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Was Physiker verwirrt..

Von / 25. Februar 2011 / 64 Kommentare
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Ich bin heute im Wald; deswegen gibts ein schönes Video. Und zwar aus meiner Lieblingsvideoreihe Sixty Symbols. Diesmal wurden die netten Physiker und Astronomen der Universität Nottingham gefragt, welche Gebiete der Physik/Astronomie sie verwirrend finden 😉



Schön zu sehen, dass man nicht der einzige ist, der gewisse Dinge ein wenig verwirrend findet. Wie das mit dem Quantencomputer funktionieren soll hab ich auch nie verstanden 😉
Und wie im Video richtig gesagt wurde: Wer behauptet das die Quantenmechanik ganz offensichtlich ist und wer behauptet, sie verstanden zu haben: der hat mit hoher Wahrscheinlichkeit keine Ahnung.

Es ist ebenfalls recht instruktiv zu sehen, dass Wissenschaftler eben nicht allwissend sind und dass ihnen das auch bewusst ist. Denn “Ihr Wissenschaftler glaubt ja immer alles zu wissen!” ist ja ein häufiger Vorwurf von wissenschaftsfeindlicher/esoterischer Seite. Aber ich befürchte, dass so ein Video da auch nichts nützt. Da wechselt man wahrscheinlich ganz schnell zum zweiten beliebten Argument “Ist ja klar! Ihr Wissenschaftler habt ja keine Ahnung!”. Aber lassen wir die Esoteriker mal beiseite. Was sind die Bereiche der Physik/Astronomie (bzw. der Wissenschaft eurer Wahl), die ihr verwirrend findet?


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Kommentare (64)

  1. #1 Nele
    25. Februar 2011

    Ich finde das cool – das bedeutet doch, dass für die Naturwissenschaft da draußen ein riesig weites, unentdecktes Land liegt, das es noch zu erforschen gilt. Das ist eine schöne Vorstellung!

  2. #2 Michaela
    25. Februar 2011

    Ganz ehrlich? Ich habe Physik als Ganzes immer sehr verwirrend gefunden. Durch das Lesen deiner Seite wird aber manches Thema verständlicher. Einen Physiklehrer mit deinem Erklärungstalent hätte ich damals in der Schule gebraucht. 😉

    “das bedeutet doch, dass für die Naturwissenschaft da draußen ein riesig weites, unentdecktes Land liegt, das es noch zu erforschen gilt. Das ist eine schöne Vorstellung!”

    Dem schließe ich mich einfach mal an.

  3. #3 olsch
    25. Februar 2011

    Bin zwar kein Physiker sondern nur Ingenieur (oder besser: bin kurz davor ein Ing zu sein), daher will ich auch gar nicht darauf eingehen wie sehr mich Quantenmechanik und Relativitätstheorie verwirren.
    Da ich mich hauptsächlich mit Optik und Lasertechnik beschäftige gibt es aber einen Punkt, den ich nie richtig verstanden hab und den mir noch nie jemand zufriedenstellend erklären konnte.

    Kurz: wie funktioniert stimmulierte Emission?

    Lang: Bei der stimmulierten Emission habe ich, vereinfacht dargestellt, ein Atom im angeregten Zustand und ein Photon, dessen Energie genau der des angeregten Atoms entspricht (Bzw der Energiedifferenz zwischen Niveau E2 und E1). Trifft nun dieses Photon auf das Atom, so fällt das Elektron des Atoms auf das Grundniveau zurück und gibt ein weiteres Photon frei, welches in allen Eigenschaften dem ersten entspricht.
    Warum ist das so? Woher “weiß” das Atom, dass das Photon überhaupt da ist, und was veranlasst das Elektron in den Grundzustand zurückzufallen? Denn eine direkte Wechselwirkung (z.B ein Stoß) findet ja nicht statt, wenn ich es richtig verstanden habe. Warum bewegen sich die beiden Photonen in die gleiche Richtung?

    Das ist es, was mich, neben vielen anderen Sachen, sehr verwirrt.

  4. #4 olsch
    25. Februar 2011

    @Nele
    zum Thema “unentdecktes Land”

    https://abstrusegoose.com/308

  6. #6 olsch
    25. Februar 2011

    @Ben
    Danke.
    Wieder ein kleines bischen mehr Licht im Dunkel.

  7. #7 Wolfgang Flamme
    25. Februar 2011

    Ein Paradoxon liegt mir schon seit der Gymnasialzeit im Magen: Wieso gibt es Schwarze Löcher – insbesondere große Schwarze Löcher?

    Die krude Regel, die man uns damals vermittelte, lautete etwa: Eine Uhr im Schwerefeld scheint für Außenstehende langsamer zu gehen. Und im Extremfall (am Ereignishorizont) scheint sie für Außenstehende ganz stillzustehen.

    Mit der Ausbildung des Ereignishorizontes tritt ein solcher Extremfall ein. Außenstehende können also beliebig lange warten, sie werden nie sehen können, wie Materie in ein Schwarzes Loch bzw dessen Ereignishorizont übertritt. Sie werden deshalb auch nie beobachten können, wie die Singularität an Masse gewinnt und sich ihr Ereignishorizont ausweitet. Sie könnten beliebig lange warten (zB 14 Milliarden Jahre nach dem Urknall) und könnten trotzdem nie etwas anderes sehen als eine winzige, ‘eingefrorene’ Singularität.

    Offensichtlich ist diese Annahme falsch. Aber wo liegt der Fehler in den Schlußfolgerungen?

  8. #8 Kallewirsch
    25. Februar 2011

    Ich habe ein ähnlich verwirrendes Problem wie olsch:
    Wie funktioniert Spiegelung auf Teilchenebene? Wenn ich mich in den Spiegel sehe, dann werden alle Photonen perfekt gespiegelt. Einfallswinkel gleich Ausfallswinkel. Aber wie geht das auf atomarer Ebene?
    Wenn ich ein Teilchenmodell zugrundelege, dann ist es sehr unwahrscheinlich, dass alle “Photonen-Kügelchen” die “Atom-Kügelchen” genau an der richtigen Stelle treffen, dass sich diese Winkelbeziehung ergibt. Billard-Spieler wird das bekannt vorkommen.
    Lasse ich das Photon mit der Elektronenhülle interagieren, wie funktioniert das dann? Woher weiß das Photon, wann es die Hülle wieder verlassen muss, damit es genau im richtigen Winkel davonfliegt?

