss Orbit

 

[mac]

Hallo Orbit,

ich verstehe immer noch nicht, wo im bisher gesagten für Dich die Widersprüche liegen, deshalb nehme ich Deinen letzten Post so gut ich kann wörtlich.

Wenn ich Photon und Plancksches Wirkungsquantum gleichsetze, was ich in meiner Berechnung im vorletzten Beitrag getan habe

Das führt nur dann zur richtigen Energie, wenn Du die Frequenz des Photons mit einbeziehst. Die Energie eines Photons mit 100 nm Wellenlänge ist doppelt so groß, wie die Energie eines 200 nm Photons. Für das jeweilige Photon mit seiner Wellenlänge kann sie aber nicht kleiner sein, als Planck’sches Wirkungsquantum * Frequenz.

Ich sage also, dass sich stets 3,7E21 Photonen (h-Quanten) in der Messfläche von einem m^2 befinden.

diese Aussage ist kritisch zu sehen und ich kenne keinen natürlichen Vorgang, in dem das (verteilt auf dieser Fläche) möglich wäre, wenn man ‚gleichzeitig‘ als Delta T < Plackzeit definiert. Du hättest dann einen Photonenfluß von 3,7E21*1E43 Photonen pro Sekunde und Quadratmeter.

Wenn Du von Helligkeit sprichst, mußt Du eine Aussage über den Fluß machen, also Photonen pro Zeit und Fläche.

Vielleicht stolperst Du über meine Aussage, daß die Helligkeit keinen Einfluß auf die Farbe der Photonen hat? Selbstverständlich transportieren 1000 100 nm Photonen doppelt so viel Energie wie 1000 200 nm Photonen. Nicht bei dieser Wellenlänge, aber in einem bestimmten Wellenlängenbereich sehen wir eine solche Farbänderung auch als heller werden und im hier praktizierten Sprachgebrauch sind 1000 100 nm Photonen auch ‚heller‘ als 1000 200 nm Photonen, weil sie doppelt so viel Energie transportieren. Das ändert aber nichts an meiner ursprünglichen Aussage, daß 2000 100 nm Photonen pro Fläche und Zeit doppelt so hell sind, wie 1000 100 nm Photonen auf der selben Fläche in der gleichen Zeit, und ganz ohne dadurch die ‚Farbe‘ zu ändern.

Rechnest Du den pro Sekunde, dann rechnest Du die Anzahl Teilchen in einem Quader von 1 m^2 Querschnittfläche und 299792458 m Länge.

Das ist ja richtig, und es ist mit anderen Worten die Beschreibung von ‚Photonenfluß‘, also von Helligkeit (wenn diese Photonen unterwegs hin zu dieser Fläche sind).

Es ist derselbe Unterschied wie zwischen Watt (Leistung) und Wattsekunden (Arbeit). Watt ist der Energiefluß und Wattsekunden (=Joule) ist die Energie (oder Arbeit.)

nicht kompatibel mit der hier verwendeten Definition von Photon. Nach der gälte:
Photonen/Fläche > Helligkeit
Photonen/Fläche und Zeit > Farbe

Da Du hier das ‚ist größer als‘ Zeichen verwendest, weiß ich nicht genau, ob ich Dir hier die richtige Antwort gebe, denn meine Antwort setzt voraus, daß Du eigentlich ‚ist gleich‘ meintest.

Photonen/Fläche = Helligkeit ist so nicht richtig. Die Helligkeit (der Fluß) ist Photonen/Fläche und Zeit. Wenn Du mit Helligkeit nur die richtige Belichtung z.B. eines Photos meinst, dann sprichst Du nicht mehr von ‚Fluß‘, also nicht mehr von Leistung, sondern von Arbeit oder Energie, denn der Film oder der CCD-Chip z.B. brauchen eine bestimmte Anzahl von Photonen (der richtigen Wellenlängen) um ausreichend belichtet zu sein. In welcher Zeit (wenn man Motiv und Kamera so lange ruhig halten kann) ist mehr eine Frage von Technik und Chemie.

Wenn man nun Farbe mit ins Spiel bringen will, dann muß man noch wesentlich sorgfältiger unterscheiden, was genau gemeint ist, denn die üblichen Aufnahmesysteme Antenne, Infrarotkamera, Auge, Teleskop mit Film, Teleskop mit CCD, Röntgenteleskope usw. sind nur innerhalb ihrer Wellenlängenbereiche empfindlich. Das ändert natürlich nichts daran, daß 100 nm Photonen und 200 nm Photonen unterschiedlich viel Energie transportieren.

Konstant ist also nur der Wert Photonen pro Fläche. Dein Wert ändert mit der Frequent oder der Wellenlänge. Und darum ist Deine Aussage

nicht kompatibel mit der hier verwendeten Definition von Photon

an irgend einer Stelle, die ich nicht identifizieren kann, interpretierst Du hier etwas in meine Aussagen hinein, was ich nicht gemeint habe.

Vielleicht war’s ja die Aussage, die ich gemacht habe: Größere Helligkeit (mehr Photonen pro Fläche und Zeit) ändert nichts an der Farbe.

Diese Aussage gilt in dieser Formulierung nur so, wie sie da steht. Der Umkehrschluß ist in dieser Formulierung weder enthalten noch zulässig.

Herzliche Grüße

MAC

 

[Orbit]

Mac
Wir reden aneinander vorbei.

Das führt nur dann zur richtigen Energie, wenn Du die Frequenz des Photons mit einbeziehst. Die Energie eines Photons mit 100 nm Wellenlänge ist doppelt so groß, wie die Energie eines 200 nm Photons. Für das jeweilige Photon mit seiner Wellenlänge kann sie aber nicht kleiner sein, als Planck’sches Wirkungsquantum * Frequenz.

