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Jens Blume
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 Verfasst am: 27.01.2010, 22:42 Titel: |
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| zeitgenosse hat Folgendes geschrieben: | | ... In dieser semiklassischen Theorie wird der Teilchenspin durch die innere Dynamik der Teilchen ersetzt. Noch immer gibt es zu meinem Überdruss übergescheite Leute, die diese grandiose Leistung Heims in Abrede stellen (und dies, obwohl sie die Originalliteratur nie studiert haben). ... Leider befindet sich das mehrhundertseitige Manuskript noch immer in den Händen weniger Privatpersonen, so dass nur einzelne, durch Vorträge und schmale Schriften bekanntgewordene Aspekte analysiert werden können. ... |
Ohne Offenlegung des Originalscriptes, läßt sich dazu nichts sagen. |
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zeitgenosse
Anmeldedatum: 21.06.2006
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| Verfasst am: 27.01.2010, 23:46 Titel: |
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| Jens Blume hat Folgendes geschrieben: | | Welchen Einwand meinst Du insbesondere? |
Vergessen wir lieber meine "pastoralen Ermahnungen" und blicken dafür nochmals auf das Wesentliche.
Maxwell hat zu seiner Zeit Elektrizität und Magnetismus (zwei Phänomene, die zuvor als völlig verschieden angesehen wurden) im euklidischen Raum (R3) mit den Mitteln der Analysis in ein einheitliches System gerückt. Eine eigentliche Vereinheitlichung der Felder gelang ihm noch nicht. Danach versuchte Riemann den Vereinheitlichungsgedanken durch eine Synthese der Naturkräfte voranzutreiben. Der eigentliche Durchbruch gelang erst Minkowski, indem dieser im vierdimensionalen Kontinuum mit imaginärer Zeitkoordinate den elektromagnetischen Feldtensor einsetzte. In diesem werden die zuvor getrennten Felder zu einem einheitlichen Feld zusammengefasst. Im euklidischen Ortsraum dagegen werden sie in ihre Komponenten aufgespalten.
Analog dazu kann man Gravitation und Elektromagnetismus erst in einem Raum höherer Dimensionszahl vereinen. Einstein gelang dies noch nicht; dafür verdanken wir ihm die vollständigen Feldgleichungen der Gravitation. Anstelle Einsteins tat Kaluza - geprägt von Hilberts Unifikationsprogramm - den notwendigen Schritt, als er eine zusätzliche Raumdimension einführte und so genügend Komponenten für den Fundamentaltensor erhielt. Anstelle einer vierten - prinzipiell nicht beobachtbaren - Raumdimension könnte man m.E. auch eine weitere imaginäre Weltdimension einführen, wie dies in der Heimschen Theorie der Fall ist. Wichtig ist lediglich die Erkennntis, dass die vereinheitlichten Felder erst in einem 5-dim Kontinuum manifest werden. In einer (pseudo)-riemannschen Raumzeit mit 4 Dimensionen spaltet sich das vereinheitlichte Feld von selbst in Gravitation einerseits und elektromagnetisches Feld andererseits auf.
Somit hat Kaluza den an sich richtigen Weg beschritten, um die Einstein-Maxwell-Gleichungen im Vakuum zu erhalten. Leider geriet die Kaluza-Klein-Theorie alsbald wieder in Vergessenheit, bevor sie von den Stringtheoretikern für deren eigene Zwecke einverleibt wurde.