    Das finde ich verwirrend: Den Übergang von relativ einfachen und zum Teil auch ganz gut nachvollziehbaren Beschreibungen auf atomarer Teilchenebene hin zu den makroskopischen Effekten, die wir tagtäglich sehen.

  9. #9 David
    25. Februar 2011

    Ich bin noch Student und da gibt es sowieso Myriaden an Dingen, die ich verwirrend finde, aber die herausstechendsten sind für mich Verschränkung, Quantenkryptographie, so ziemlich die gesamte Teilchenphysik. Ein bisschen Elektrodynamik kommt auch dazu.

  10. #10 Captain E.
    25. Februar 2011

    Der mittlerweile verstorbene Michael Crichton hat etliche spannende Bücher geschrieben, aber in “Timeline” hat er doch ein paarmal daneben gegriffen. In Bezug auf die Physiker formulierte er etwa folgende gewagte Hypothese: Im Grunde halten die heutigen Physiker alles für erforscht, nur würde sich nach der Pleite vom letzten Mal – kurz vor Formulierung der Relativitätstheorien – niemand trauen, das öffentlich zu sagen.

    Ich halte diese private Meinung eines Schriftstellers für falsch. Die Physiker haben viel zu viele Baustellen offen, um auf eine derartige Idee zu kommen.

  11. #11 Adrian
    25. Februar 2011

    Die schwache Kernkraft war mir lange Zeit ein Rätsel. Anstatt Vektorpfeile zu zeichnen heißt es immer nur “Die schwache KK ist für den beta-Zerfall verantwortlich” – und das wars! Mittlerweile weiß ich ein bisschen besser Bescheid und finde, dass man sich auf den Begriffe “schwache Wechselwirkung” beschränken sollte, aber so verwirrend finde ich es immernoch.

    Und das ist nur eine Sache von vieeelen. Zum Beispiel Interpunktion. Verwirrt mich immer, wieder.

  12. #12 Mr. Hatunien
    25. Februar 2011

    Also ich persönlich finde Frauen höchst verwirrend (ja, für mich gehören sie zur Astronomie… 😉

  13. #13 Thomas J
    25. Februar 2011

    Das find ich verwirrend, mir das vorzustellen.. https://www.youtube.com/watch?v=1qQQXTMih1A&feature=related (vor allem auch die letzten 2 Minuten)

  14. #14 Schmidts Katze
    25. Februar 2011

    Mit Strings kann ich gar nix anfangen.

    Mit QM und ART hab ich auch Schwierigkeiten.

  15. #15 Michaela
    25. Februar 2011

    @Mr. Hatunien Wir Frauen werden wahrscheinlich auch immer ein Mysterium bleiben 😉

  16. #16 Grüse
    25. Februar 2011

    60 symbols ist echt fantastisch. Die Serie sollten sich alle anschauen, die behaupten dass Wissenschaftler nur in ihrem Elfenbeinturm sitzen. Die Leute sind alle super sympathisch, können toll erklären und sind sichtlich begeistert von ihrem Fach.

  17. #17 CMS
    25. Februar 2011

    Ich bin frustriert, weil ich die Relativitätstheorie und ihre Auswirkungen zwar in Ansätzen verstanden habe, solche Späße wie die Zeitdilatation aber nicht mathematisch ermitteln kann…das gibt ein wirtschaftswissenschaftliches Studium einfach nicht her. Irgendwann ist man eben an dem Punkt angelangt, wo nur noch Mathematik weiterhilft, und das frustriert mich. Verwirrung in größerem Ausmaß gibts außerdem noch bei der String-Theorie, aber da scheine ich ja zumindest nicht der einzige zu sein.

  18. #18 Frank Wappler
    25. Februar 2011

    Florian Freistetter schrieb:
    > Ich bin heute im Wald […] Was sind die Bereiche der Physik/Astronomie (bzw. der Wissenschaft eurer Wahl), die ihr verwirrend findet?

    Als Experimentalphysiker finde ich es recht verwirrend, dass (insbesondere unter Physikern) die Meinung verbreitet ist und nur selten kritisiert wird, Theorien (der Physik) seien experimentell zu testen und ggf. zu falsifizieren.
    (Und sofern sich mit dieser Meinung ein bestimmter Bereich der Physik bzw. Wissenschaft verbinden sollte, weiß ich diesen nicht zu benennen.)

    > […] dass Wissenschaftler eben nicht allwissend sind und dass ihnen das auch bewusst ist.

    Richtig:
    ein Experimentalphysiker z.B. kennt nicht die Messwerte aus Versuchen, die noch gar nicht durchgeführt wurden bzw. deren Beobachtungsdaten noch nicht ausgewertet wurden;
    ist sich aber bewusst, dass man zunächst eine bestimmte Messoperation (die im Rahmen einer bestimmten Theorie zu definieren ist) auswählen und daran festhalten muss, um Messwerte erhalten und behalten und mitteilen zu können.

