Quantenphysik - Doppelspaltversuch

Wissenschaft Physik
#1

Hi!

Ich habe mir bei dem Thema mein Gehirn verknotet und brauche Hilfe! :unamused:

Hierbei gehe ich von zwei Prämissen aus, die ich bereits gehört bzw. gelernt hab:

  1. Die Beobachtung/Messung bzw. der Beobachter verändert alleine schon durch seine reine Beobachtung das Ergebniss (also ob ein „wahrscheinliches Zwischending“ sich zu Zustand A oder Zustand B „entscheidet“ - lapidar ausgedrückt).
  2. unsere tagtägliche Materie ist sogenannte leuchtende Materie (im Gegensatz zur dunklen Materie), da sie mit Licht bzw. Strahlung interagiert.

Jetzt guck ich mir das Doppelspaltexperiment an, was ja als DIE wichtigste wissenschaftliche Entdeckung gilt. Okay, das Experiment und ja, sogar das Ergebniss und die Folgeschlüsse bilde ich mir ein, verstanden zu haben. Soweit, so gut. Das ist auch nicht das Problem.

Was ich jedoch nicht verstehe, ist der Versuchsaufbau. Genauergesagt, wie man ein lichtundurchdringliches Hinderniss mit Spalten geschaffen hat. Was man für ein Hinderniss benötigt, wäre ja Material bzw. Materie. Egal, ob dünner Film oder Kristall (beides hab ich als einziges zu dem originalen Versuchsaufbau per Google gefunden) oder etwas anderes - es ist doch dennoch Materie!

Und was steht oben bei Prämisse 2 über unsere Materie? Sie interagiert mit Licht!
Und wenn man Prämisse 1 mit dazu nimmt: wenn der Beobachter selbst das Messergebniss beeinflussen kann, warum dann nicht auch ein Versuchsaufbau aus Materie? Oder anders gefragt: müsste man nicht statt dessen irgendetwas (tja, was? die noch nicht herstellbare und mutmaßliche dunkle Materie?) verwenden, das eben nicht mit Licht interagiert? Wäre das nicht logischer? :flushed:

Vielleicht ist ja Licht etwas noch ganz anderes und muß erst, wenn es auf die Blende(=Materie) bzw. den Spalt trifft, sich entscheiden, seine Wellen- und/oder Teilcheneigenschaften aufzuzeigen? Weil ja das Material der Blende es dazu zwingt?

Ist dieses Blenden-bestehen-aus-Materie-Problem irgendwo mal abgehandelt worden oder bin ich die einzige, die das hat? Wo ist dann mein Denkfehler oder was mein (noch) fehlendes Wissen?

Hilfeeeeee! :scream:

P.S. bin auf dem Gebiet absoluter Anfänger, also wenn ihr unbedingt mit unverständlichen Formeln antworten müsst - dann lasst sie weg :grin: oder erklärt sie mir zumindest für Laien verständlich. Danke. :wink:

#2

Hallo!

Du verrennst dich da.

Zur dunklen Materie:
Mit Teleskopen unterschiedlicher Art können wir das gesamte elektromagnetische Spektrum des Weltalls sehen. Wir sehen Sterne, weil sie leuchten. Staub- und Gaswolken, weil sie das Licht der Sterne dahinter abschwächen und verändern, oder von vorne angestrahlt werden. Selbst eigentlich unsichtbare schwarze Löcher sehen wir, weil das Licht der Sterne dahinter komisch verzerrt wird, oder weil die Materie, die in sie stürzt, Röntgenstrahlung aussendet, bevor es verschwindet.

Wir wissen erstmal sehr genau, was wo im Universum ist, und wie schwer es ist. Daraus können wir berechnen, wie sich die Sterne aufgrund der Gravitation bewegen sollten. Aber sie bewegen sich anders. So, als wäre da noch mehr Masse. Wir haben keine Ahnung, was das sein könnte, denn wir sehen da nichts! Das Zeug ist absolut unsichtbar, und wir haben keine Ahnung, warum, oder was das überhaupt für Materie sein soll. Deshalb nennen wir das dunkle Materie.

Für dich bedeutet das, daß du dunkle Materie ignorieren kannst, denn sie spielt auf der Erde keine Rolle.