Abschliessend überlasse ich Goenner das Wort, der diese Zusammenhänge viel eloquenter als ich ausspricht:
On the History of Unified Field Theories
Gr. zg
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Jens Blume
Anmeldedatum: 20.12.2006
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| Verfasst am: 29.01.2010, 20:13 Titel: |
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| zeitgenosse hat Folgendes geschrieben: | | ... Maxwell hat zu seiner Zeit Elektrizität und Magnetismus (zwei Phänomene, die zuvor als völlig verschieden angesehen wurden) im euklidischen Raum (R3) mit den Mitteln der Analysis in ein einheitliches System gerückt. ... |
Auf dieser Basis (incl. des Maxwellschen Spannungstensors) können wir uns verständigen.
| zeitgenosse hat Folgendes geschrieben: | | ... Der eigentliche Durchbruch gelang ... Minkowski, indem dieser im vierdimensionalen Kontinuum ... den elektromagnetischen Feldtensor einsetzte. In diesem werden die zuvor getrennten Felder zu einem einheitlichen Feld zusammengefasst. ... |
Diesem Vorgehen kann ich wiederum keinen tieferen Sinn abgewinnen. |
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zeitgenosse
Anmeldedatum: 21.06.2006
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| Verfasst am: 30.01.2010, 01:25 Titel: |
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Als Stellungnahme zum Vorbeitrag Blumes:
Das elektromagnetische Feld wird mit dem Faraday-Tensor beschrieben. Leider ist die Literatur darüber nicht einheitlich. Die Komponenten von E und b bestehen aus ingesamt 6 Zahlen. Früher sprach man auch vom Sechservektor. Soviele unabhängige Komponenten enthält auch der schiefsymmetrische Faraday-Tensor.
Wird darauf punktweise der Hodge-Stern-Operator angewendet, entsteht der Maxwell-Tensor (angemessener in meinen Augen wäre der Terminus Lorentz-Minkowski-Tensor). Dieser - auch als Stresstensor - bezeichnete Feldstärketensor darf nicht mit dem gleichnamigen Spannungstensor der Elastomechanik verwechselt werden (obwohl letzterer Maxwell vermutlich als Anregung diente).
Als Vierer-Tensor zweiter Stufe ist der Maxwell-Tensor das Tensorprodukt zweier kontravarianter Vierer-Vektoren und somit eine Erscheinung der relativistischen Physik (deshalb der Verweis auf Minkowski). In diesem nichtsymmetrischen Tensor sind die ansonsten getrennt auftretenden Felder E und B zu einer systemischen Einheit zusammengefasst.
Es lässt sich zusammenfassend sagen, dass die elektromagnetischen Phänomen erst in ihrer kovarianten Formulierung als Tensorfeld eine einheitliche Struktur offenbaren. Adäquat gilt dies in einem höheren Sinne auch für die Vereinheitlichung von Elektrodynamik und Gravitation.
Gr. zg
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Jens Blume
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zeitgenosse
Anmeldedatum: 21.06.2006
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| Verfasst am: 30.01.2010, 23:06 Titel: |
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| Jens Blume hat Folgendes geschrieben: | | Die 4D-Tensorschreibweise bietet leider keine neuen Informationen, wie hier gezeigt wird |
Dann sprechen wir offensichtlich nicht über denselben Sachverhalt (was an sich nicht verwunderlich ist bei deinem ausgesprochen einsilbigen Konversationsstil).
Immerhin e i n erfreulicher Aspekt unter den gegenwärtigen Umständen: dass im angegebenen Skript (Elektrodynamik Tensor) der Faraday-Tensor und der Maxwell-Tensor voneinander unterschieden werden (obwohl der letztgenannte nachweislich nicht von Maxwell und der erste nicht von Farady stammt und in der einschlägigen Fachliteratur meist vom Feldstärketensor und dem dazu dualen Tensor die Rede ist).
Grundfalsch nach meinem Dafürhalten ist jedoch die von dir gezogene Schlussfolgerung!
Zitat:
Die 4D-Tensorschreibweise weist also denselben Informationsgehalt auf wie die Grundgleichungen der Elektrodynamik – mit ihnen lässt sich nur umständlicher arbeiten.
