Schwingungen
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Ich weis leider nicht, wo ich das einordnen soll. Eigendlich hat es ja etwas mit Technik zu tun, aber unter dem Forenteil steht, dass das über Elektronik geht, wo das rein gehört weis ich nicht. Ich habe das jetzt einfach hier rein geschrieben, weil das ja im realen Leben zutrifft. Wenn ich falsch bin, dann bitte ich darum, das Thema zu verschieben. Jetzt zum Eigendlichen:
Mich wundert es, dass die Sinne, und die Umgebung auf unterschiedliche Schwingungen so unterschiedlich \"reagieren\". Spürbare Schwingungen kann man zum Beispiel mit den Sinneszellen an der Haut spüren, werden diese etwas schneller, kann man sie hören. Irgendwann kann man sie wieder mit der Haut als Hitze wahrnehmen, dann als Licht mit den Augen sehen. Dann wird irgendwann viel später Atomare stralung draus. (Ich hab mal ein paar Zwischenstufen weggelassen..)
Nun wundert es mich, dass Licht schneller als Schall und auch schneller als Atomare Strahlung ist, obwohl Licht in der Mitte der beiden Schwingungsarten steht. Ich habe noch weitere Fragen, aber bitte erkärt mir erstmal das, und falls ich oben Fehler gemacht habe, bitte ich darum, mir diese zu sagen, damit ich sie verbessern und mir das richtige merken kann. Weis jemand darüber bescheid, und kann mir helfen? -
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Schall ist ein Impuls, Licht ist eine Teilchenstrahlung.
Sie breiten sich vollkommen anders aus.
Soweit ich informiert bin, breitet sich der Schall dadurch aus, dass er - der Impuls - die Atome sozusagen anstößt und diese dann - ähnlich einem Dominospiel - weitere Atome in Bewegung bringen. So pflanzt sich der Impuls fort.
Das Licht allerdings ist wie gesagt eine Teilchenstrahlung. Sie besteht aus beschleunigten Teilchen, die sich durch ihre eigene, kinetische Energie fortbewegen.
Ich lasse mich aber gerne auch von etwas besserm Belehren. -
1. Geht es primär um Wellen, nicht um Schwingungen. Bei Schwindungen bewegt sich ein Oszillator, bei Wellen breitet sich eine Schwingung aus (Schall ist eine Welle - das Vibrieren deiner Haut ist eine Schwingung)
2.Schall ist ein Impuls, Licht ist eine Teilchenstrahlung.
Sie breiten sich vollkommen anders aus.
Soweit ich informiert bin, breitet sich der Schall dadurch aus, dass er - der Impuls - die Atome sozusagen anstößt und diese dann - ähnlich einem Dominospiel - weitere Atome in Bewegung bringen. So pflanzt sich der Impuls fort.
Das Licht allerdings ist wie gesagt eine Teilchenstrahlung. Sie besteht aus beschleunigten Teilchen, die sich durch ihre eigene, kinetische Energie fortbewegen.
Ich lasse mich aber gerne auch von etwas besserm Belehren.
Dann belehre ich dich mal einer besseren ;)
Licht lässt sich zwar als Teilchen betrachten, aber dann ist es keine Strahlung mehr.
Als (elektromagnetische) Strahlung bezeichnet man Schwingungen im Elektromagnetischen Feld.
Nun ist es so, dass bei wellen die Ausbreitungsgeschwindigkeit stark vom Medium abhängt. In Metall z.B. breite sich Schall sehr viel schneller aus, als in Luft.
Also, prinzipiell ist es halt so, dass es tatsächlich ist, wie adrians sagt, aber auch nicht richtig ;) Es sind halt verschiedene Wellen. Bei dem einen Schwingen die Luftteilchen, bei dem anderen das EM-Feld.