  19. #19 Thomas
    25. Februar 2011

    Siehste, Florian, das hast Du nun davon. Durch Deine erfrischend lockere Schreibweise, duie unterhaltsam kompliziertes verständlich beschreibt, bist Du nun zur Erklärtante erkoren worden und die Fragen prasseln in den Kommentaren zur so runter 🙂
    Ich habe da auch noch eine:
    Warum gehe ich abends nicht so gern früh ins Bett, stehe aber morgens ungern daraus auf? 🙂

  20. #20 CCS
    25. Februar 2011

    Bei mir ist es eindeutig die Quantenmechanik in ihren Facetten. Man kann das alles ganz toll berechnen und auch korrekt prognostizieren, aber damit dem so ist, müssen Dinge passieren, die in der menschlichen Größenordnung einfach keinen Sinn ergeben. Ich bin zwar fachfremd, aber mich beruhigt, dass anscheinend auch Experten da ihre Probleme mit haben 😉

    Außerdem habe ich nie verstanden, wie Computer funktionieren. Der Sprung von “viele verbundene Transistoren” zu “etwas berechnen” will sich mir bisher nicht erschließen. Dass jetzt auch noch Quantencomputer daherkommen, verbessert die Angelegenheit für mich nicht…

  21. #21 Björn Reinhardt
    25. Februar 2011

    Mal abgesehen davon, dass die Quantenmechanik mit ihren nicht-realistischen, nicht-lokalen Eigenschaften mir unglaubliche Verständnisprobleme bereitet weil ich mir eben als Laie nichts wirklich stimmig visualisieren kann (wie soll man zum Beispiel den Spin eines Teilchens verstehen?), habe ich in erster Linie große Probleme mit dem Verständnis der Zeit (aber damit bin ich wohl nicht alleine).

    Ist Zeit aufgrund der relativistischen Effekte jetzt ein lokales Phänomen? Wenn Zeit aber so sehr mit dem Raum verknüpft ist, wie bildet sich dann der Kontrast zu einem scheinbar absoluten Bezugsraum den wir heute feststellen können, wenn wir unterschiedliche Expansionsgeschwindigkeiten des Universums feststellen?

    Ohne Universum gibt es keine Zeit? Ist “keine Zeit” etwas anderes als “stillstehende Zeit”? Schwere Massen verlangsamen die Zeit? Würden Singularitäten dann dazu führen, dass die Zeit dort still steht (oder zumindest nahezu still steht da die masse ja wahrscheinlich nicht unendlich aber zumindest sehr, sehr groß ist)?

    Beschreibungen von so schwarzen Löchern fallen immer sehr statisch aus. Müssten dort aufgrund der schweren Massen nicht irre Zeit-Phänomene auftreten?

    Wäre eine unendliche Masse bei stillstehender Zeit überhaupt ein theoretisches Problem? Auf einem einzelnen Punkt der Zeit besteht doch diese logische “Ausbreitproblematik” für unendliche Größen nicht mehr?

    Naja, alles so Halbwissens-Fragen, aber so wundert sich der Laie eben 🙂

  22. #22 Konni Scheller
    25. Februar 2011

    Stimulierte Emmision:
    Wenn ich – meines zeichens Koch 😉 die Quantenmechanik richtig verstanden habe, dann liegt das daran, dass Photonen zu der Teilchenklasse gehören (Bosonen), die sich “gerne” nebeneinander im gleichen Zustand aufhält. Mit anderen Worten, die Wahrscheinlichkeit, dass zwei Photonen im gleichen Zustand sind ist höher als die, bei der Photonen in unterschiedlichen zuständen sind. Der Zustand ist also energieärmer. Und da Wasser bergab fließt…

    @Kallewirsch: Spiegelung auf atomarer Ebene.
    Die Photonen, die auf eine Glasplatte bzw. einen Spiegel treffen, sind nicht dieselben die später wieder austreten. Tatsächlich treffen die Photonen auf jede erreichbare Stelle des Spiegels, interagieren dann mit den Atomen der gesamten Glasplatte, werden absorbiert und neue Photonen werden dann ausgesendet.
    Details aus Q.E.D (Die seltsame Theorie des Lichts und der Materie) von Richard P. Feynman. Ja. Es ist kompliziert. Und faszinierend.

  23. #23 Amiga-Freak
    25. Februar 2011

    Bin momentan Mathe-Student mit Physik als Nebenfach und mich verwirren vor allem die unterschiedlichen Notationen bei Mathematikern und Physikern.
    Etwa ein adjungierter Operator…den schreibt man bei den Mathematikern mit einem Sternchen und in der Physik mit so einem komischen “Kreuz” (Deka?). Das Sternchen bezeichnet in der Physik dafür wieder das komplex Konjugierte. Letzeres ist in der Mathematik dagegen ein Strich über dem jeweiligen Symbol.
    Einen Kracher finde ich auch die partielle Ableitung in der Physik….die dort scheinbar gerne “del x” (für partiell nach x abgeleitet) ausgesprochen wird (zumindest hier bei uns).

    Man kommt sich vor als würde man als Bayer ins tiefste Sachsen kommen und nur von extremen Dialektsprechern umgeben zu sein 🙂

  24. #24 MartinB
    25. Februar 2011

    @kallewirsch
    Spiegelung auf teilchenebene funktioniert letztelich über Interferenz der möglichen teilchenbahnen. Super erklärt in Feynmans Buch “QED”.

  25. #25 Der Bo
    25. Februar 2011

    Was ich zwar von der Theorie her verstehe aber irgendwie immer noch in meinem Kopf rumspukt ist die Tatsache, wie Bandlücken in Festkörpern von der Quantenmechanik vorhergesagt werden.

    Wendet man die Schrödignergleichung auf ein periodisches Pontential an, was dem eines Festkörper entspricht, kommt man auf die Blochfunktionen. Und dort wo man zur Lösung der Schrödignergleichung komplexe Vektoren bräuchte fordert die Lösung der Blochfunktion reelle Vektoren. Ergo keine Energiezustände in dem Bereich.

    Und dann schau ich auf meine spektroskopischen Daten und finde wirklich in den Bereichen keine Energiezustände. The Fuck ? Wirklich, was ist da los ? Ich meine, es könnte doch genau so gut sein, dass die Quantenmechanik hier einfach keine Vorhersagen trifft und es trotzdem Energiezustände geben könnte. Aber Nein! Bandlück. Zack. Leitungsband, Valenzband –> komplette Halbleiterphysik. Und das auf Grund einer rein mathematischen Unvereinbarkeit zweier Gleichung. Für mich ist das purer mindfuck.

    Disclaimer: Ich bin Chemiker. Ich weiß nicht ob es Physiker genauso flasht, aber mich flashts gewaltig.

  26. #26 Konni Scheller
    25. Februar 2011

    @Der Bo: das ist das schöne an der Physik – man denkt sich was aus, und sei es noch so abstrus – es funktioniert.