Dies belegt, dass der Gedanke der Vereinheitlichung noch immer nicht richtig verstanden wurde. Man darf hier nicht kleinlich denken! Die tägliche Arbeit des Ingenieurs ist das eine, die Einheit der Physik das andere. Mir geht es um die Einheit. Unbestritten ist, dass durch die von Heaviside eingeführte Notation die Anwendung der Maxwellschen Gleichungen auf reale Probleme der Technik erheblich vereinfacht wurde. Mir selbst genügen z.B. für mein Tun 4 + 2 Gleichungen (vier Feldgleichungen und zwei Materialgleichungen).
Um was geht es im Kontext?
Die Maxwellsche Elektrodynamik kann als Vereinheitlichungstheorie betrachtet werden, derart, dass die ansonsten getrennten Felder E und B auf gegenseitige Verkettungen zurückgeführt werden. Diese innere Verbundenheit erschliesst sich formal erst durch die Verwendung des Tensorkalküls. Im dem Ingenieur geläufigen Vektorformalismus ist dies noch nicht genügend erkennbar. Es geht u.a. auch um die Forminvarianz der Maxwellgleichungen. Solches ist nur aus der kovarianten Formulierung der Elektrodynamik ersichtlich, die Maxwell seinerzeit noch nicht kannte. Die Gesetze der Elektrodynamik erweisen sich durch die Einführung von Lorentztensoren als in allen Inertialsystemen gleichwertig. Dies kann ohne "relativistische Erweiterung" nicht überzeugend dargelegt werden. Aus diesem Grunde kommt dem Tensorkalkül eine grosse Bedeutung zu.
Gr. zg
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Jens Blume
Anmeldedatum: 20.12.2006
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| Verfasst am: 30.01.2010, 23:59 Titel: |
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| zeitgenosse hat Folgendes geschrieben: | | ... Immerhin e i n erfreulicher Aspekt unter den gegenwärtigen Umständen: dass im angegebenen Skript (Elektrodynamik Tensor) der Faraday-Tensor und der Maxwell-Tensor voneinander unterschieden werden (obwohl der letztgenannte nachweislich nicht von Maxwell und der erste nicht von Faraday stammt und in der einschlägigen Fachliteratur meist vom Feldstärketensor und dem dazu dualen Tensor die Rede ist).... |
Dein in Klammern gefasster Kommentar ist nicht uninteressant, die Namensgebung der beiden Tensoren mag tatsächlich etwas verwundern
(Ansonsten: Tensoren, indizierte Notation und Matrizen seien auch voneinander unterschieden.).
| zeitgenosse hat Folgendes geschrieben: | ... Dies belegt, dass der Gedanke der Vereinheitlichung noch immer nicht richtig verstanden wurde. Man darf hier nicht kleinlich denken! Die tägliche Arbeit des Ingenieurs ist das eine, die Einheit der Physik das andere. Mir geht es um die Einheit. Unbestritten ist, dass durch die von Heaviside eingeführte Notation die Anwendung der Maxwellschen Gleichungen auf reale Probleme der Technik erheblich vereinfacht wurde. Mir selbst genügen z.B. für mein Tun 4 + 2 Gleichungen (vier Feldgleichungen und zwei Materialgleichungen). ...
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Obwohl ich gerade die Einheit der Physik im Sinn habe, wozu auch eine verständliche (anwendbare) mathematische Notation gehört. (Ein Beispiel zum Test beider Notationen würde mehr Klarheit verschaffen.).
| zeitgenosse hat Folgendes geschrieben: | | ... Die Maxwellsche Elektrodynamik kann als Vereinheitlichungstheorie betrachtet werden, derart, dass die ansonsten getrennten Felder E und B auf gegenseitige Verkettungen zurückgeführt werden. Diese innere Verbundenheit erschliesst sich formal erst durch die Verwendung des Tensorkalküls. ... |
Die Idee der Vereinheitlichung, welche ich meine bedeutet, dass aus den em Gleichungen, die qm Gleichungen und die Gravitations-Gleichungen abzuleiten sind, dann sind auch keine überdimensionierten Tensoren nötig.