Was den Vergleich Licht/Atomare Strahlung angeht: Radioaktive Strahlung (eigentlich eine Redundanz, da Radioaktiv \"Strahlungsaktiv\" heißt) gibt es in drei Kategorien: Alpha- Beta- und Gammastrahlen. Alphastrahlen sind Heliumkerne, die durch die Luft fliegen, Betastrahlen sind Elektronen. Es ist wichtig, dass diese beiden \"Strahlungssorten\" gar keine Strahlung sind. Es sind beschleunigte Teilchen und damit keine Wellen. Wieso die langsamer ls Licht sien müssen, das erklärte unser guter Freund Einstein: Um einen Körper mit Masse auf Lichtgeschwindigkeit (im Vakuum) zu beschleunigen, bräuchte man unneldich Energie. Die gibt es aber nicht, als kann kein Körper Lichtgeschwindigkeit erreichen, also auch nicht die Strahlungsteilchen. Allerdings auch hier: Die Ausbreitungsgeschwindigkeit hängt vom Medium ab. Es gibt Medien, in denen sich Alpha- und Betastrahlung genauso schnell oder schneller ausbreitet als Licht.
Nun gut, aber ws ist mit Gammastrahlung? Gammastrahlung ist extrem hochfrequenten Licht, und breitet sich auch genauso schnell aus wie Licht, unabhängig vom Medium, ist es immer genausoschnell wie Licht, weil es Licht IST ;)
Also Zusammenfassend:
Bei verschiedenen Wellenarten schwingen verschiedene Dinge (EM-Feld, Luft/Wasser-Teilchen,...). Die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Welle hängt davon ab, wie stark zwei benachbarte \"Schwingdinger\" aneinander gekoppelt sind und wieviel Widerstand ein \"Schwingding\" seiner Schwingung entgegensetzt. Deswegen gibt es unterschiedliche Wellengeschwindigkeiten ;)
Was das \"unterschiedlich wahrnehmen\" angeht: Wo wir wirklich die gleichen Schwingungen wahrnehmen, ist der Schall mit spürbaren und nicht spürbarem Schall. Hier ist es einfach kein Wunder, dass beides passiert, weil beides der gleiche Vorgang ist. Bei beidem vibriert eine Membran durch die Luftdruckveränderungen (Trommelfell bzw. Haut). Nur ist für die einen Rezeptoren halt der Druck (Haut) wichtig, für die anderen die Frequenz der Schwingung (Trommelfell), weshalb wir sie unterschiedlich wahrnehmen. Was das sehen angeht, sind es halt noch einmal andere Zellen, die das wahrnehmen und die auf Änderungen im EM-Feld reagieren. Wieso wir Wellen also untershiedlich wahrnehmen: Weil unterschiedliche Rezeptoren sie an unterschieliche Sinneszentren im Gehin leiten. -
merovius schrieb:
1. Geht es primär um Wellen, nicht um Schwingungen. Bei Schwindungen bewegt sich ein Oszillator, bei Wellen breitet sich eine Schwingung aus (Schall ist eine Welle - das Vibrieren deiner Haut ist eine Schwingung)
Genau, daher baut meint weiteres Posting auf Wellen auf :)
adrians schrieb:
Schall ist ein Impuls, Licht ist eine Teilchenstrahlung.
Sie breiten sich vollkommen anders aus.