    Und wenn es nicht funktioniert, ist das ganze noch viel spannender!

  27. #27 Ronny
    25. Februar 2011

    ‘Verwirrt’ ist, denke ich, das falsche Wort. Bis jetzt habe ich keine Bereich in der Physik gefunden der mich in die Irre geführt hätte.

    Es geht eher darum, dass man etwas einfach nicht versteht oder sich nicht wirklich vorstellen kann.

    Das liegt aber meiner Meinnung eher daran,
    – dass viele zu früh aufgeben nachzudenken
    – dass viele sich zu sehr am ‘Hausverstand’ festklammern
    – dass viele die physikalischen Modelle als real annehmen und nicht als Symbole
    – dass die Mathematik hinter den Modellen zu kompliziert ist (z.B. bei den Strings)

    @CCS
    Computer funktionieren im Prinzip immer noch (wie die ersten) mit zwei Zuständen: Spannung = 1/ keine Spannung = 0. Diese Zustände erreicht man mit Transistoren die im digitalen Bereich einfach wie ein steuerbarer Schalter funktionieren und eben 0 und 1 erzeugen können.
    Wenn du jetzt rechnen willst, musst du diese nur richtig zusammenschalten, wobei zum rechnen das Dualsystem verwendet wird.
    Macht man das Ganze jetzt schnell mit 4 Milliarden Schaltvorgängen pro Sekunde und parallel z.B. 64 * 0/1 parallel dann hat man moderne Computer.

  28. #28 Chris
    25. Februar 2011

    Hallo,
    mal von normaler Reflexion und Metallreflexion abgesehen, finde ich die Totalreflexion und die frustrierte Totalreflexion schwer zu schlucken.
    Die Welle stößt gegen eine Grenzfläche dichtes/dünneres Medium wird reflektiert und verliert dabei nichts. Auf den Grenzwinkel kommt man durch das snelliussche Brechungsgesetz.

    Es wird aber noch schlimmer, diese Welle guckt doch ein Stückchen ins dünnere Medium durch und der Austrittspunkt der Reflexion ist dadurch noch verschoben.
    Bringt man dann ein drittes Medium nah genug ran geht ein Teil der Welle doch noch gerade weiter. Obwohl diese beiden dichteren Medien NICHTS miteinander zu tun haben und durch die Totalreflexion eigentlich auch getrennt sein müssten, ist ja das dünnere Medium zwischen drin.

    Halbleiterphysik ist schon eher unangenehm, Bändermodell, Ferminiveau, tunnelnde Elektronen. Röhren waren da was richtig schönes, solange man an der Oberfläche bleibt…

    Aber was ich immer wieder bewundernswert finde ist, man kann alles das verstehen(ööh naja…) , benutzen und zwar sinnvoll.
    So ziemlich alles was hier bisher aufgeführt wurde trägt dazu bei, dass wir diese Dinge jetzt besprechen können und zwar nicht nur innerhalb einer Kneipe sondern quasi gleichzeitig von überall auf der Welt.

    Wenn man ein simples Fernrohr, einen einfachen Audioverstärker(mit 3 Röhren oder Tranistoren) oder auch einen älteren Rechner nicht bloß als funktionierende Blackbox betrachtet gibt es unglaublich viele teils fast unglaubliche und etwas verwirrende dem “gesunden Menschenverstand widersprechende” Dinge zu beobachten.
    Wäre langweilig wenn einem alles “im Schlaf” zufliegen würde…

  29. #29 Björn Reinhardt
    25. Februar 2011

    @Ronny “- dass viele die physikalischen Modelle als real annehmen und nicht als Symbole”

    Das ist ein weiterer Punkt der mir sehr zu schaffen macht. Habe zuletzt ein wenig über die Kopenhagener Deutung gelesen und bin insbesondere mit den Positionen von Nils Bohr nicht zurechtgekommen. Ein nicht-realistisches Modell, welches zwar zuverlässige Vorhersagen trifft, aber keine reale Entsprechung hat ist doch nichts, womit man sich zufrieden geben kann. Das ist doch eigentlich nur der Hinweis auf ein wichtiges Detail das man noch nicht kennt, welches aber zufällig die Rechnungen im aktuellen Modell nicht beeinträchtigt.

  30. #30 MartinB
    25. Februar 2011

    @DerBo
    Die Bandlücke kommt (zumindest in der Näherung schwacher Potentiale) doch einfach durch die Wechselwirkung der ebenen Wellen mit dem periodischen Gitter zustande. Man kann aus rechts- und links-laufenden ebenen Wellen zwei stehende Wellen kombinieren, die ihre maxima jeweils entweder genau an den Poistionen der Ionenrümpfe oder genau dazwischen haben. Das eine ist energetisch günstig, das andere ungünstig.
    Ganz gut erklärt ist das im Beiser “Atome, Moleküle festkörper”, im Ashcroft Mermin (mein Lieblingsbuch) und ich glaube auch bei dePodesta (Titel weiß ich gerade nicht).

  31. #31 nihil jie
    25. Februar 2011

    ist zwar ein kleinens bisschen OT aber zumindest kenne ich den grund des verwirrt seins 😉

    in der schule hatte ich abneigung gegen chemie. ich liebte physik aber chemie habe ich gehasst. das lag aber an unserer lehrerin. eigentlich war das eher die frau die mich verwirrt hat. ich habe keine einzige erinnerung da dran sie mal lächeln gesehen zu haben. ausser dem kann ich mich kaum daran erinnern dass sie mal lust am unterrichten gezeigt hätte. die stunden waren langweilig bis hin zu kleinen horrortrips. man wurde an die tafel gerufen um dann vor allen fertig gemacht zu werden… sie lies einem nicht mal die zeit nach zu denken oder sich genügend zu korrigieren.
    ich habe jahre oder sogar fast ganzes jahrzehnt gebraucht um wider ein chemie buch in die hand zu nehmen.