Das weiss ich schon. Aber der Witz meiner Beiträge in diesem Thread ist ja gerade der, dass ich Helligkeit physiklisch absolut und energieunabhängig definieren möchte, um zu zeigen, dass die Energie oder eben die Frequenz die Farbe bestimmen und nicht die Helligkeit.
Ich will also zeigen, dass für die Helligkeit in rein physikalischem Sinn nicht der Teilchenfluss betrachtet werden muss, sondern dass eine 'Tranche' mit der Mächtigkeit einer Wellenlänge genügt. Wobei die Wellenlänge keine Rolle spielt: Eine 'Tranche' grünen Lichts mit einer Mächtigkeit von 540 nm ist bei gleicher Strahlendichte genau so hell wie eine 'Tranche' blauen Lichts mit der Mächtigkeit von 400 nm. Ich schneide quasi ein 'Einzelbild' aus Deinem 'Teilchenfluss-Film' heraus und behaupte, dass das zur Berechnung der Helligkeit ausreiche. Erst die Anzahl der 'Einzelbilder', welche pro Sekunde auf die 'Leinwand' treffen - und die ergibt sich aus der Frequenz - gibt dem Licht die Farbe. Auf diese Weise kann ich auch erklären, warum ein Kugelblitz von der Grösse der Sonne mit der Strahlungsleistung von 3,845 E26 Watt im Abstand von 1 AU physikalisch genau so hell sein kann wie die Sonne. Wahrnehmen kann ich das allerdings bei einer Dauer von 2E-15 s wohl kaum. Daher und aus weiteren praktischen Gründen

Die Helligkeit (der Fluß) ist Photonen/Fläche und Zeit. Wenn Du mit Helligkeit nur die richtige Belichtung z.B. eines Photos meinst, dann sprichst Du nicht mehr von ‚Fluß‘, also nicht mehr von Leistung, sondern von Arbeit oder Energie, denn der Film oder der CCD-Chip z.B. brauchen eine bestimmte Anzahl von Photonen (der richtigen Wellenlängen) um ausreichend belichtet zu sein. In welcher Zeit (wenn man Motiv und Kamera so lange ruhig halten kann) ist mehr eine Frage von Technik und Chemie.

kommt es wohl auch, dass man die Helligkeit lieber mit dem Teilchenfluss als mit der hier aus didaktischen Gründen verwendeten Grösse
h-Quanten pro Fläche
beschreibt.

Gruss Orbit

 

[mac]

Hallo Orbit,

Mac
Wir reden aneinander vorbei.

Ja, auch.

Das weiss ich schon.

das hab‘ ich auch nicht ernsthaft bezweifelt, aber weil ich nicht wußte wo’s genau hakt, bin ich auch darauf eingegangen.

Aber der Witz meiner Beiträge in diesem Thread ist ja gerade der, dass ich Helligkeit physiklisch absolut und energieunabhängig definieren möchte, um zu zeigen, dass die Energie oder eben die Frequenz die Farbe bestimmen und nicht die Helligkeit.

Das ändert nichts, denn dann bestimmt nur noch die Leistung die Helligkeit. Die Energie der einzelnen Photonen und nur die, bestimmt die Farbe des ankommenden Lichts und die Anzahl der Photonen pro Zeit und Fläche bestimmen die Helligkeit. Allgemein ausgedrückt: Physikalische Helligkeit = Leistung = h * ny * Anzahl / Zeit.

Ich will also zeigen, dass für die Helligkeit in rein physikalischem Sinn nicht der Teilchenfluss betrachtet werden muss

was falsch ist,

sondern dass eine 'Tranche' mit der Mächtigkeit einer Wellenlänge genügt.

was richtig ist, weil Du damit Teilchenfluß beschreibst. Eine Tranche (ich setze voraus, daß Du damit eine Anzahl Photonen pro Fläche meinst) in einem Zeitraum von z.B. (540E-9m/3E8m/s) ist ein Teilchenfluß.

Wobei die Wellenlänge keine Rolle spielt: Eine 'Tranche' grünen Lichts mit einer Mächtigkeit von 540 nm ist bei gleicher Strahlendichte genau so hell wie eine 'Tranche' blauen Lichts mit der Mächtigkeit von 400 nm.

Das ist wiederum falsch. Wenn die Tranche in beiden Fällen aus der gleichen Anzahl von Photonen besteht, dann ist der Fluß mit Deiner Zeitbeschreibung beim blauen Licht (1/(540nm/400nm))^2 höher als beim grünen Licht und die Energie einer blauen Tranche 540nm/400nm größer als die Energie einer grünen Tranche.

Ich schneide quasi ein 'Einzelbild' aus Deinem 'Teilchenfluss-Film' heraus und behaupte, dass das zur Berechnung der Helligkeit ausreiche.

das ist dann richtig, wenn Du die Anzahl der gesammelten Photonen des Einzelbildes kennst (Photonen pro Fläche) und weißt, wie lange dieses Einzelbild belichtet wurde (pro Zeit)

Erst die Anzahl der 'Einzelbilder', welche pro Sekunde auf die 'Leinwand' treffen - und die ergibt sich aus der Frequenz - gibt dem Licht die Farbe.