Das stimmt so leider nicht. Schall ist eine sich fortbreitende periodische Druckänderung. Am besten macht man sich das mit einer Stimmgabel klar:
- Stimmgabel breitet sich aus und die Luft um die Stimmgabel wird aufgrund der trägen Luft zusammengepresst => höherer Druck
- Stimmgabel schwingt zurück => Luftdruck wird kleiner
usw. Das ganze kann man noch genauer erklären, aber dazu gibt es unglaublich viele gute Quellen, das ich das nicht nochmal alles schreiben möchte. Wenn es trotzdem unheimlich juckt, dem schick ich gern Teile meines Praktikum Skriptes, da stehbt das super drinnen :)
Licht ist Teilchenstrahlung: Ist so auch nicht richtig. Licht ist genauso eine Welle (elektromagnetisch) und breitet sich dementsprchend wie eine Welle aus. Wieso sich überhaupt elektromagnetische Wellen ausbreiten? Relativ einfach. Man nimmt dazu einen Hertzschen Dipol, eine einfache Antenne. Die wird nun mit Wechselspannung angeregt. Es entstehen an den Enden der Dipol Antenne + und - Pol, welche permanent ihre Stellung wechseln, und zwar mit der gleichen Frequenz mit der das ganze angeregt wird. Wenn man sich nun die E-Feld Linien aufmalt gehen die von + nach -. Am Umkehrpunkt müssten sich die E-Feld Linien bis ins unendliche ausdehnen (am besten Bild dazu malen) und haben dafür eine Periodendauer Zeit. Das Problem ist jedoch das sich die Lichtgeschwindigkeit maximal mit c ausbreitet, daher ist dies nie möglich. Somit bilden die E-Felder geschlossene Wirbelfelder (diese wiederum erzeugen magnetische Felder) welche sich vom Dipol lösen und loswandern. Dies ist dann die elektromagnetische Strahlung (kann man sich ganz leicht aus den Maxwellgleichungen herleiten).
Mit der Dipolantenne kannst du jedoch nur Radiowellen (und kürzer) erzeugen. Für kürzere Wellenlängen, wie zum Beispiel bei Licht, muß man was anderes machen (Elektronen Übergange in äußeren Atomschale ist hier das Stichwort), das Prinzip ist aber das gleiche.
Nun zum eigentlichen Thread :)
live-with-gangsters schrieb:
Mich wundert es, dass die Sinne, und die Umgebung auf unterschiedliche Schwingungen so unterschiedlich \\\'reagieren\\\'. Spürbare Schwingungen kann man zum Beispiel mit den Sinneszellen an der Haut spüren, werden diese etwas schneller, kann man sie hören. Irgendwann kann man sie wieder mit der Haut als Hitze wahrnehmen, dann als Licht mit den Augen sehen. Dann wird irgendwann viel später Atomare stralung draus. (Ich hab mal ein paar Zwischenstufen weggelassen..)
Also Schalwellen wirst du niemals als Hitze wahrnehmen. Man muß hier genau unterscheiden welche Art von Wellen wie wahrgenommen werden. Dies wiederrum sind biochemische Prozesse von denen ich 0 Ahnung habe.
Die Reihenfolge mit Hitze -> sichtbar -> Radioaktiv stimmt jedoch. Sind jedoch NUR Eigenschaften von elektromagnetischen Wellen. Warum wir dies so wahrnehmen liegt daran das wir uns halt an die Umwelt angepasst haben.
live-with-gangsters schrieb:
Nun wundert es mich, dass Licht schneller als Schall und auch schneller als Atomare Strahlung ist, obwohl Licht in der Mitte der beiden Schwingungsarten steht.
Das stimmt ja nicht. Die obige atomare Strahlung die die meintest ist Gamma Strahlung, also eine spezielle Strahlungsart. Das sind einfache Gamma Quanten und die breiten sich natürlich (da elektromagnetische Wellen) mit Lichtgeschwindigkeit aus. Genauso wie die Wärmestrahlung (Infrarot Strahlung).
Ich hoffe das konnte helfen (viele Informationen hat auch merovius untergebracht).
Gruß Tobi -
Ahh...
Nun, wenigsetns war ich ich nicht komplett schief gewickelt.
Danke für die Belehrung. (: -
(kann man sich ganz leicht aus den Maxwellgleichungen herleiten).
Ja, jemand der sich fragt, wieso Licht sich schneller ausbreitet als \"Atomare strahlung\", bekommt das sicherlich in drei Zeilen hin (@live-with-gangsters: Möchte hier nicht sagen, dass die Frage aussergewöhnlich dämlich ist, sondern nur, dass sie zeigt, dass du kein Spezialist bist und deswegen mit den Maxwellschen Gleichungen nichts anfangen kannst ;) )
Beitrag geändert: 25.6.2008 16:40:02 von merovius -
merovius schrieb:
(kann man sich ganz leicht aus den Maxwellgleichungen herleiten).