  32. #32 jitpleecheep
    25. Februar 2011

    @CCS:
    Na wenn du Transistoren verstanden hast, ist der Schritt gar nicht weit.
    Im Prinzip reichts wenn du dir grob https://de.wikipedia.org/wiki/Gatter_%28Elektronik%29 ansiehst und wie man sie verschaltet https://de.wikipedia.org/wiki/Transistor-Transistor-Logik , und den https://de.wikipedia.org/wiki/Halbaddierer
    Das ist nicht schwierig.
    Damit hast du Computer an sich verstanden, alles andere ist eigtl nur eine Komplexitätsfrage.

  33. #33 Skrazor
    25. Februar 2011

    Also zu dem Thema mit dem Mysterium der Frau kann man eigentlich nur Einstein persönlich zitieren: “Manche Männer bemühen sich lebenslang, das Wesen einer Frau zu verstehen. Andere befassen sich mit weniger schwierigen Dingen z.B. der Relativitätstheorie.”

  34. #34 Ben
    25. Februar 2011

    @Amiga-Freak
    del x soll delta x bedeuten, weil die partielle ableitung ja geschrieben wird als kleines delta (Funktion) / kleines delta (x). Also F nach x ableiten.

  35. #35 znEp82
    25. Februar 2011

    @CMS
    Da kann ich ‘Kleines 1×1 der Relativitätstheorie: Einsteins Physik mit Mathematik der Mittelstufe’ empfehlen.
    Es werden zwar einige Vereinfachungen gemacht aber meiner Meinung nach reicht es trotzdem, um alles grundlegende zu verstehen.
    Ein Hoch auf unsere Stadtbücherei.
    MfG
    znEp

  36. #36 CCS
    25. Februar 2011

    @Ronny und jitpleecheep:

    Danke, jetzt habe ich eine Aufgabe fürs Wochenende! 🙂

  37. #37 IO
    25. Februar 2011

    nihil jie·
    25.02.11 · 13:05 Uhr

    ist zwar ein kleinens bisschen OT aber zumindest kenne ich den grund des verwirrt seins 😉

    in der schule hatte ich abneigung gegen chemie. ich liebte physik aber chemie habe ich gehasst. das lag aber an unserer lehrerin. eigentlich war das eher die frau die mich verwirrt hat. ich habe keine einzige erinnerung da dran sie mal lächeln gesehen zu haben. ausser dem kann ich mich kaum daran erinnern dass sie mal lust am unterrichten gezeigt hätte. die stunden waren langweilig bis hin zu kleinen horrortrips. man wurde an die tafel gerufen um dann vor allen fertig gemacht zu werden… sie lies einem nicht mal die zeit nach zu denken oder sich genügend zu korrigieren.
    ich habe jahre oder sogar fast ganzes jahrzehnt gebraucht um wider ein chemie buch in die hand zu nehmen.

    Für mich war es eher umgekehrt. Nun ja, gehaßt habe ich Physik nicht, ich fand sie eher langweilig.
    Bis 1 Jahr vor dem Abi habe ich noch überlegt, ob ich Chemie studieren könnte (ich stand immer auf 1), aber dann wurde mir die physikalische Seite der Sache über.

    Letzlich bin ich dann eben in den Humaniora abgeblieben, wo ich meine detektivischen Fähigkeiten in Bezug auf historisches Material einsetzen kann 🙂

  38. #38 Olli F.
    25. Februar 2011

    Verschränkung von Atom und emitiertem Photon übersteigt mein Vorstellungsvermögen total.

  39. #39 Frank Wappler
    25. Februar 2011

    Der Bo schrieb (25.02.11 · 11:30 Uhr):

    > […] die Tatsache, wie Bandlücken in Festkörpern von der Quantenmechanik vorhergesagt werden.
    > Wendet man die [Schrödingergleichung] auf ein periodisches [Potential] an, was dem eines Festkörper entspricht, kommt man auf die Blochfunktionen. Und dort wo man zur Lösung der [Schrödingergleichung] komplexe Vektoren bräuchte fordert die Lösung der Blochfunktion reelle Vektoren. Ergo keine Energiezustände in dem Bereich.
    > Und dann schau ich auf meine spektroskopischen Daten und finde wirklich in den Bereichen keine Energiezustände.

    Wie kommst du denn darauf, dass die QM vorhersagen könnte und vorhergesagt hätte, dass du ausgerechnet auf spektroskopische Daten eines Festkörpers mit periodischer (Kristall-)Struktur geschaut hast,
    und nicht auf spektroskopische Daten eines (festen) Glases, oder einer Flüssigkeit
    ??

    Nein: die QM beschäftigt sich nur damit, wie u.a. “Energiezustands-Dichte” und “Potential-Periodizität” spektroskopisch zu messen sind, und mit der darauf beruhende Tatsache, dass diese Messoperatoren bzw. deren Messwerte in bestimmter Weise zusammenhängen.
    QM beschäftigt sich damit, wie festzustellen ist, ob “der Bo spektroskopischen Daten eines Festkörpers” angeschaut hat, oder nicht.

    Vorhersagen dazu, dass “der Bo spektroskopischen Daten eines Festkörpers” angeschaut hat, machen dagegen Modelle “des Bos”, die unter Benutzung der QM-Begriffe formuliert werden können.

    Wer Theorien (einschl. ihrer Messoperatoren) mit Modellen (die Mess- bzw. Erwartungswerte zusammenfassen) verwechselt … steht einfach völlig im Wald.

  40. #40 Fritz
    25. Februar 2011

    @Amiga-Freak: “komischen “Kreuz” (Deka?)”
    -> “Dagger”

    Ich hab es aber ehrlich gesagt auch lange falsch gesagt (“tot”) bis sich mal ein Prof. darüber lustig gemacht und dann erklärt hat.
    Muss auch zugeben dass ich bei den ersten Papers die ich gelesen habe auch einige Zeit gebraucht habe um mich daran zu erinnern dass das “Kreuz” nicht einen toten Autor kennzeichnet 😛

  41. #41 Amiga-Freak
    25. Februar 2011

    @Ben:

    Ja, daß das eine Kurzform von “delta x” sein soll, weiß ich schon. Trotzdem…irgendwie finde ich manche Notationen und Ausdrucksweisen in der Physik einfach “schräg”.
    Auch so ein Ding ist z.B. gleich hinter das Integralzeichen die Variable zu schreiben, nach der integriert wird. Und erst dann den Integranden.
    Also z.B. Sdx x statt Sxdx (das S stehe für das Integralzeichen). Sind zwar alles Kleinigkeiten, aber viele kleine Steinchen können einen Weg auch holprig machen 😉

  42. #42 Fritz
    25. Februar 2011

    Habs glatt vergessen, was mich verwirrt: Vieles, im speziellen immer die Quantenmechanik aber ich glaube das gehört sich so 😀

    Ich kenne aber als Vergleich so manche geisteswissenschaftlichen Texte und muss sagen dass ich davon weit mehr verwirrt werde als von der gesamten Quantenmechanik.
    …
    Wobei, den obigen Text vom Herrn Wappler kapier ich auch nicht.