Zum Doppelspalt-Experiment:

Die Blende muß natürlich mit Licht interagieren, indem sie das Licht, das nicht durch die Spalten will, aufhält. Wäre die Blende aus dunkler Materie, würde das Licht einfach durchgehen. Und ohne Blende kein Beugungsmuster dahinter.

Und das merkwürdige Phänomen mit der Beobachtung ist so gemeint, daß du irgendwie versuchen könntest, die Anzahl der Photonen zu zählen, die durch einen der Spalte geht. Sobald du das machst, veränderst du das Verhalten der Photonen.

Und ja, du hast auch recht, daß sich das Licht, wenn es die Blende erreicht, dafür entscheidet, jetzt sowas wie eine Welle zu sein.
Aber wenn es mit (genügend Energie) auf ein Elektron trifft, entscheidet es sich, sich wie ein Teilchen zu verhalten, und das Elektron wie eine Billardkugel zu stoßen. (Compton-Effekt)
Gut, Licht kann sich nicht „entscheiden“, weil es kein Bewusstsein hat. Man nennt das „Welle-Teilchen-Dualismus“, weil es sich mal so und mal so verhält.

Ach ja, du kannst das Experiment mit Elektronen oder Alpha-Teilchen wiederholen. Grade Alpha-Teilchen (Atomkerne von Helium) sollten doch Materie sein. Aber beim Doppelspalt verhalten sie sich auch wie eine Welle. (Stichwort DeBroglie)

#3

@Sharon

Das Rätsel Doppelspaltexperiment löst sich auf, wenn die beiden Spalte als eine Doppelschlitzantenne angesehen werden. Beide Spalte haben die gleiche Frequenz. Wird an einem Spalt manipuliert, ändert sich dessen Resonanzfrequenz. Dabei ist es unerheblich, ob die Spalten in Metall ( Schlitzantennen mit Koaxialkabel gespeist) oder in Kunststoff eingelassen sind.

Kaltes Licht ist der magnetische Fluss U / f , der senkrecht auf einem heißen elektrischen Lichtbogen
e f * Resonanzfrequenz, also e f² steht. Die Lichtquelle Lichtbogen ist also eine elektromagnetische Elektrosmogquelle , die breitbandig über alle Frequenzen streut. Als es noch keine Elektronenröhren gab, wurde der Lichtbogensender dazu genutzt, Morsezeichen zu vermitteln.

Die Leistungslichtquelle U e f / den elektrischen Fluss e f² im Lichtbogen sendet also senkrecht zum
Lichtbogen, den ( kalten) magnetischen Fluss U / f aus.

Der kalte Fluss U / f = Vs aus dem Lichtbogen trifft die Randelektronen des Doppelspaltexperiments.
Hier passiert in 2 offenen Spalten folgendes: U / f ( Licht) * e f² in den beiden Spalten, ist U e f
in beiden Spalten. In den beiden Spalten des Doppelspaltexperiments ist dann also jeweils
U Anzahl e f = Anzahl h f².

Aus den beiden Spalten Anzahl h * f² / Anzahl e f ² fällt dann U / f auf die Fotoplatte des Doppelspaltexperiments und wandelt dort Silberchlorid in elementares Silber und Chlor um.

Das Doppelspaltexperiment wurde auf der Homepage magneticquant.de schon vor Jahren entschlüsselt. Warum die etablierte Physik dazu schweigt, ist nicht bekannt.

#4

Das Rätsel löst sich auch auf, wenn man die Versuchsanordnung als eine Portion Vanilleeis mit heßen Himbeeren ansieht und aufisst.
Zur Beantwortung der Frage trägt diese Herangehensweise vergleichbar viel bei.

Ich hätte da eine Vermutung.

:wave:
KHK

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#5

Schlitzantenne :
Rohrschlitzstraher : A.Alford U.S.Patent 2600179 -1946

Doppelschlitz = Doppelspalt , Schlitzantennen mit zig Schlitzen sind unter Wikipedia zu bewundern.

Glühlampe U Anzahl e = Watt * Sekunde ist der Verbrauch, um U Anzahl e f = Watt im Glühfaden der
Glühlampe zu erzeugen. Ue = eV ist keine „Photonenenergie“

Also : bitte widerlegen!!

Gruß negr j.