Ja, jemand der sich fragt, wieso Licht sich schneller ausbreitet als \\\'Atomare strahlung\\\', bekommt das sicherlich in drei Zeilen hin (@live-with-gangsters: Möchte hier nicht sagen, dass die Frage aussergewöhnlich dämlich ist, sondern nur, dass sie zeigt, dass du kein Spezialist bist und deswegen mit den Maxwellschen Gleichungen nichts anfangen kannst ;) )
Ich behauote wer fit in Mathe ist schafft das ohne Ahnung von Physik zu haben
Aber stimmt, für ihn vielleicht nicht ganz so einfach, aber wnen man sicher näher damit befasst ist es doch kein Hexenwerk mehr.
Aber was mir noch eingefallen ist:
adrians schrieb:
Soweit ich informiert bin, breitet sich der Schall dadurch aus, dass er - der Impuls - die Atome sozusagen anstößt und diese dann - ähnlich einem Dominospiel - weitere Atome in Bewegung bringen. So pflanzt sich der Impuls fort.
Man überlege sich vielleicht warum das so nicht sein kann! Am besten 3 Moleküle aufmalen, Impuls- und Energieerhaltung anschauen und sich dazu überlegen wo die Information sein soll die die Tonhöhe angibt. Irgendwie passt da was nicht.
Gruß Tobi -
Man überlege sich vielleicht warum das so nicht sein kann! Am besten 3 Moleküle aufmalen, Impuls- und Energieerhaltung anschauen und sich dazu überlegen wo die Information sein soll die die Tonhöhe angibt. Irgendwie passt da was nicht.
Hm, Geschwindigkeit? ;)
So ganz falsch ist das Bild IMHO nicht, denn wie britet sich denn die Luftdruckänderung aus? Doch wohl, indem die Teilchen sich gegenseitig stoßen - wie beim Domino. Also, mit genügen Teilchen erhält man durch das Domino-Bild das gleiche Ergebnis, als wenn man übern Druck agumentier, nur dass das eine halt statistische Physik ist und das andere Mechanik ;) -
Ja aber ds Problem ist: Die Teilchen müssen wieder zurückschwingen. Und das machen Dominosteinchen sicher nicht!
Wenn zwei Teilchen mit gleicher Masse gegeneinander Stoßen prallen sie in nemm 90° Winkel voneinander ab. Das Teilchen müsste allerdings hin und her Schwingen, aber von einer Richtung kommt ja kein Impuls.
Man sollte da schon mit dem Luftdruck argumentieren um dieses Problem zu lösen.
merovius schrieb:
Hm, Geschwindigkeit? ;)
Das Schlagwort reicht nicht ganz aus um zu verstehen was du meinst ;)
Gruß Tobi
Beitrag geändert: 25.6.2008 17:08:38 von ttobsen -
Ja aber ds Problem ist: Die Teilchen müssen wieder zurückschwingen. Und das machen Dominosteinchen sicher nicht!
Okay, irgendwie kann man sich da rauslawieren, habe ich aber auch keine Lust zu, also seh ich das Argument auf die Schnelle ein ;) Aber es ging ja auch nicht um echte Physik, als populärwissenschaftliche Beschreibung finde ich das Dominogleichnis nicht vollkommen ungeeignet ;)
Das Schlagwort reicht nicht ganz aus um zu verstehen was du meinst ;)
War ja auch kein ausgearbeitetes Konzept ;) Gemeint war nur, dass dort halt auch noch Information versteckt ist ;)
Übrigens: Die Druckänderung muss wie bei allen Wellenarten nicht periodisch sein. Ein Knall ist auch Schall (hihi, das reimt sich
), man würde da aber nie von einer periodischen Bewegung sprechen ;)
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merovius schrieb:
Aber es ging ja auch nicht um echte Physik, als populärwissenschaftliche Beschreibung finde ich das Dominogleichnis nicht vollkommen ungeeignet ;)
Da kann ich empfehlen: was Einstein seinem Frisör erzählte. Da ist das behandelt und meiner Meinung nach sehr gut )kann leide rnichts daraus zitieren, weil ich das Buch verliehen hab :( ).