  43. #43 Aragorn
    25. Februar 2011

    Verwirrend finde ich viele populärwissenschaftliche Physikromane.
    Da stehen manchmal so geheimnisvolle Nichterklärungen drin wie:

    * innerhalb des Schwarzschildradius, wechseln Raum und Zeit ihre Rollen
    * die Realität liegt erst dann fest, nachdem eine Beobachtung durch ein Bewusstsein stattfand
    * die Raumkrümmung bestimmt die Planetenbahnen
    …

    und allerlei anderer Schmarrn. Schlecht ist es, wenn man danach in ein Fachbuch der Theoretischen Physik guckt. Da wird es richtig erklärt, und aus dem Geheimnisvollen wird öffe Physik.

  44. #44 Amiga-Freak
    25. Februar 2011

    @Fritz:

    Heißt das echt “Dagger” !?!?!

    Das war nämlich tatsächlich das, was ich zuerst verstanden habe. Und mit viel Phantasie kann man in diesem “Kreuz” ja wirklich einen kleinen Dolch (engl. dagger) sehen. Aber dann kam mir diese Idee doch einfach zu lächerlich vor und ich vermutete daß das wohl “Deka” heißen müsse.
    Ist halt einfach blöd wenn man das immer nur verbal hört und nie irgendwo mal liest. Ich wollte mich auch nicht grade als der einzig unwissende Student outen und danach fragen 🙂
    Die Physik-Studenten schienen das alle zu kennen, aber in der Mathematik sind Dolche halt selten *g*

  45. #45 Fritz
    25. Februar 2011

    @Amiga-Freak:
    So habe ich das von unserem Quantenmechanik Dozenten gehört, tatsächlich wegen der Dolchform, mir kam es auch seltsam vor und “A-tot” fand ich auch viel lustiger als “A-dagger”. Ich sag jetzt einfach wieder “A-adjungiert”…

  46. #46 jitpleecheep
    25. Februar 2011

    @Fritz, Amiga-Freak:
    Wikipedia hilft: https://en.wikipedia.org/wiki/Dagger_%28typography%29
    Die deutsche Entsprechung ist übrigens “Kreuz”, nicht “tot”. 😀
    Wobei das in Mathe irgendwie doof ist, weil A “Kreuz” klingt für mich nach “A x B” an…

  47. #47 MartinB
    25. Februar 2011

    Klar heißt das dagger!
    Wir haben uns im Studium immer vorgestellt, irgendwann mal zu sagen “Da fehlt ein dagger” und dann ein Wurfmesser an passender Stelle einschlagen zu lassen. Nun ja, Physikerhumor…

  48. #48 Amiga-Freak
    25. Februar 2011

    *schmunzel* Danke, wieder was gelernt.

  49. #49 Fritz
    25. Februar 2011

    Ich studiere noch, der Humor hat sich glaub ich nicht verbessert 😉

  50. #50 zerebrumm
    25. Februar 2011

    Ich bewundere immer mehr die geradezu unmenschliche Geduld der Wissenschaftler. In jeder Beziehung. Ich glaube, dass es sogar eine der herausragendsten Eigenschaften ist.

  51. #51 Gluecypher
    26. Februar 2011

    Wie, verdammte Axt, stellt man sich denSpin vor???? AAARRRGGGHHH!!!

  52. #52 MartinB
    26. Februar 2011

    @Gluecypher
    Stell dir einfach eine unendlich kleine Kugel vor, die sich um ihre Achse dreht, dabei aber gleichzeitig nicht wirklich eine Kugel ist, sondern über einen Raumbereich verschmiert ist, und die Achse ist auch nicht wirklich ne Achse, weil sie immer nur in eine von zwei Richtungen geht, und die Drehung ist auch nicht wirklich ne Drehung, weil sie immer einen konstanten Drehimpuls hat, aber sonst passt es schon.
    Ist doch ganz einfach, oder etwa nicht? ;-))

    Ich würde sagen, einfach Pech gehabt: Du stammst halt von Wesen ab, für die klassische Mechanik wichtiger war als QM, weil die mehr nützt, wenn ein Säbelzahntiger angreift, deswegen findest du den Spin unanschaulich. Würde man Babies in einer Welt mit h=1Js großziehen, fänden sie später die QM vermutlich völlig intuitiv.

  53. #53 Gluecypher
    26. Februar 2011

    @MArtin

    Also, ich fasse zusammen: es ist eine Drehung (aber auch wieder nicht) einer Kugel (aber auch wieder nicht) um eine Achse (aber auch wieder nicht).

    Na wenn Du’s so ausdrückst..wirklich ganz einfach 8]

    Verdammte Hacke, wieso haben sich meine Vorfahren in einer Welt entwickelt, in der sie auf einem durchschnittlichem Planeten, der um eine durchschnittliche Sonne kreist und auf dem sie nur mittelgroße, mittelschnelle Objekte in Ihrer Umwelt hatten? WARRRUUUUUUUMMM????