#6

Ich will ja nicht beleidigend sein, aber bevor man das widerlegen oder bestätigen könnte, muss man den Text lesen können. Ich kann das nicht, da ich beispielsweise mit diesem Satz echt nicht weiß, was gemeint ist:

Vielleicht könnte es helfen kenntlich zu machen, wo eine Formel beginnt und aufhört, keine Worte in Formeln zu verwenden, sowie ganze Sätze zu schreiben.

#8

„Lichtundurchdringlich“ bedeutet ja, dass die Aufenthaltswahrscheinlichkeit von Licht (Photonen) in dem Material der Blende null ist (oder nahe null ist), so dass durch einfaches „Hindurchscheinen“ keine Photonen (kein Licht) auf die andere Seite der Blende kommt. Man kann die Blende auch aus Glas bauen, hat dann aber das Problem, dass man eine sehr hohe Aufenthaltswahrscheinlichkeit auch innerhalb des Glases hat. Wenn man die Energie der Photonen erhöht, - was bedeutet, dass man die Wellenlänge des Lichts verringert - erhält man beispielsweise Röntgenstrahlung (es besteht kein grundlegender Unterschied zwischen sichtbarem Licht und Röntgenstrahlung etc. - lediglich eine einzige Größe besitzt einen anderen Wert, die Energie/Frequenz/Wellenlänge (alles äquivalent)). Für Röntgenstrahlung ist eine Blende aus Plastik genauso durchdringbar wie Glas für sichtbares Licht. Hingegen bleibt das Stück Plastik für sichtbares Licht natürlich völlig undurchdringbar.

Diese Durchdringlichkeit des Blendenmaterials kommt doch nur dadurch zustande, dass die Photonen bei einem bestimmten Energiebereich in einem bestimmten Material aufgrund mikroskopischer Effekte nicht weiter das Material durchdringen können. Für sichtbares Licht mit geringer Energie ist Plastik bereits ausreichend, um Photonen komplett daran zu hindern, das Material zu durchdringen. Für Photonen höherer Energie (Röntgenstrahlung bspw.) kommt es aber nicht zu (genügend) Reaktionen im Plastik, als dass die Photonen nicht hindurchtreten könnten.
Diese mikroskopischen Effekte sind letztlich Photonen, die mit Elektronen in den Atomen interagieren und dadurch gestreut oder absorbiert werden oder andere Interaktionseffekte von Photonen mit Materie. Deswegen ist die Aufenthaltswahrscheinlichkeit in der Blende gering/nicht existent, das Material dient also für diese Strahlung tatsächlich als Blende.

Auf die Dunkle Materie würde ich mich hierbei nicht versteifen. Wieso sollte auch „leuchtende Materie“ nicht ausreichend sein um ein Material zu erschaffen, dass für Licht undurchlässig ist? Gerade durch die Fähigkeit der „leuchtenden Materie“ mit Licht zu interagieren wird das Licht ja daran gehindert, die Blende zu durchdringen.

#9

Danke :wink:
Genau hier lag mein Knackpunkt. Ich habe wohl zu kompliziert gedacht und mir die wildesten Interaktionen von Licht mit Materie im subatomaren Level ausgemalt. Daß genau diese Interaktion gemeint war und diese auch für das Experiment logischerweise fundamental ist, hab ich völlig übersehen. :flushed:
Durch die hervorragende ergänzende Erklärung von @Rima_Nari ergibt das ganze nun auch für mich einen Sinn. Vielen Dank!
Gruß,
Sharon

#10

@Rima_Nari
Vielen Dank für deine hervorragende Erklärung!
Da ich den Eindruck habe, daß du dich in der Materie (schönes Wortspiel :wink:) gut auskennst, darf ich dann noch eine Frage stellen?

Ich kann dein Ausführungen sehr gut folgen - solange ich mir das Photon als Teilchen vorstelle. Bei der Welle wird es für mich schwieriger. Ich kann mir das bildlich einfach nicht vorstellen, wie die Lichtwelle durch ein Atom saust bzw. davon reflektiert wird. Meine gedankliche Hürde ist hierbei die sogenannte Atomhülle. Also der Bereich, wo das Elektron seine Aufenthaltswahrscheinlichkeiten hat. Das stelle ich mir bildlich als eine Art Wolke vor. Wobei „Wolke“ nicht der korrekte Ausdruck ist, denn ich kenne auch die aktuellen Atommodelle, in denen der Elektronenbereich als Sphäre oder bunte mehr oder minder dicke Spiralen sich um den Kern winden. Sowas wie das hier: http://www.slow-media.net/wp-content/uploads/atom6.png

Ich bezeichne auch das als „Wolke“ der Einfachheit halber. Nun, wenn das Licht als Teilchen auftrifft, kann es durchsausen oder halt irgendwo abprallen. Das Abprallen oder reflektiert-werden kann ich mir auch bei einer Welle vorstellen.