| zeitgenosse hat Folgendes geschrieben: | | ... Die Gesetze der Elektrodynamik erweisen sich durch die Einführung von Lorentztensoren als in allen Inertialsystemen gleichwertig. Dies kann ohne "relativistische Erweiterung" nicht überzeugend dargelegt werden. Aus diesem Grunde kommt dem Tensorkalkül eine grosse Bedeutung zu. ... |
Gewisse physikalische Unsymmetrien (wie z. B. singuläre Ladungen) sehe ich als gegeben an. Eine totale Symmetrierung mag formal eleganter wirken, stellt aber ein unüberwindbares Hindernis für eine Vereinheitlichung dar.
Und nun? Bleibt jeder auf seinem Standpunkt? |
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zeitgenosse
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| Verfasst am: 31.01.2010, 09:09 Titel: |
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| Jens Blume hat Folgendes geschrieben: | | Die Idee der Vereinheitlichung, welche ich meine bedeutet, dass aus den em Gleichungen, die qm Gleichungen und die Gravitations-Gleichungen abzuleiten sind, dann sind auch keine überdimensionierten Tensoren nötig. |
Ich sag es nocheinmal: Die Gravitation kann nicht aus der Elektrodynamik abgeleitet werden, zu unterschiedlich sind beide Felder. Eine formale Aehnlichkeit ist zwar vorhanden (eine Identität keineswegs!), aber nur im Rahmen der klassischen Physik oder für schwache G-Felder, bei denen die Nichtlinearität wegfällt. Für grosse Massen ist die ART zu bemühen. In dieser nimmt der Fundamentaltensor g_ik die Funktion des Newtonschen Potentials ein. Anstelle des einen sind es nun zehn Komponenten, die wirksam werden. Daraus ist bereits ersichtlich, dass die Gravitation nicht aus der Elektrodynamik kommt. Eher wäre noch das Umgekehrte denkbar, die Elektrodynamik aus der Gravitation zu begründen. Doch sämtliche Versuche dieser Art (man besinne sich an die Theorien von Mie, Hilbert oder Weyl) sind dem vorgesetzten Ziel nicht wirklich näher gekommen. Erst Kaluzas 5-dim Vereinheitlichung vermag die ansonsten getrennten Felder konsistent in einem gemeinsamen Tensor zu beschreiben. Zusätzlich tritt in den g_55 eine als Skalarfeld deutbare Komponente in Erscheinung, die in den Projektiven Feldtheorien für kosmologische Zwecke Verwendung findet.
Ferner ist für eine verallgemeinerte Gravitationstheorie anstelle des von Maxwell benutzten euklidischen Raumes eine andere Geometrie massgebend, nämlich die Riemannsche. Kartesische Koordinaten werden dann durch Gaußsche ersetzt und anstelle des Inertialsystems tritt ein beliebiges Bezugssystem (von Einstein auch als "Molluske" bezeichnet). Möglich wäre auch eine projektive Geometrie, in der anstelle der Gaußschen Krümmung eine Projektion auf die pseudo-euklidische Ebene zum Zuge käme. Bei Heims Theorie bspw. ist dies der Fall.
Eine solcherart aufgebaute Feldtheorie muss ferner sowohl dem Relativitätsprinzip wie auch dem Aequivalenzprinzip genügen. Als Ableitungen kommen kovariante in Frage. Zudem soll im Newtonschen Grenzfall die Poissongleichung hervorgehen. Bereits diese Forderung setzt den Kandidaten einer relativistischen Gravitationstheorie deutliche Grenzen. Aus besagten Gründen ist historisch gesehen sowohl die Theorie von Nordström wie auch diejenige von Mie oder von Weyl letztlich als ungenügend ausgewiesen worden. Wenn wir somit eine Vereinheitlichung makroskopischer Felder anstreben, müssen wir auf dem von Einstein eingeschlagenen Weg weitergehen. Über Einsteins 4-dim Kontinuum hinaus sind zusätzliche Weltdimensionen nötig. Dabei denke ich an vier räumliche und zwei imaginäre Koordinaten. Es geht einfach nicht anders; sonst bewegt man sich nur im Kreis.