  54. #54 MartinB
    26. Februar 2011

    @Gluecypher
    naja, auf der anderen Seite hättest du sonst schwierigkeiten mit so dingen wie Kreiseln oder Planeten. Wie? Der kann auf irgendner Umlaufbahn umlaufen? Welche Quantenzahlen nehm’ ich denn da? Wieso kann ich eigentlich nicht aus nem geschlossenen Zimmer raustunneln? Und spätestens am Billard-Tisch würde es ganz finster werden…

  55. #55 Tr
    26. Februar 2011

    @Wolfgang Flamme:
    der Unterschied zwischen Beobachtung und Ereignissen ist hier sehr wichtig. Es ist wahr, dass das Licht von Teilchen uns als Beobachter in sicherer enfernung nicht erreichen kann, aber die Weltlinien dieser Teilchen treffen sehr wohl die Singulariät und “füttern” diese. Das ist dasselbe Baum im Wald, dem keiner zusieht.

  56. #56 TheBug
    27. Februar 2011

    @Gluecypher: Wenn die Lichtgeschwindigkeit gegenüber unserer typischen Bewegungsgeschwindigkeit ganz deutlich niedriger liegen würde, dann käme es zu einer deutlich erhöhten Rate an Autounfällen und zwar wegen des Dopplereffektes und der Lorentzkontraktion, keiner sieht mehr wo er hin fährt. Sehr schön beschrieben von Terry Pratchett in einem seiner Scheibenweltromane, wo in einer Fußnote der Puzuma erklärt wurde. Dabei handelt es sich um eine scheibenweltliche Raubkatze die aufgrund der starken Raumkrümmung durch die Magie auf der Scheibenwelt sich mit nahezu der örtlichen Lichtgeschwindigkeit bewegt. Zu dieser Tierart gibt es zwei Ansichten, die eine ist, dass es sich um ein Fabelwesen handelt und die andere, dass der typische Puzuma in Bergflanken zu finden ist und sehr tot und sehr flach ist.

    Da schlag ich mich doch lieber mit der Quantenphysik rum…

    @Fritz: Wappler versteht keiner, ich befürchte nicht mal er selber. Am besten ignorieren, so wie Fahrstuhlmusik.

  57. #57 Gluecypher
    27. Februar 2011

    @Martin und TheBug

    O.K., stimmt auch wieder.

    Aber das mit dem Billard ist nicht ganz richtig. Da stinke ich auch klassisch-mechanisch total ab…..

  58. #58 BreitSide
    28. Februar 2011

    xxx

  59. #59 deepsouth
    4. März 2011

    ok, Quantenmechanik ist verwirrend – aber Dank Brian Greene macht sie wenigstens Spass (beim Lesen).
    Eine viel banalere Frage treibt mich um:
    Warum gibt es eine “Äquivalenz von träger und schwerer Masse”?
    (ob sie wirklich exakt äquivalent ist, ist zwar noch nicht wirklich bewiesen, aber sollte es einen Unterschied geben, wäre er äußerst gering).
    Was hat die Trägheit mit dem Gewicht zu tun?
    …
    Gedankenexperiment:
    Ich baue eine Halfpipe (exakter Halbkreis) und lasse von links oben eine Kugel hineinfallen.
    Sie rollt nach unten.
    Dafür ist ihr GEWICHT verantwortlich.
    Unten in der Halfpipe angekommen, bleibt sie aber nicht ruhig liegen, sondern rollt rechts wieder nach oben.
    Dafür ist ihre TRÄGHEIT verantwortlich.
    Beide Kräfte sind gleich groß und ohne Reibungsverluste würde die Kugel ewig so weiterrollen….
    von links nach unten und wieder nach rechts oben, von rechts oben nach unten und wieder nach links oben u.s.w..
    pssst:
    Wäre die Trägheit einer Masse (unserer Kugel) größer als ihr Gewicht – sogar um ein Maß größer, welches die Reibungsverluste übersteigt – wow! Die Kugel würde immer schneller werden, würde von mal zu mal immer höher weiter rauf rollen, höher und höher, schneller und schneller und käme irgendwann in den Bereich relativistischer Geschwindigkeiten – kurz: Wir hätten eine beschleunigte Bewegung, (fast) ohne Energiezufuhr.
    (man stelle sich die Anwendungsgebiete vor!)
    *ähem*
    Nun sind aber beide Kräfte äquivalent (oder nur geringfügig verschieden).
    Warum?
    Und verbietet unser Universum, daß (wie eben beschrieben) die Trägheit größer sein kann, als das Gewicht?
    Wenn ja, warum?
    Kann (darf) die Trägheit dann vielleicht kleiner als das Gewicht sein?
    Nimmt der mögliche Unterschied zwischen beiden Kräften mit der Zeit zu?
    Hätten wir es dann bei der Trägheit mit einer fünften Naturkraft zutun?
    …
    noch am Rande:
    Ob es die “Äquivalenz von träger und schwerer Masse” wirklich gibt, ist tatsächlich noch unklar und es befindet sich mindestens ein sehr kostenspieliges Experiment in Vorbereitung, um dieses zu untersuchen.
    + + +

  60. #60 Niels
    4. März 2011

    Nun sind aber beide Kräfte äquivalent (oder nur geringfügig verschieden).
    Warum?

    Siehe Allgemeine Relativitätstheorie.
    https://de.wikipedia.org/wiki/Allgemeine_Relativit%C3%A4tstheorie#.C3.84quivalenzprinzip
    Siehe auf die Metrik-Reihe bei “Hier wohnen Drachen”.
    https://www.scienceblogs.de/hier-wohnen-drachen/2011/02/wie-man-die-raumzeit-krummt-teil-v.php
    Allerdings ist es bestimmt hilfreich, wenn man bei Teil 1 anfängt.

    Ob es die “Äquivalenz von träger und schwerer Masse” wirklich gibt, ist tatsächlich noch unklar und es befindet sich mindestens ein sehr kostenspieliges Experiment in Vorbereitung, um dieses zu untersuchen.

    Na ja, eigentlich ist das nicht unklar. Man misst das zwar im Rahmen von Präzisionsmessungen der ART, allerdings wäre es eine unfassbare Sensation, wenn man eine wirkliche Abweichung finden würde. Erwartet wird das von niemandem.
    Die ART ist eine äußerst gut bestätigte Theorie.