Aber jetzt kommt das „aber“ und damit endlich meine Frage:
Müsste nicht eigentlich jede Welle durch diese Wolke hindurchsausen bzw. übertragen werden?
Die Wolke wäre dann praktisch das Medium, in welchem die Welle sich ausbreitet. Ja, die Wolke ist nicht materiell - das verstehe ich schon. Aber das Elektron wird hier und da in seinem Aufenthaltswahrscheinlichkeitsbereich auftauchen und das verdammt schnell. Es flitzt quasi so schnell hin und her, daß es doch ein ausreichendes Medium für die Welle bilden müsste, oder?
Erst recht für „langsame“ Wellen, sprich energie-/frequenzarme Wellen. Das Gegenteil ist aber wohl der Fall und ich verstehe nicht ganz, wieso.

Gruß,
Sharon

#11

@negr_j
Vielen Dank auch für deine Antwort!
Allerdings muß ich gestehen, daß ich kein Wort verstanden habe :sweat:
Trotzdem erahne ich, in welche Richtung es abzielt - ich denke dabei an das Tunnelexperiment, in welchem die Barriere für die Teilchen aus Potentialen gebildet wurde…
Ich werde mir das und deine erwähnte Doppelschlitzantenne aber demnächst mal angucken. Vielleicht werde ich dann schlauer :wink:

Gruß,
Sharon

#12

Kommentar von
@Rima_Nari
| 02.12.2015, 18:44 Uhr

Ich will ja nicht beleidigend sein, aber bevor man das widerlegen oder bestätigen könnte, muss man den Text lesen können. Ich kann das nicht, da ich beispielsweise mit diesem Satz echt nicht weiß, was gemeint ist:


negr_j:

Betonter TextGlühlampe U Anzahl e = Watt * Sekunde ist der Verbrauch, um U Anzahl e f = Watt im Glühfaden derGlühlampe zu erzeugen.

Vielleicht könnte es helfen kenntlich zu machen, wo eine Formel beginnt und aufhört, keine Worte in Formeln zu verwenden, sowie ganze Sätze zu schreiben.

Aus Kommentar von
@Rima_Nari
| 02.12.2015, 18:44 Uhr

Ich kann nur auf konkrete Fragen, die sich direkt auf die Homepage magneticquant.de beziehen, antworten.
Also ;
Ein elektrischer Heizofen verbraucht 2 KWh. 1 Stunde =hour hat 3600 Sekunden. Der Heizofen verbraucht also 0,511111111 Watt * Sekunde, das sind bei 230 Volt, /50 Hertz Haushaltsspannung =
230 Volt * 0,002222222 As. Der Verbrauch des Heizofens * Stunde = 230 V * 8,7 A = 2 KWh.
In einer Zehntelsekunde verbraucht der Heizofen 0,0511111111 Watt / Frequenz.

Ampere = Anzahl e * f. Die Zeit bei As hebt sich gegen die Frequenz auf.
Denn : Frequenz ist der Kehrwert der Zeit.
Ampere * Resonanzfrequenz, also Anzahl e f² in der Materie ist der elektrische Fluss in einem angeregten Sende-Halbwellendpol. Dieser elektrische Fluss ist mit 2 Fettgedruckter TextHitzdrahtamperemetern messbar! Die Messung funktioniert auch bei Schlitzantennen!
Ich hoffe, das ist verständlicher geworden.
mfG
negr J
.