Das ist, wenn Du das Einzelbild aus 'meinem Film' ausschneidest falsch. So wie Du es hier formulierst, kann ich auch gelöst von 'meinem Film' keine Interpretation finden, die diese Aussage richtig machen könnte. Ein einziges Photon hat eine Wellenlänge und damit eine ‚Farbe‘. Auch viele monochromatische Photonen hintereinander, auch schneller hintereinander als Lambda/c, ändern an dieser Farbe nichts.

Auf diese Weise kann ich auch erklären, warum ein Kugelblitz von der Grösse der Sonne mit der Strahlungsleistung von 3,845 E26 Watt im Abstand von 1 AU physikalisch genau so hell sein kann wie die Sonne.

das ist für die Zeitspanne der von Dir genannten 2E-15 Sekunden auch genau richtig. In dieser Zeit ist der Fluß des von Dir definierten Kugelblitzes und der Sonne identisch. Daran ändert die Tatsache, daß dem Kugelblitz danach die ‚Puste‘ ausgeht und der Sonne nicht, gar nichts.

Herzliche Grüße

MAC

 

[Orbit]

Eine Tranche (ich setze voraus, daß Du damit eine Anzahl Photonen pro Fläche meinst) in einem Zeitraum von z.B. (540E-9m/3E8m/s) ist ein Teilchenfluß.

Natürlich kannst Du so auf den Teilchenfluss zurück rechnen und erhältst dann eben 2E36 Teilchen pro Fläche und Sekunde. Und weil bei blauem Licht 400E-9m/3E8m/s gilt, 2,7E36 Teilchen pro Fläche und Sekunde. Aber diese unterschiedlichen Werte können nicht ein Mass für die Helligkeit sein; denn die ist in beiden Fällen dieselbe, weil in beiden Fällen gleich viele Photonen gleichzeitig in der Fläche anwesend sind. Gleichzeitig meine ich in quantenmechanischem Sinn, d.h. dass das Photon innerhalb einer einzigen Wellenlänge IST. Zustandsänderungen innerhalb eines Quantenzustandes gibt es nicht, und deshalb ist Deine Überlegung mit der Placklänge weiter oben quantenmechanisch nicht korrekt.
Gruss Orbit

 

[mac]

Hallo Orbit,

Du hast Dich zwischen den Begriffen Leistung und Arbeit verheddert.

Du schreibst:

Ich will also zeigen, dass für die Helligkeit in rein physikalischem Sinn nicht der Teilchenfluss betrachtet werden muss, sondern dass eine 'Tranche' mit der Mächtigkeit einer Wellenlänge genügt.

Das ist falsch. Leistung ist mit Zeit verknüpft. Wenn Du, wie Du im obigen Zitat und im letzten Post zu erklären versuchst, ohne Zeit auszukommen glaubst, dann beschreibst Du Arbeit und nicht Leistung.


Damit Du dabei nicht allein auf meine Aussage angewiesen bist, siehe auch:

http://de.wikipedia.org/wiki/Helligkeit#Physikalische_Definition

Als rein physikalische Messgröße wird die Helligkeit von der Photometrie durch die Lichtstärke ersetzt, welche die von einem Objekt ausgehende, spektral gemittelte Strahlung in der Maßeinheit Candela (cd) angibt.

und weiter über
http://de.wikipedia.org/wiki/Lichtstärke_(Photometrie)

Die Lichtstärke Iv ist die Strahlungsleistung einer Lichtquelle pro Raumwinkel einer Lichtquelle,

über die Meßgröße Candela kommst Du zu zur Definition von Candela in http://de.wikipedia.org/wiki/Candela

Ein Candela ist die Lichtstärke (Lichtstromdichte) einer Strahlungsquelle, die monochromatische Strahlung der Frequenz 540 • 10^12 Hertz, entsprechend einer Wellenlänge λ von ca. 555 nm, mit einer Leistung von 1/683 Watt pro Steradiant (Raumeinheitswinkel) aussendet.

Watt ist Leistung oder Arbeit (Joule) / Zeit.

Herzliche Grüße

MAC

 

[Orbit]

Mac
Aus den Parametern in der Definition von 'Candela' lässt sich die Anzahl der Photonen ausrechnen, welche pro Sekunde und sr von einer Kerze abgestrahlt werden:

1/(683*6.626E-34*5,4E14) = 4,1E15 pro s.

Wenn ich nun mit Lichtstrahlen aus h-Quanten rechne, erhalte ich f mal so viele h-Quanten. Weil ich mir diese hintereinander aufgereiht vorstelle, befindet sich nur der f-te Teil in einer Tranche von der Mächtigkeit einer Wellenlänge von 555 nm, also auch 4,1E15 h-Quanten pro Tranche.

Das ist doch gehauen wie gestochen, oder?
Worüber streiten wir uns also?
Ich habe nie behauptet, Helligkeit habe nichts mit Leistung zu tun, und das

Du hast Dich zwischen den Begriffen Leistung und Arbeit verheddert.

trifft m.E. nicht zu.
Aber ein Mass für die Helligkeit muss halt nicht unbedingt in Watt/m^2 angegeben werden. So wie eine Masse auch in eV oder die Grösse einer Kreisfläche in Meter (Radius) angegeben werden kann, kann Helligkeit auch mit h-Quanten pro ... (ja, pro was?)...sagen wir mal pro Tranchenvolumen ausgedrückt werden und hat dann die Dimension h/m^3 oder kg/ms.
Gruss Orbit

 

[mac]

Hallo Orbit,

Worüber streiten wir uns also?