Ein weiterer Aspekt - der bisher noch nicht angesprochen wurde - ist der:
Ein signifikanter Unterschied zwischen den beiden Feldern begegnet uns auch in Form der Wellenerzeugung und Wellenausbreitung. Während die elektromagnetischen Wellen in einer Ebene schwingen oder sich wie bei den zirkular-polarisierten Wellen zusätzlich um die Ausbreitungsrichtung drehen, begegnet uns bei den Gravitationswellen eine in zwei unterschiedliche Raumrichtungen schwingende Welle. Die beiden unabhängigen Polarisationsrichtungen stehen nicht senkrecht, sondern unter einem Winkel von 45 ° aufeinander.
Animation aus Einstein Online:
http://www.aei.mpg.de/einsteinOnline/de
Als Wellengleichung erhalten wir aus den linearisierten Feldgleichungen:
d'Alembert g_ik ~ T_ik
Die formale Aehnlichkeit zur Elektrodynamik ist in diesem Fall nicht zu leugnen:
d'Alembert A^μ = (4π/c) j^μ
Ungeachtet dessen: Während es sich bei den Hertzschen Wellen um Dipolstrahlung handelt, geht es bei den Gravitationswellen um Quadrupolstrahlung. Das sind erhebliche Unterschiede, so dass eine Herleitung des Gravitationsphänomens aus der Elektrodynamik für einen unbefangenen Leser zum Vornherein ausscheidet.
Ich bin also der klaren Meinung, dass die Weiterverfolgung einer aus der Elektrodynamik ableitbaren Gravitation nicht nur nichts bringt, sondern sogar von Grund auf in die falsche Richtung führen muss. Ich vermag übrigens auch keinen wirklichen Nutzen in dem von dir entwickelten Gleichungssystem zu erkennen. Alles was zur Beherrschung der klassischen Gravitationsphänomene nötig ist, findet sich bereits in der Newtonschen Theorie. Damit kann man zum Mond fliegen und auch die Ephemeriden richtig berechnen. Was darüber hinaus zur Debatte steht, kann mit der Einsteinschen Gravitationstheorie behandelt werden. Grenzen sind erst dort gesetzt, wo auch Quantenphänomene behandelt werden müssen. In diesem Fall bietet sich die LQG als Ausweg an. Oder dann die Heimsche Theorie.
Wozu also eine weitere Welträtsellösungstheorie wie die deinige? Weshalb diese krampfhafte (und vergebliche) Mühe?
Gr. zg
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Jens Blume
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| Verfasst am: 01.02.2010, 17:27 Titel: |
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| zeitgenosse hat Folgendes geschrieben: | | ... Während es sich bei den Hertzschen Wellen um Dipolstrahlung handelt, geht es bei den Gravitationswellen um Quadrupolstrahlung. Das sind erhebliche Unterschiede, so dass eine Herleitung des Gravitationsphänomens aus der Elektrodynamik für einen unbefangenen Leser zum Vornherein ausscheidet. ... |
Sowohl em Wellen als auch g Wellen sind als Quadrupolwellen aufzufassen. Die Hertzschen Wellen solltest Du eigentlich selbst aus zwei Quadrupolwellen zusammensetzen können, ansonsten empfehle ich Dir mein Script (meine vier Kinder würden sich freuen  ).
| zeitgenosse hat Folgendes geschrieben: | | ... Wozu also eine weitere Welträtsellösungstheorie wie die deinige? Weshalb diese krampfhafte (und vergebliche) Mühe? |
Welche Mühe? |
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zeitgenosse
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| Verfasst am: 01.02.2010, 17:56 Titel: |
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| Jens Blume hat Folgendes geschrieben: | | Sowohl em Wellen als auch g Wellen sind als Quadrupolwellen aufzufassen. |
Ich vermag mit deinem Einwand nichts anzufangen, denn:
In der Hochfrequenztechnik (Radiotechnik) spricht man von Dipolwellen, weil Dipolstrahler verwendet werden.