#13

Ich bin nicht sicher, ob ich diese zweite Frage beantworten kann, aber ich versuche das, was mir dazu einfällt, mal hinzuschreiben - vielleicht hilft es ja :wink:

Zuerst einmal sind Lichtwellen (elektromagnetische Wellen) nicht an ein Medium gebunden, weswegen die Vorstellung, dass die „Elektronenwolke“ ein Medium zur Ausbreitung dieser Welle wäre, nicht kompatibel ist. Tatsächlich ist es ja so, dass man klassisch Wellen nur als Störungen in einem Medium kennt: Wasserwellen sind Störungen in einer Wasseroberfläche („Wasser“ und „kein Wasser“ wechseln sich periodisch und kontinuerlich ab) oder Schallwellen und Druckwellen sind Störungen der Luft („hohe Dichte der Luft“ und „geringe Dichte der Luft“ wechseln sich ab). Als man elektromagnetische Wellen entdeckt hat - man also entdeckt hat, dass die mathematischen Eigenschaften (Interferenz, Beugung etc.) von Licht genau die gleichen sind, die man bei Wellen auf einer Wasseroberfläche beobachten kann - hat man den Äther postuliert: das Medium, in dem sich Licht ausbreitet. Denn das Licht überwindet den Weg zwischen Sonne und Erde und dort gibt es keine Materie, auch keine Elektronen - entsprechend muss es etwas geben, dass überall ist, was wir nicht einfach messen können und was das Medium für elektromagnetische Wellen darstellt, in dem sie sich ausbreiten können.
Diese Äther-Idee - inzwischen längst überholt - basiert aber darauf, dass man sich nicht vorstellen kann, dass etwas, das Welleneigenschaften zeigt, ohne Wellenmedium auskommt. Aber wieso denn nicht? Elektromagnetische Wellen (also auch Licht), so weiß man heute, sind elektrische und magnetische Felder, die sich durch den Raum ausbreiten. Da man ja irgendwo anfangen muss etwas als gegeben zu akzeptieren, fangen wir doch bei Feldern an und akzeptieren, dass Felder im leeren Raum sein können, ohne ein Äther-Medium oder etwas in der Art zu benötigen. Dann kann eine elektromagnetische Welle (Licht), die sich durch den Raum ausbreitet, ein elektrisches und magnetisches Feld sein, das kein Medium zur Ausbreitung bedarf.
Worauf ich damit hinaus will (möglicherweise garniert mit mehr Information als notwendig) ist, dass elektromagnetische Wellen kein Medium brauchen - also insbesondere keine Elektronenwolke.

Dennoch können elektromagnetische Wellen mit Materie interagieren. Beim Compton-Effekt zum Beispiel wird eine elektromagnetische Welle an einem Elektron gestreut (und dann unter einem Winkel reflektiert weiterfliegt) und das Elektron stößt und dabei seine Energie/Wellenlänge ändert (da es Energie zur Beschleunigung des Elektrons an dieses abgibt).

Wenn ich jetzt ansetzen möchte zu erklären, wieso elektromagnetische Wellen von Materie (den Elektronen in Materie) absorbiert oder reflektiert werden, würde ich als Beispiel den Compton-Effekt heranziehen, bei dem eine elektromagnetische Welle an einem Elektron gestreut wird (unter einem Winkel reflektiert weiterfliegt) und das Elektron stößt und dabei seine Energie/Wellenlänge ändert (da es Energie zur Beschleunigung des Elektrons an dieses abgibt). Um diesen Effekt herzuleiten und quantitativ erklären zu können, würde ich die Welle aber wieder als Teilchen (Photon) betrachten. Ich kenne nur eine Herleitung über die Annahme eines elastischen Stoßes zwischen den Teilchen Photon und Elektron - ob es eine Herleitung gibt, die nur Welleneigenschaften verwendet, weiß ich nicht, ich habe aber noch nie eine gesehen (was nicht allzu viel heißen muss).
In gewisser Weise zielt deine Frage auf den Welle-Teilchen-Dualismus ab. Für ein Photon verstehst du den Zusammenhang, wenn man das Licht aber nur als Welle annimmt, kommen Fragen auf. Dumme und einfache Antwort wäre vermutlich: Licht ist weder das eine, noch das andere - sondern beides gleichzeitig! Eine sinnvollere Antwort kann ich dir leider nicht wirklich geben. Ich glaube, dass man hier sehr stark die modellierende Natur der Physik erkennt: Es werden Modelle erstellt, die die Realität erklären sollen, aber irgendwann stoßen diese Modelle an ihre anschaulichen Grenzen und sind womöglich nicht ausreichend. Es erscheint widersprüchlich und unanschaulich, dass Licht beides sein kann - aber auf dem Papier, auf der die Mathematik die Sprache ist, ist das kein Problem. Man kann es formal einfach so hinschreiben und es ist verträglich mit allem, was man weiß. Nur wenn man es mit Worten erklärt, wird es ziemlich wild und man hört sich Dinge sagen wie „Licht ist sowohl Welle als auch Teilchen“.
Ich persönlich glaube, dass man hier entweder an einem Punkt ist, wo die Natur uns die Anschaulichkeit einfach verwehrt oder dass unsere Theorien und Erklärungen nicht ausreichend sind. Bis dahin muss man wohl einfach weiterhin vom Welle-Teilchen-Dualismus sprechen. Also: Wenn es dir mit der Anschauung eines Photons klar ist, dann ist es egal was die Anschauung einer Welle sagt - das Licht entscheidet sich hier einfach für Teilchen :wink:

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#14

@Rima_Nari

Ja, sehr. Vielen Dank für deine wieder mal hervorragende Antwort! :wink:

Och, das war schon ganz ok mit den Informationen :wink:
Daß elektromagnetische Wellen kein Medium brauchen, wußte ich nicht. Aber jetzt verstehe ich auch, warum man damals an Äther glaubte. Das macht jetzt Sinn.
Eigentlich habe ich mir vorgestellt, daß das Licht im Vakuum eben als Teilchen unterwegs ist, weil ja dort eben kein Medium da ist und Licht sowohl Welle als auch Teilchen sein kann. Von der Felder-Theorie hab ich noch nicht gehört - das werde ich mir mal anschauen!

Ja, es ist schon sehr erstaunlich, daß wir konstitionell nicht in der Lage sind, unsere Welt zu begreifen. Wie sagten die Wissenschaftler so schön? „Wer die Quantenphysik wirklich versteht, findet sie absurd und unverständlich“ :grin:
Naja, bis dahin hab ich ja noch einen weiten Weg vor mir… :wink:

Gruß,
Sharon

#15

Beides ist möglich - als Teilchen ergibt sich das ganze Äther-Problem überhaupt nicht. Aber wenn man Felder ohne die Notwedigkeit eines Äthers akzeptiert, kann man Licht auch überzeugend als Welle darstellen (und elektromagnetische Wellen sind ja nichts anderes als elektrische und magnetische Felder).
Fernwirkungen - in der Elektrodynamik ganz grundlegend die Ladungen, die sich ohne direkte Verbindung an- und abstoßen, und in der Gravitation Massen, die sich über leeren Raum hinweg anziehen (Sonne und Erde) - werden durch Felder gut beschrieben. Für die Elektrodynamik haben wir aber auch noch das Photon als sogenanntes Austauschteilchen, für die Gravitation wurde das Graviton postuliert, welches man jedoch noch nicht nachweisen konnte. Durch dieses Austauschteilchen kann man erklären, wie Fernwirkungen überhaupt funktionieren können, da es doch ziemlich fantastisch erscheint, dass bspw. eine Ladung, die ich hier manipuliere, eine Wirkung am anderen Ende der Erde hat (theoretisch, natürlich unmessbar klein): Ein Austauschteilchen muss von hier nach dort kommen, um die Information zu übertragen. Selbst falls also Felder in Wirklichkeit nur das sind, was wir von eigentlich herumflitzenden und unsichtbaren Austauschteilchen am Ende mitbekommen, sind Felder mathematisch sehr hilfreich, da es einfach ist, damit zu rechnen.

(Interessantes Gedankenexperiment für die Gravitation: Was passiert, wenn die Sonne jetzt verschwindet? Kommt die Erde, durch die fehlende Gravitationsanziehung, instantan in Trudeln, oder erst nach einigen Minuten (Zeit, die das Licht (allgemeiner: jede Information, da Lichtgeschwindigkeit) braucht, um zur Erde zu gelangen)? Denn wenn sie instantan die Wirkung spürt, würde Information („Sonne nicht mehr da“) ja schneller als Lichtgeschwindigkeit übertragen werden - und das meint man ja zu glauben, dass es nicht möglich sei. Außerdem wäre ein hypothetisches Graviton dann schneller als Lichtgeschwindigkeit.)