Wo? Ich versuche Dir nach bestem Wissen eine Antwort auf:

Müsste es nicht heissen 'Die Anzahl der Photonen, die gleichzeitig die Auffangfläche erreichen, bestimmen die Helligkeit'?

zu geben und Du versuchst mich von Deinem ‚Quantilen-Konzept‘ zu überzeugen, was mir bisher nicht einleuchtet, ja teilweise im krassen Widerspruch zu meinen Kenntnissen steht. Als Streit sehe ich das ganz und gar nicht.

Aus den Parametern in der Definition von 'Candela' lässt sich die Anzahl der Photonen ausrechnen, welche pro Sekunde und sr von einer Kerze abgestrahlt werden

wenn Du deren Wellenlänge kennst und mit einbeziehst, ja.

Wenn ich nun mit Lichtstrahlen aus h-Quanten rechne,

was sind h-quanten? Erst später habe ich gefunden, daß das vielleicht das gleiche Missverständnis ist, wie weiter unten beschrieben?

Wenn ich nun mit Lichtstrahlen aus h-Quanten rechne, erhalte ich f mal so viele h-Quanten. Weil ich mir diese hintereinander aufgereiht vorstelle, befindet sich nur der f-te Teil in einer Tranche von der Mächtigkeit einer Wellenlänge von 555 nm, also auch 4,1E15 h-Quanten pro Tranche.

mit der Beschreibung: ‚in einer Tranche von der Mächtigkeit einer Wellenlänge von 555 nm‘ definierst Du eine Zeit (555E-9m / c) und filterst alle Wellenlängen aus, die größer sind.



Du hast hier schon

Man braucht nicht die Planckzeit zu bemühen, um eine sinnvolle Rechnung darüber anzustellen, wie viele Photonen von der Sonne gleichzeitig bei uns ankommen. Der Kehrwert der Frequenz einer mittleren Wellenlänge des sichtbaren Lichts tut's auch. Nehmen wir Grün:
Wellenlänge 540 nm
Frequenz 5,55E14 Hz
1/Frequenz = 1,8E-15 Sekunden
Energie = hf = 3,68E-19 J
Leistung pro Photonenstrahl = 3,68E-19 W
Solarkonstante = 1367 W/m^2
Das entspricht 3,7E21 Photonenstrahlen
Jeder liefert innerhalb von 1,8E-15 Sekunden ein Quant (Photon) ab. Diese 1,8 Billiardstel Sekunden erlaube ich mir nun mit dem Begriff 'gleichzeitig' zu ersetzen, wenn ich sage, dass stets 3,7E21 Photonen pro m^2 gleichzeitig die Erdoberfläche erreichen.

versucht zu erklären, wie Du Dir Deine Quantile vorstellst. Bereits in dieser Erklärung steckt der Wurm. Sonnenlicht ist nicht monochromatisch, damit ist aber dieser Versuch hier die Zeit über die Wellenlänge zu definieren zu kurz gesprungen.

Möglicherweise findet sich bereits hier ein Teil dieses ‚Wurms‘ (das ist auch der Bezug, auf den ich weiter oben schon hingewiesen hatte: ‚Erst später habe ich gefunden ...‘)

Menge und Quantum bedeutet dasselbe. Wenn ich Photon und Plancksches Wirkungsquantum gleichsetze, was ich in meiner Berechnung im vorletzten Beitrag getan habe, bleibe ich doch im Rahmen dieser Aussage im Wiki. Ich sage also, dass sich stets 3,7E21 Photonen (h-Quanten) in der Messfläche von einem m^2 befinden.

Photon ist ungleich Plancksches Wirkungsquantum. Du kannst das Photon nicht allein über das Plancksche Wirkungsquantum beschreiben, ebenso wenig wie Du Gravitation allein mit der Gravitationskonstante beschreiben kannst. Deshalb darfst Du auch keine wellenlängenunabhängige Quantile in Deinem Definitionsansatz verwenden.

Diese Defizite in Deiner Definition zur Helligkeit, führen dann nicht nur bei der Zeitbasis, sondern auch bei der Energie zu Problemen. (Siehe auch Post #91)

Wenn die Tranche in beiden Fällen aus der gleichen Anzahl von Photonen besteht, dann ist der Fluß mit Deiner Zeitbeschreibung beim blauen Licht (1/(540nm/400nm))^2 höher als beim grünen Licht und die Energie einer blauen Tranche 540nm/400nm größer als die Energie einer grünen Tranche.

Vielleicht findet sich die Ursache einiger Missverständnisse aber auch hier:

Mac
Das ist der Punkt: Die Helligkeit ist nicht von der Einstrahlungszeit abhängig.
Wenn mit langen Belichtungszeiten in der Astrofotografie Deep Sky-Objekte sichtbar gemacht werden, indem man quasi Photonen sammelt, ist das was anderes. Die effektive Helligkeit der Objekte ändert sich dadurch ja nicht.

Bei diesem Zitat drängt sich mir die Frage auf, ob Du vielleicht davon ausgehst, daß ich mit der Zeit multiplizieren will? (was ja nicht der Fall ist).

Ich habe nie behauptet, Helligkeit habe nichts mit Leistung zu tun

Das wäre ja völlig Ok, wenn ich jetzt verstehen würde, wie sich diese Aussage von Dir mit jener

Ich will also zeigen, dass für die Helligkeit in rein physikalischem Sinn nicht der Teilchenfluss betrachtet werden muss,

verträgt?

Herzliche Grüße

MAC

 

[Orbit]

wenn Du deren Wellenlänge kennst und mit einbeziehst...