Meist ist dies ein Lambda/2-Dipol.
Dasselbe gilt prinzipiell, wenn ich Radiowellen empfangen möchte. Dazu verwende ich in der Regel eine YAGI-Antenne. Auch diese besitzt einen Dipol. Gelegentlich kommen auch Kreuzdipole zum Einsatz.
Es lassen sich selbstverständlich auch elektrische Quadrupole erzeugen. Dazu werden aber zwei Dipole benötigt.
Dass die Hertzschen Wellen zu Recht als Dipolwellen bezeichnet werden, geht auch daraus hervor, dass sie mit einem simplen Gitter aus parallelen Drähten polarisierbar sind. Die durchgelassene Welle ist linear polarisiert und schwingt senkrecht zu den Drähten. Dreht man nun das Gitter um π/2, wirkt es als Sperre. Das lässt sich in jedem Repetitorium der Physik nachlesen und gehört zum elementaren Schulversuch!
Gr. zg
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Jens Blume
Anmeldedatum: 20.12.2006
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| Verfasst am: 02.02.2010, 10:33 Titel: |
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| zeitgenosse hat Folgendes geschrieben: | | ... Es lassen sich selbstverständlich auch elektrische Quadrupole erzeugen. Dazu werden aber zwei Dipole benötigt. ... |
Dann sind wir eine Stufe weiter.
Es ist nur noch zu einzusehen, warum Dipolwellen sich immer aus Quadrupolwellen zusammensetzen müssen:
Da der Drehimpuls bei em Wellen im atomaren Bereich stets vorhanden ist, kommen hier nur Quadrupolwellen in Frage (Dipolwellen können keinen resultierenden Drehimpuls besitzen).
| zeitgenosse hat Folgendes geschrieben: | | ... Dass die Hertzschen Wellen zu Recht als Dipolwellen bezeichnet werden, geht auch daraus hervor, dass sie mit einem simplen Gitter aus parallelen Drähten polarisierbar sind. ... |
Obwohl die Hertzschen Wellen zu Recht als Dipolwellen bezeichnet werden, setzen sie sich also aus mindestens zwei gegensinnig zirkular polarisierten Wellen zusammen. Auch so ist erst die korrekte Deutung der Drehung der Polarisationsebene innerhalb von nichtisotropen Materialien möglich.
| zeitgenosse hat Folgendes geschrieben: | | ... Die durchgelassene Welle ist linear polarisiert und schwingt senkrecht zu den Drähten. Dreht man nun das Gitter um π/2, wirkt es als Sperre. Das lässt sich in jedem Repetitorium der Physik nachlesen und gehört zum elementaren Schulversuch! ... |
Das ist bekannt. Anschaulicher ist die Verwendung von magnetischen Polarisatoren: Der Zusammenhang zwischen der Polarision von em und mech. Wellen ist so direkt erkennbar. |
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zeitgenosse
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| Verfasst am: 02.02.2010, 14:46 Titel: |
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| Jens Blume hat Folgendes geschrieben: | | Da der Drehimpuls bei em Wellen im atomaren Bereich stets vorhanden ist, kommen hier nur Quadrupolwellen in Frage (Dipolwellen können keinen resultierenden Drehimpuls besitzen). |
In der Tat gibt es bei Atomkernen auch Quadrupolschwingungen. Das ist aber ein völlig anderes Thema. Elektronische Übergänge in den Orbitalen sind dagegen vornehmlich durch elektrische Dipolstrahlung charakterisiert. Drehimpulserhaltung ist in diesem Sinne auch Spinerhaltung. Ist Dipolstrahlung aus Gründen der Drehimpulserhaltung unzulässig, erfolgt stattdessen Multipolstrahlung. Dabei handelt es sich bereits um Moden höherer Ordnung. Auf die Elektrodynamik übertragen entspräche dies einer komplizierteren Strom und Ladungsverteilung als beim linearen Dipol der Fall.