merovius schrieb:
Übrigens: Die Druckänderung muss wie bei allen Wellenarten nicht periodisch sein. Ein Knall ist auch Schall (hihi, das reimt sich), man würde da aber nie von einer periodischen Bewegung sprechen ;)
Ja ist halt ein Schallpaket mit überlagerten Schwingungen. Einmal liebevoll Fourier Zerlegen dann ist das wieder schön periodisch ;)
Gruß Tobi -
Ja ist halt ein Schallpaket mit überlagerten Schwingungen. Einmal liebevoll Fourier Zerlegen dann ist das wieder schön periodisch ;)
Naja. Ist dann eine Reihe von periodischen Funktionen, aber muss deshalb ja nicht gleich periodisch sein. ;) Die Genialität der Fouriertransformation besteht ja gerade darin, dass man nichtperiodische Funktion als Reihe von periodischen darstellen kann ;) -
merovius schrieb:
Ja ist halt ein Schallpaket mit überlagerten Schwingungen. Einmal liebevoll Fourier Zerlegen dann ist das wieder schön periodisch ;)
Naja. Ist dann eine Reihe von periodischen Funktionen, aber muss deshalb ja nicht gleich periodisch sein. ;) Die Genialität der Fouriertransformation besteht ja gerade darin, dass man nichtperiodische Funktion als Reihe von periodischen darstellen kann ;)
Und eine Reihe periodischer Funktionen (genauer Sinus und Cosinus falls andere mitdiskutieren mögen) ist nicht periodisch?
Gruß Tobi
Beitrag geändert: 25.6.2008 18:40:43 von ttobsen -
(@live-with-gangsters: Möchte hier nicht sagen, dass die Frage aussergewöhnlich dämlich ist, sondern nur, dass sie zeigt, dass du kein Spezialist bist und deswegen mit den Maxwellschen Gleichungen nichts anfangen kannst ;) )
Wenn ich ein Spezialist dafür währe, dann würde ich wol kaum hier im Forum danach fragen, oder? Danke für die anderen Antworten
Beitrag geändert: 25.6.2008 20:26:05 von live-with-gangsters -
Und eine Reihe periodischer Funktionen (genauer Sinus und Cosinus falls andere mitdiskutieren mögen) ist nicht periodisch?
Nope. Eine Folge -> ja.
Eine Reihe -> nein.
Denn wenn du eine Summe von periodischen Funktionen nimmst, dann ist die Periode dieser Summe das kleinste gemeinsame Vielfache der Perioden der Summanden. Hast du aber eine Reihe, mit ergo unendlich vielen Summanden (die bei der Fouriertransformation, was man dazusagen muss, alle unterschiedliche Perioden haben) gibt es kein kleinstes gemeinsames Vielfaches, bzw. es wäre unendlich. Und genau das ist ja der Schritt, den Fourier dazu gemacht hat, er hat nichtperiodische Funktionen als periodische mit Periode unendlich betrachtet. Aber das ist natürlich quatsch, dann von echten periodischen Funktionen zu sprechen. -
Das einfachste gemeinsame Vielfach ist dann, wenn man alle Werte miteinander multipliziert. Ob das das kleinste ist ist eine andere Frage, da das meistens nicht zutrifft. Aber von allem muss es ein kleinstes gemeinsames Vielfaches geben!
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Das einfachste gemeinsame Vielfach ist dann, wenn man alle Werte miteinander multipliziert. Ob das das kleinste ist ist eine andere Frage, da das meistens nicht zutrifft. Aber von allem muss es ein kleinstes gemeinsames Vielfaches geben!
Wenn man keien Ahnugn hat einfach mal Fresse halten (um dir dienen Wunsch zu erfüllen).
Das kleinste Gemeinsame Vielfache ist dann das Produkt aus allen Zahlen, wenn diese Zahlen Teilerfremd sind. Ansonsten gibt es ein kleineres Vielfaches (um genauzusein, das Produkt geteilt durch (alle gemeinsamen Teiler)^n, wenn n die Anzahl der Faktoren ist).