Hallo mac
Die mittlere Wellenlänge kennt man offenbar, sonst würde man sie bei der Definition von 'Candela' nicht angeben.
Der Mittelwert ergibt sich aus der spektralen Verteilung und errechnet sich nach dem Planckschen Strahlungsgesetz. Bei Kerzenlicht liegt er offenbar bei 555 nm, beim Sonnenlicht wohl etwas höher, bei etwa 500 nm würd ich sagen:
http://de.wikipedia.org/wiki/Datei:Sonne_Strahlungsintensitaet.svg
Wenn ich nun auf der Basis dieses Mittelwertes Berechnungen anstelle und Du die mit dem Argument

mit der Beschreibung: ‚in einer Tranche von der Mächtigkeit einer Wellenlänge von 555 nm‘ definierst Du eine Zeit (555E-9m / c) und filterst alle Wellenlängen aus, die größer sind.
...
Du hast hier schon ... versucht zu erklären, wie Du Dir Deine Quantile vorstellst. Bereits in dieser Erklärung steckt der Wurm. Sonnenlicht ist nicht monochromatisch, damit ist aber dieser Versuch hier die Zeit über die Wellenlänge zu definieren zu kurz gesprungen.

von Dir weist, dann ist das absurd; denn mit diesem Argument könntest Du beispielsweise alle Berechnungen in der Klimatologie, welche auf Mittelwerten beruhen, als ungültig erklären.

Photon ist ungleich Plancksches Wirkungsquantum.

Ich weiss schon, dass die offizielle Sprachregelung anders ist, als das was ich hier eigentlich nur aus didaktischen Gründen schreibe; aber mehr als eine Sprachregelung ist es m.E. auch nicht; denn was Photonen wirklich sind, weiss eigentlich niemand.

Du kannst das Photon nicht allein über das Plancksche Wirkungsquantum beschreiben

Tu ich das, wenn ich mir eine Kette aus h-Quanten vorstelle, welche auf Grund ihrer Wellenlänge und der Eigenschaft, sich mit Lichtgeschwindigkeit fortzubewegen eine Pulsfrequenz haben müssen?
Orbit

 

[mac]

Hallo Orbit,

Die mittlere Wellenlänge kennt man offenbar, sonst würde man sie bei der Definition von 'Candela' nicht angeben.

Es wird nicht die mittlere Wellenlänge bei der Definition für ‚Candela‘ angegeben, sondern eine diskrete Wellenlänge.

Ein Candela ist die Lichtstärke (Lichtstromdichte) einer Strahlungsquelle, die monochromatische Strahlung der Frequenz 540 • 1012 Hertz, entsprechend einer Wellenlänge λ von ca. 555 nm, mit einer Leistung von 1/683 Watt pro Steradiant (Raumeinheitswinkel) aussendet.

und das ist auch genau so erforderlich, wenn man es reproduzierbar halten will.

Unter Berücksichtigung des Posts #92 ist mir somit nach wie vor nicht klar, wie Du die Zeitbasis für Deine Quantile definierst. Ja es ist für mich noch nicht mal klar, ob Deine Quantile proportional zu Watt ist (wie das bei Candela gegeben ist) oder nicht.

Wenn ich nun auf der Basis dieses Mittelwertes Berechnungen anstelle und Du die mit dem Argument

mit der Beschreibung: ‚in einer Tranche von der Mächtigkeit einer Wellenlänge von 555 nm‘ definierst Du eine Zeit (555E-9m / c) und filterst alle Wellenlängen aus, die größer sind.
...
Du hast hier schon ... versucht zu erklären, wie Du Dir Deine Quantile vorstellst. Bereits in dieser Erklärung steckt der Wurm. Sonnenlicht ist nicht monochromatisch, damit ist aber dieser Versuch hier die Zeit über die Wellenlänge zu definieren zu kurz gesprungen.

von Dir weist, dann ist das absurd; denn mit diesem Argument könntest Du beispielsweise alle Berechnungen in der Klimatologie, welche auf Mittelwerten beruhen, als ungültig erklären.

Vorab: In der Klimatologie wird für den Energieeintrag durch Sonnenlicht nicht mit Quantilen sondern mit Watt gerechnet. Es mag sein, daß mein Einwand für Dich absurd erscheint. Für mich ist er es auf der Grundlage Deiner bisherigen Erläuterungen nicht.

Warum Du das für absurd hältst, kann ich, besonders angesichts dieses Einwandes von Dir:

Natürlich kannst Du so auf den Teilchenfluss zurück rechnen und erhältst dann eben 2E36 Teilchen pro Fläche und Sekunde. Und weil bei blauem Licht 400E-9m/3E8m/s gilt, 2,7E36 Teilchen pro Fläche und Sekunde. Aber diese unterschiedlichen Werte können nicht ein Mass für die Helligkeit sein; denn die ist in beiden Fällen dieselbe, weil in beiden Fällen gleich viele Photonen gleichzeitig in der Fläche anwesend sind. Gleichzeitig meine ich in quantenmechanischem Sinn, d.h. dass das Photon innerhalb einer einzigen Wellenlänge IST. Zustandsänderungen innerhalb eines Quantenzustandes gibt es nicht, und deshalb ist Deine Überlegung mit der Placklänge weiter oben quantenmechanisch nicht korrekt.

(Hervorhebung durch mich)
nicht nachvollziehen.

Vorab noch eine Anmerkung zu: ‚Aber diese unterschiedlichen Werte können nicht ein Mass für die Helligkeit sein; denn die ist in beiden Fällen dieselbe‘ Das ist falsch. Siehe Definition Candela.