#17

Klassische Feldtheorien vs. „Fernwirkung“

Hi @Rima_Nari

sorry, aber du hast - neben deinen ansonsten richtigen, wenn auch unnötig komplizierten Erklärungen - den Begriff der Fernwirkung (action at a distance) falsch verstanden.

In der klassischen (= Newtonschen) Mechanik wurde darunter nämlich gerade verstanden, daß sich (zunächst) gravitative, (später auch) elektrische und magnetische Wirkungen durch den als leer vorausgesetzten Raum 1. über beliebige Entfernungen und 2. instantan (also mit unendlicher Geschwindigkeit) ausbreiten.

Mit der Einführung des Feldbegriffs durch Faraday - zunächst für magnetische und elektrische Felder - konnten Kraftübertragungen dann als Ausbreitung von Feldstörungen - mit endlicher Geschwindigleit - beschrieben werden. Darauf baute dann Maxwell (wegen der Symmetrie der mathematischen Beschreibung elektrischer und magnetischer Felder) seine Theorie des Elektromagnetismus auf, in der nicht nur statische, sondern auch dynamische Feldwechselwirkungen jetzt als Wellenausbreitung auftraten. Und zwar, indem elektrische und magnetische Anteile sich wechselsetig erzeugten - wodurch letztlich die Vorstellung eines Trägers der Wellen obsolet wurde: Die em-Welle ist ihr eigener Träger. Und diese Wechselwirkung war gerade im Widerspruch zu der newtonschen Fernwirkungstheorie mit ihrer instantanen Wirkungsausbreitung. Sie wurde dementsprechend auch lange Zeit irreführend als „Nahwirkungstheorie“ bezeichnet.

Auch die Gravitation sollte dann auch als Feldwechselwirkung beschreibbar sein. Das gelang aber erst Einstein mit der Allgemeinen Relaticitätstheorie. Beide Theorien zählen zu den „klassischen Feldtheorien“. Mit der Relativistischen Quantenfeldtheorie in den 1930ern gab es dann wiederum ganz neue (nicht-klassische) Beschreibungsmöglichkeiten von Interaktionen. Mit der ART und den QFTs wurde schließlich auch der klassische Kraftbegriff obsolet …

…

Die Erde kommt dann nicht „ins Trudeln“! Sie bewegt sich einfach gradlinig weiter, also tangential zu ihrer ursprünglichen Bahn. Und zwar ohne daß wir davon zunächst etwas bemerken würden.

Schönen Gruß
Metapher

#18

Danke für deine zusammenfassende Erklärung!

Tatsächlich habe ich das Wort Fernwirkung weniger als den Begriff der Fernwirkung verwendet, als als Wort, um naiv eine Wirkung über eine Distanz zu beschreiben, nicht zwingend behaftet mit den Definitionen des physikalischen Fernwirkungsbegriffes. Es war mir nicht bewusst, dass der Begriff der Fernwirkung in dieser Form in der Physik existiert - für die Verwechslungsmöglichkeit und dadurch die Ungenauigkeit meiner Antwort entschuldige ich mich.
(Ich habe das Wort bereits gehört und ging einfach nur davon aus, dass es ein einfaches Wort für „eine Wirkung, die über eine Entfernung übertragen wird“ ist. Dass es ein Fachbegriff mit spezieller Definition ist wusste ich nicht. Dass dieser Fachbegriff in meiner Verwendung nicht angebracht ist, ist mir (jetzt, wo ich weiß, dass er existiert) klar.)

Welche Bewegung die Erde tatsächlich vollführen würde war mir hier nicht wichtig. Mit „ins Trudeln geraten“ habe ich nur etwas flapsig beschrieben, was ich eigentlich mit „Änderung der Art der Bewegung“ (im Vergleich zur Ellipsenbahn davor) meinte. („Änderung des Bewegungszustandes“ zu sagen - was mir zuerst auf der Zunge lag - wäre hier genau genommen nicht richtig, oder? Da bei Wegfall der Zentripetalkraft ja eben keine Änderung des Bewegungszustandes mehr auftritt.)
Wieso wir davon nichts bemerken würden kann ich nicht nachvollziehen. Man kann doch Beobachten, dass die Trajektorie der Erde sich geändert hat.