Aber unendlich viele verschiedene Zahlen können gar kein kleinstes gemeinsames Vielfaches haben. Sag mir das kleinste gemeinsame Vielfache aller natürlichen Zahlen. Die einzig auch nur halbwegs vernünftige Antwort ist unendlich, und die macht als Periode keinen Sinn. -
Das ergebnis währe dann zwar das unendliche, aber es trägt einen Wert, und zwar jeden. Wenn du jetzt mal merkst, dass das so ist, dann ist das gut. Es hat einen Wert, nur keinen bestimmbaren!
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Das ergebnis währe dann zwar das unendliche, aber es trägt einen Wert, und zwar jeden. Wenn du jetzt mal merkst, dass das so ist, dann ist das gut. Es hat einen Wert, nur keinen bestimmbaren!
\"und zwar jeden\"
Also, tut mir leid, aber was Mathematik betrifft bewege ich mich auf sicherem Terrain Das kgV aller Natürlicher Zahle kann keine natürliche Zahl sein. Denn jede natürliche Zahl hat einen Nachfolger, also auch das kgV aller natürlicher Zahlen. Dieser Nachfolger kann dann kein Teiler vom kgV sein. Damit haben wir eine natürliche Zahl gefunden, die kein Teiler vom kgV aller natürlicher Zahlen ist, was einen Wiederspruch darstellt.
Denn schließlich soll das kgV ein Vielfaches von jeder natürlicher Zahlen sein, ergo muss jede natürliche Zahl diese kgV teilen.
Natürlich könnte man jetzt sagen, dass das kgV vielleicht keine natürliche Zahl sein muss. Allerdings ist das das Produkt von natürlichen Zahlen immer eine natürliche Zahl, also muss es auch das kgV sein. Womit bewiesen ist: Es gibt keinen kgV aller natürlicher Zahlen.
Und das sollte bereits ausreichend sein, um zu zeigen, dass es keine kleinste Periode einer Fourierreihe gibt, wenn nicht fast alle Fourierkoeffizienten verschwinden.
Du kannst noch so sehr wollen, dass es so ist, das ändert aber nichts an dem Umstand, dass es mathematischen Blödsinn darstellt.
[edit] Muss mich gerade mal ein wenig korrigieren, les gerade noch mal.
Auch eine Reihe von trigo-Funktionen kann Periodisch sein. Allerdings gibt es dabei gewisse Kriterien an die verwendeten Frequenzen, sie müssen Vielfache einer Grundfrequenz sein, die dann die Periode der zusammengesetzten Funktion hat.
Auf die Diskussion mit den Wellen hat das keinerlei Auswirkungen, weil man, um eine aperiodische Funktion darzustellen die kontinuierliche Fourier-Transformation hat, die alle Frequenzen (also, alle reellen Zahlen) benutzt.
Beitrag geändert: 25.6.2008 21:04:34 von merovius -
merovius schrieb:
Hast du aber eine Reihe, mit ergo unendlich vielen Summanden (die bei der Fouriertransformation, was man dazusagen muss, alle unterschiedliche Perioden haben) gibt es kein kleinstes gemeinsames Vielfaches, bzw. es wäre unendlich.
Ok da lag mein Fehler :)
Wenn ich als Fourier Reihen ausgerechnet habe, hab ich ja irgendwann mal abgebrochen. Das Ergebnis war dann immer was periodisches. An unendlich viele Summanden hab ich mich da nicht wirklich rangetraut, das dauert mir zu lange ;)
live-with-gangsters schrieb:
Das ergebnis währe dann zwar das unendliche, aber es trägt einen Wert, und zwar jeden. Wenn du jetzt mal merkst, dass das so ist, dann ist das gut. Es hat einen Wert, nur keinen bestimmbaren!
Du solltest besser nicht das Wort \"Unendlich\" erwähnen, sonst zerschmettert dir merovius wohl jedes Argument ;)
Gruß Tobi -
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