Du willst Zeit in Deine Quantile integrieren. Definierst Quantile mit ‚gleichzeitig anwesenden Photonen in einer Fläche‘, ziehst Dich bei der Frage nach einer nicht absurden (nicht zur Division durch 0 führenden) Definition für ‚gleichzeitig‘ auf eine Wellenlänge zurück, und erklärst mir, daß man kürzere Zeiten als die für diese Wellenlänge nötige Zeit, aus quantenmechanischen Gründen sowieso nicht betrachten darf. Wenn ich Dich dann damit konfrontiere, daß Du mit dieser Aussage alle Wellenlängen (Du willst nach eigener Aussage eine mittlere Wellenlänge betrachten), die nicht in Deine Definition von ‚Gleichzeitig‘ passen, diskriminierst, dann hältst Du das für absurd. Ich dagegen sehe hier nach wie vor Erklärungsbedarf.

Photon ist ungleich Plancksches Wirkungsquantum.

Ich weiss schon, dass die offizielle Sprachregelung anders ist, als das was ich hier eigentlich nur aus didaktischen Gründen schreibe; aber mehr als eine Sprachregelung ist es m.E. auch nicht; denn was Photonen wirklich sind, weiss eigentlich niemand.

Die Definition:

Energie des Photons = Plancksches Wirkungsquantum * Frequenz des Photons

ist unabhängig von einem tieferen Verständnis der Natur des Photons als der bereits erkennbaren. Das Gleichsetzen von Photon und Planckschem Wirkungsquantum verträgt sich nicht mit der angeführten Definition. Welchen didaktischen Vorteil Du Dir vom Verlassen dieser Definition versprichst, habe ich auch nicht verstanden.

Du kannst das Photon nicht allein über das Plancksche Wirkungsquantum beschreiben

Tu ich das, wenn ich mir eine Kette aus h-Quanten vorstelle, welche auf Grund ihrer Wellenlänge und der Eigenschaft, sich mit Lichtgeschwindigkeit fortzubewegen eine Pulsfrequenz haben müssen?

ich weis nicht, was Du da genau tust, da Du nach wie vor die Frage nach der genauen Bedeutung Deiner Wortschöpfungen ‚h-Quanten‘ ‚Pulsfrequenz‘ nicht beantwortet, bzw. gerade erweitert hast. Ebenso fehlt mir noch die Antwort auf diese Fragen:

Ich habe nie behauptet, Helligkeit habe nichts mit Leistung zu tun

Das wäre ja völlig Ok, wenn ich jetzt verstehen würde, wie sich diese Aussage von Dir mit jener

Ich will also zeigen, dass für die Helligkeit in rein physikalischem Sinn nicht der Teilchenfluss betrachtet werden muss,

verträgt.

Auch hier weiß ich immer noch nicht, was Du eigentlich meinst.


Herzliche Grüße

MAC

 

[Orbit]

Hallo mac

Es wird nicht die mittlere Wellenlänge bei der Definition für ‚Candela‘ angegeben, sondern eine diskrete Wellenlänge.

Es ist die Wellenlänge, welche das breite Spektrum von Kerzenlicht in Bezug auf dessen Helligkeit repräsentiert. Würde eine Kerze monochromes Licht mit dieser Wellenlänge abstrahlen, wäre sie so hell wie eine normale Kerze.
Beim Sonnenlicht liegt dieser Wert bei etwa 500 nm, wie mir ein Physiker bestätigt hat.
http://de.wikipedia.org/wiki/Datei:Sonne_Strahlungsintensitaet.svg

Vorab: In der Klimatologie wird für den Energieeintrag durch Sonnenlicht nicht mit Quantilen sondern mit Watt gerechnet.

Das weiss ich, und ich will das auch nicht ändern.

Warum Du das für absurd hältst, kann ich...nicht nachvollziehen.

Absurd fand ich auf Grund dessen, was ich eingangs nochmals zur repräsentativen Wellenlänge schrieb, dies:

und filterst alle Wellenlängen aus, die größer sind.

nicht Deinen Einwand gegen meine Vorstellung einer 'quantenmechanischen Fläche', die ich mir hier als Tranche vorstellte. Diese Vorstellung ist wohl unzulässig und damit auch die Berechnung einer Anzahl Photonen, welche gleichzeitig auf einer Fläche ankämen.

Vorab noch eine Anmerkung zu: ‚Aber diese unterschiedlichen Werte können nicht ein Mass für die Helligkeit sein; denn die ist in beiden Fällen dieselbe‘ Das ist falsch. Siehe Definition Candela.

Da bin ich halt anderer Meinung. Siehe Definition Candela.

Energie des Photons = Plancksches Wirkungsquantum * Frequenz des Photons

Auch das weiss ich, und das gilt auch für jedes andere Teilchen. Ich frage mich die ganze Zeit einfach, worin denn der Unterschied zwischen einem Photonen- und einem Elektronenstrahl bestehen könnte. Wenn das Photon laut Wikipedia

die elementare Anregung (Quant) des quantisierten elektromagnetischen Feldes

sei, muss da ein Unterschied bestehen; denn das Elektron ist keine 'elementare Anregung (Quant)', und ich frage mich halt, was anderes als h hier denn elementar sei.

Deiner Wortschöpfungen ‚h-Quanten‘

Das ist einfach die Kurzform für Planck'sches Wirkungsquantum.

‚Pulsfrequenz‘

Ich wollte damit zum Ausdruck bringen, dass ich mir in meinen Überlegungen einen Strahl aus h-Quanten vorstelle, die mit einer bestimmten Frequenz aufs Messgerät 'pochen'.