  61. #61 deepsouth
    4. März 2011

    Nachtrag
    Ich nehm’s vorne weg:
    Im Gedankenexperiment (Halfpipe) gibt es einen Denkfehler.
    (früher oder später deckt ihn sowieso jemand auf…)
    aber das ändert nix an diesem unglaublichen “Zufall”, daß Trägheit und Gweicht äquivalent sind und die Frage danach: Warum das so ist und ob es vielleicht auch anders sein könnte und ob beide Möglichkeiten denkbar sind:
    Gewicht < Trägheit, Gewicht > Trägheit,
    …
    Man kann sogar noch darüber hinaus weiter spekulieren…
    Unterscheidet sich die Trägheit vom Gewicht (womöglich mit der Zeit zunehmend), dann spaltet sich eine neue (fünfte) Naturkraft ab.
    Okay – sehr langsam und zunächst unmerklich – aber bestimmt.
    Wird es in ferner Zukunft vielleicht noch weitere Urkräfte geben, eine sechste, siebente, achte u.s.w. …?
    Ist das denbar?
    Aber zurück zur Ausgangsfrage:
    Woher kommt die (angenommene) “Äquivalenz von träger und schwerer Masse”?
    Solch einen “Zufall” kann es nicht geben (außer man ist Esotheriker oder anders gläubig oder man stellt einen Designer an den Anfang des Universums – es ist Fasching, lassen wir diese Möglichkeiten also mal rein theoretisch zu *g*)
    Das macht mich irre!
    …
    ach ja, zum Denkfehler im Halfpipe-Experiment:
    Wäre die Trägheit der Kugel tatsächlich größer als ihr Gewicht,
    dann würde die Trägheit die Kugel in der Abwärtsbewegung im gleichen Maße bremsen, wie sie sie in ihrer Aufwärtsbewegung weniger bremsen würde.
    ups, blöd ausgedrückt… aber ihr wisst wie ich es meine.
    Trotzdem bleibt die Fragestellung bestehen – nur das Experiment ist suboptimal.
    (ich lass mir ein anderes einfallen, mit Schwerelosigkeit sollte es funtionieren….)
    + + +

  62. #62 deepsouth
    4. März 2011

    **Danke** Niels für die schnelle Antwort.
    Aber ich suche keine Erklärung des Äquivalenzprinzipes, sondern eine Antwort darauf, woher es kommt?
    WARUM sind Gewicht u. Trägheit (vermutlich) gleich groß?
    …
    Und ja: Es wäre eine Sensation.
    Und die Erwartungen sind bestimmt gering – aber man steckt gerade sehr viel Geld in die Überprüfung dieser Annahme – bestimmt nicht grundlos.
    😉

  63. #63 deepsouth
    4. März 2011

    noch schnell vor’m Schlafengehen:
    Wir bauen eine Halfpipe in der Schwerelosigkeit.
    Achtung!
    Schwerelosigkeit ist nicht gleich Schwerelosigkeit!
    Auf der ISS z.B. herrscht nur eine “zweitklassige” Schwerelosigkeit.
    Tatsächlich befindet sich die ISS im Schwerkraftfeld der Erde (spürt also eine Schwerkraft), aber ihre kreisförmige Bewegung um die Erde und die daraus resultierende Fliehkraft egalisiert die Kräfte und macht die Station samt Insassen schwerelos. (trotz Schwerkraftfeld!)
    Wir brauchen einen Ort OHNE Schwerkraft.
    Jaaa… Gravitation ist irgendwie überall… aber nehmen wir die Lagrange-Punkte.
    Dort heben sich (fast) alle gravitativen Kräfte auf.
    Bauen wir dort die Halfpipe!
    Um die Kugel rollen zu lassen, benötigt sie jetzt von uns einen Impuls.
    Ohne Gravitaion (also Gewicht) würde sie ihren Impuls jetzt beibehalten und mit konstanter Geschwindigkeit weiterrollen, weiterlaufen, weiterfliegen – was auch immer.
    In Bewegung versetzt nehmen wir jetzt den kompletten Versuchsaufbau und begeben uns in ein Schwerefeld…. (senkrecht zur Halfpipe).
    Jetzt wird die Kugel gebremst.
    Bei jeder Abwärtsbewegung der Kugel belassen wir das System im Schwerefeld, bei jeder Aufwätsbewegung schieben wir den kompletten Versuchsaufbau wieder Richtung Lagrange-Punkt.
    aaah… “Mitdenker” gesucht!!
    Grundproblem:
    Gibt es die “Äquivalenz von träger und schwerer Masse” , dann isses egal, wohin wir das System verschieben.
    Bevorteilen wir hingegen durch Verschiebung des Systems einmal die Trägheit und ein anderes mal das Gewicht, so sollte sich ein Ungleichgewicht bei der Bewegung der Kugel einstellen.
    Oder?
    Ich geh ins Bett *g*
    Weiterführende Vorschläge sind willkommen.
    + + +

  64. #64 Wolfgang Flamme
    4. März 2011

    @Tr

    der Unterschied zwischen Beobachtung und Ereignissen ist hier sehr wichtig. Es ist wahr, dass das Licht von Teilchen uns als Beobachter in sicherer enfernung nicht erreichen kann, aber die Weltlinien dieser Teilchen treffen sehr wohl die Singulariät und “füttern” diese. Das ist dasselbe Baum im Wald, dem keiner zusieht.

    Ich dachte bisher immer, das sei die große ‘philosophische’ Leistung der ART gewesen, daß sie die Gleichzeitigkeit (oder Nicht-Gleichzeitigkeit) nicht als rein optisch-kommunikatives Trugbild entlarvt, sondern jedem Inertialsystem tatsächlich seine eigene Raumzeit zubilligt, also die Vorstellung von ‘Gleichzeitigkeit’ überhaupt relativiert.

    Als Konsequenz daraus mag ein SL wohl in Echtzeit ‘gefüttert’ werden (gemessen am Bezugssystem der fütternden Teilchen) aber was auch immer da ‘jetzt’ passiert und welche Konsequenz das hat (zB Ausdehnung des Ereignishorizontes des SLs), sollte in unserer Raumzeit eben erst in einer unendlich fernen Zukunft ‘geschehen’.