Um einen elektrischen Quadrupol zu erzeugen, benötige ich vier Ladungen, deren Vorzeichen diagonal entgegengesetzt sind. Der in Beschleunigern eingesetzte RFQ basiert auf diesem Prinzip. Anstelle einzelner Ladungen werden stabförmige Elektroden (Rods) verwendet, die von einem Hochfrequenzgenerator periodisch umgeladen werden. Im Transportkanal erfolgt dadurch eine abwechselnde Fokussierung und Defokussierung der durchfliegenden Teilchen.
Verbleiben wir also bei den Hertzschen Wellen, deren Erzeugung durch beschleunigte Ladungen erfolgt. Aus dem Hertzschen Dipol kommt Dipolstrahlung und nichts anderes.
Gr. zg
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Jens Blume
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| Verfasst am: 02.02.2010, 15:48 Titel: |
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| zeitgenosse hat Folgendes geschrieben: | | ... Verbleiben wir also bei den Hertzschen Wellen, deren Erzeugung durch beschleunigte Ladungen erfolgt. Aus dem Hertzschen Dipol kommt Dipolstrahlung und nichts anderes. ... |
Wie erklärst Du Dir dann die Drehung der Polarisationsebene von Hertzschen Wellen in Materie, ohne meinen oben dargelegten Gedankengang? |
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Jens Blume
Anmeldedatum: 20.12.2006
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| Verfasst am: 02.02.2010, 16:25 Titel: |
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| Jens Blume hat Folgendes geschrieben: | | ... Obwohl die Hertzschen Wellen zu Recht als Dipolwellen bezeichnet werden, setzen sie sich also aus mindestens zwei gegensinnig zirkular polarisierten Wellen zusammen. Auch so ist erst die korrekte Deutung der Drehung der Polarisationsebene innerhalb von nichtisotropen Materialien möglich... |
Siehe hierzu auch:
http://www.leybold-didactic.de/literatur/hb/d/p5/p5431_d.pdf |
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zeitgenosse
Anmeldedatum: 21.06.2006
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| Verfasst am: 02.02.2010, 20:17 Titel: |
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| Jens Blume hat Folgendes geschrieben: | | Wie erklärst Du Dir dann die Drehung der Polarisationsebene von Hertzschen Wellen in Materie, ohne meinen oben dargelegten Gedankengang? |
Körper, die die Polarisationsebene des Lichtes drehen, nennt man optisch aktiv. Bestimmte Kristalle gehören dazu. Klassisch gesehen kommt es zwischen Licht und Elektronen zu Wechselwirkungen. Der elektrische Feldstärkevektor erzeugt ein Dipolmoment. Aufgrund der Kristallstruktur kommt es zur Drehung der Polarisationsebene.
Das zugrunde liegende Prinzip lässt sich im Gerthsen nachlesen oder auch bei Hecht, Optik, so dass ich auf Details verzichte.
Etwa komplizierter ist der Faraday-Effekt, wo zur Drehung linear polarisierten Lichtes ein axiales Magnetfeld benötigt wird. Zusätzlich zu den elektrischen Dipolmomenten überlagern sich Oszillationen kreiselnder Elektronen. Folge ist wiederum ein Drehung der Polarisationsebene. Dazu stellt man sich das linear polarisierte Licht aus gegensinnig rotierenden zirkumpolaren Vektoren vor. Mit Quadrupolwellen hat das aber nichts gemein. Relativ zu den präzedierenden Ladungen haben rechts- und linksdrehende Welle unterschiedliche Frequenzen (Rotations-Doppler-Effekt).
Eine tiefergehende Erklärung des Phänomens ist erst im Rahmen der Quantenphysik möglich.
Gr. zg
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