Zu Deiner letzten Frage: Da

Ich will also zeigen, dass für die Helligkeit in rein physikalischem Sinn nicht der Teilchenfluss betrachtet werden muss,

habe ich mich falsch ausgedrückt. Wie ich es meinte, habe ich im vorletzten Beitrag geschrieben:

Aber ein Mass für die Helligkeit muss halt nicht unbedingt in Watt/m^2 angegeben werden. So wie eine Masse auch in eV oder die Grösse einer Kreisfläche in Meter (Radius) angegeben werden kann, kann Helligkeit auch mit h-Quanten pro ... (ja, pro was?)...sagen wir mal pro Tranchenvolumen ausgedrückt werden und hat dann die Dimension h/m^3 oder kg/ms.

Orbit

 

[mac]

Hallo Orbit,

was mir an erster Stelle wichtig war,

Müsste es nicht heissen 'Die Anzahl der Photonen, die gleichzeitig die Auffangfläche erreichen, bestimmen die Helligkeit'?

hat somit wieder eine (gemeinsame )Zeitbasis und kann daher ins ‚Archiv‘

Vorab noch eine Anmerkung zu: ‚Aber diese unterschiedlichen Werte können nicht ein Mass für die Helligkeit sein; denn die ist in beiden Fällen dieselbe‘ Das ist falsch. Siehe Definition Candela.

Da bin ich halt anderer Meinung. Siehe Definition Candela.

hier sind wir also noch nicht auf einer gemeinsamen Basis.

Vielleicht kann ich da noch einen Weg finden?

Die Definition des Candela sollte die Anforderung erfüllen, eine Verbindung zwischen der Physik und der Physiologie des Sehens herzustellen. Dabei wurde der höchsten Empfindlichkeit menschlicher Augen bei den schon genannten 555 nm in der Definition des Candela Rechnung getragen.

Es ist dabei weder für die Sehphysiologie noch für die (in der Physik noch wichtigere) Leistungsbeschreibung einer ‚Lichtquelle‘ egal, welche Wellenlänge die empfangenen Photonen haben. Um dieser Tatsache Rechnung zu tragen, war eine, auf (Energie)Leistung gegründete Definition notwendig, wie sie (speziell für den sichtbaren Bereich) auch im Candela (durch dessen Bezug auf Watt) gegeben ist.

Ich hatte hier

und im hier praktizierten Sprachgebrauch sind 1000 100 nm Photonen auch ‚heller‘ als 1000 200 nm Photonen, weil sie doppelt so viel Energie transportieren.

schon mal versucht diese Sache ‚an den Mann‘ zu bringen.

Über die Definition des Candela durch Watt

Ein Candela ist die Lichtstärke (Lichtstromdichte) einer Strahlungsquelle, die monochromatische Strahlung der Frequenz 540 • 1012 Hertz, entsprechend einer Wellenlänge λ von ca. 555 nm, mit einer Leistung von 1/683 Watt pro Steradiant (Raumeinheitswinkel) aussendet.

kannst Du diese Verbindung auch deutlich sehen.

Wenn Du dann

Energie eines Photons = Plancksches Wirkungsquantum * Frequenz (des Photons)

(was Du ja auch nicht bestreitest) definierst, erhältst Du die Energie eines Photons in der Einheit Joule (=Watt*Sekunde).

Über diese Verbindung siehst Du leicht, daß nicht (allein) die Anzahl der Photonen eine Rolle spielt bei der Helligkeit, sondern genau so auch deren Wellenlänge, auch dann, wenn man den Bereich der spektralen Empfindlichkeit der Augen verläßt und diese Definition nur noch (über die Verbindung zu Watt) im physikalischen Sinne anwendet, wie ich das oben schon mal versucht hatte ‚an den Mann‘ zu bringen.

Energie des Photons = Plancksches Wirkungsquantum * Frequenz des Photons

Auch das weiss ich, und das gilt auch für jedes andere Teilchen. Ich frage mich die ganze Zeit einfach, worin denn der Unterschied zwischen einem Photonen- und einem Elektronenstrahl bestehen könnte. Wenn das Photon laut Wikipedia

die elementare Anregung (Quant) des quantisierten elektromagnetischen Feldes

sei, muss da ein Unterschied bestehen; denn das Elektron ist keine 'elementare Anregung (Quant)', und ich frage mich halt, was anderes als h hier denn elementar sei.

ich weiß nicht genau, ob ich Deine Frage richtig verstehe, darum könnte die Antwort Dein Thema verfehlen.

Elementar ist in beiden Prozessen im ersten Schritt die Energieübertragung von einem Photon oder von einem Elektron (oder einem Proton, Neutron, Atom, Ion, Molekül, Staub ... sprich Masse) auf ein Elektron (oder auch auf einen Atomkern, wenn die Energie hoch genug ist) oder deren viele.

Damit diese Wechselwirkung überhaupt stattfindet, muß das Photon/schnelle Elektron die jeweilige Energie aufbringen, die nötig ist um das Elektron des getroffenen Atoms in einen der möglichen Anregungszustände zu bringen. Reicht die Energie nicht, dann findet diese Anregung niemals statt. Das Photon kann nach diesem Energieaustausch mit einer Wellenlänge ‚weiterfliegen‘, die der Differenzenergie (Ursprüngliche Photonenfrequenz * h – Anregungsenergie = Frequenz des gestreut weiterfliegenden Photons * h entspricht.

Das angeregte Elektron fällt nach einer charakteristischen Halbwertzeit wieder in seinen Grundzustand (das kann auch über mehrere Stufen stattfinden) und emittiert dabei die vorher aufgenommene Energie als Photon(en) mit einer Wellenlänge, die exakt der vorher zur Anregung aufgenommenen Energie entspricht. (Ich habe einige Prozesse, die die Sache komplizierter machen weggelassen)

Es gibt keinen prinzipiellen Unterschied bei der Auslösung dieses Vorgangs, egal ob er von einem Photon, einem schnellen Elektron oder durch Stoß mit Materie (vom Proton an aufwärts) angestoßen wird. Man kann also auch mit Elektronenstrahlung oder Protonenstrahlung oder Ionenstrahlung ‚Licht‘ erzeugen. Reine Alpha-Strahler kann man z.B. auf dieser Basis messen. Flüssigszintillation z.B. wäre dazu ein Suchbegriff.



Photonen werden dabei immer nur von solchen Elementaren Vorgängen ausgelöst, wie sie bei dem ‚Rücksturz‘ des Elektrons vom angeregten Zustand in einen weniger angeregten Zustand stattfinden. Das ist nicht auf Atome beschränkt, sondern gibt es ebenso auf molekularer Ebene. (z.B. auch bei Glühwürmchen) und auch auf der Ebene von Atomkernen (Gammastrahlung) Welche Prozesse da bei den langen Funkwellen auf elementarer Ebene eine Rolle spielen, weiß ich leider nicht so genau, nur daß man Ladungen bewegen muß.



Ob ein Prozess, ähnlich zur Drittelung der Elementarladung auf Quark-Eben, auch bei der Photonenerzeugung denkbar wäre, der dann ja zwangsläufig auch zu einem Faktor<1 für h führen würde, weiß ich nicht. Meines Wissens nach wurde sowas zumindest noch nie beobachtet, wobei ich mir die Beobachtung mit den mir bekannten Methoden dafür (außer bei Licht) nicht auf Anhieb vorstellen kann, weil man bei den hohen Energien die Wellenlänge meines Wissens nach nie direkt, sondern über die gemessene Energie bestimmt. Ob man bei den Röntgenteleskopen, deren ‚optische‘ Elemente mit Totalreflektion bei ziemlich flachen Einfallswinkeln arbeiten, auch eine Spektrale Aufspaltung, wie bei Prisma und Licht erhält, weiß ich nicht. Die Energiebestimmung bei diesen Teleskopen jedenfalls läuft meines Wissens über Sekundärprozesse, die am Ende wieder was mit Anregung zu tun haben. Z.B. Szintilatoren und Sekundärelektronenvervielfacher, oder Ionisation und dadurch veränderte Leitfähigkeit.

Aber ein Mass für die Helligkeit muss halt nicht unbedingt in Watt/m^2 angegeben werden. So wie eine Masse auch in eV oder die Grösse einer Kreisfläche in Meter (Radius) angegeben werden kann, kann Helligkeit auch mit h-Quanten pro ... (ja, pro was?)...sagen wir mal pro Tranchenvolumen ausgedrückt werden und hat dann die Dimension h/m^3 oder kg/ms.

Ja, wenn wir uns darauf einigen können, daß die andere Einheit sich auf Watt/m^2 zurückrechnen läßt (so wie sich z.B. das Elektronenvolt auf Joule zurückrechnen läßt), also z.B. beim h noch das Ny steht, ist das auch konsensfähig. kg/Millisekunde und Quadratmeter wäre da durchaus verwendbar (kg über E=m*c^2)

Herzliche Grüße

MAC

 

[Orbit]

Die Definition des Candela sollte die Anforderung erfüllen, eine Verbindung zwischen der Physik und der Physiologie des Sehens herzustellen.

Hallo mac
Das ist der Ansatz, der mir erst jetzt klar wird. Helligkeit ist
1. ein relativer Begriff, der jeweils nur innerhalb eines physiologisch oder technisch definierten Bereichs gilt und
2. eine Grösse, die innerhalb des jeweiligen Spektrums nicht proportional zur Frequenz ist. Und deshalb kann es den absoluten Helligkeitswert, wie ich ihn gesucht habe, nicht geben.

Zu 1.:
So wie es für das physiologisch bedingte Sehen im sichtbaren Spektrum eine Kurve für die Helligkeitsempfindlichkeit gibt
http://de.wikipedia.org/wiki/Helligkeitsempfindlichkeit
wird es wohl auch eine technisch bedingte für die Geräte des Hubble-Teleskopes geben, welches vom nahen Infrarot über das sichtbare Spektrum bis ins nahe Ultraviolett sieht.
Wieder eine andere Kurve wird für die Geräte von Spitzer gelten, welches im Infrarot operiert, eine für Chandra im Röntgenbereich und eine für Compton im Gammabereich. Im sichtbaren Bereich sind die drei letztgenannten Teleskope blind. Der Candela-Wert ginge hier asymptotisch gegen Null.

(Versteh mich recht, mac: Das erkläre ich nicht Dir; denn Du weisst das. Ich mache es lediglich mir selbst klar. )

Zu 2.:
Innerhalb der jeweiligen Kurve, ist nun aber die Helligkeit nicht proportional zur Frequenz der empfangenen Photonen. Im sichtbaren Spektrum werden sowohl Rot als auch Violett als dunkel wahrgenommen, und die Fortsetzung an beiden Enden dieses Spektrums, Infrarot und Ultraviolett also, sind unsichtbar.

So viel mal zum ersten Teil Deines Beitrags und somit auch zum bisherigen Thema unserer Diskussion.

Zu Deiner Antwort auf meine neu aufgeworfene Frage, worin denn der Unterschied zwischen Photonen- und Elektronenstrahlung bestehe, möchte ich mich in einem weiteren Beitrag äussern. Das muss ich mir erst noch ein wenig überlegen.

Herzliche Grüsse
Orbit