Lichtgeschwindigkeit und Zeit?

Lichtgeschwindigkeit sagt ja nicht nur die Geschwindigkeit von Licht aus sondern auch die Grenze die im Universum erreicht werden kann.

Das heißt doch das sich auch Zeit mit 300.000km/s durch den Raum bewegt oder?

Das heißt ja das die Zeit stillstehen würde sobald man Lichtgeschwindigkeit erreicht oder liege ich falsch?

Dazu aber 2 fragen.

1. Wenn ich mit Lichtgeschwindigkeit reise würde die Zeit für mich ja stillstehen. Wenn ich jetzt 60 Lichtjahre reise, sollte ich ja 60 Jahre gereist sein, ich bin aber keine Sekunde älter weil die Zeit stillsteht, währendessen alles andere um 60 Jahre älter ist oder? Wie merke ich aber das die 60 Jahre vorbei sind? Vergeht die Zeit für mich gefühlt gleich nur ich sehe es nicht auf einer Uhr oder bei mein körperlichen aussehen?

2. Wenn ich mit überlichtgeschwindigkeit reise (was Physikalisch unmöglich ist, aber jetzt nur so annehmen), würde die Zeit für mich rückwärts laufen?

Wenn ich darüber nachdenke ergibt es kein Sinn für mich, ich denke mehr das ich die Zeit einhole. Sozusagen ich bin in der Zukunft dann, einen Zeitpunkt den Zeit noch nicht erreicht hat. Ich bin in der Zukunft aber die Zukunft existiert ja nicht, also existiere ich nicht. Ich Verschwende dann und sobald ich bremse tauche ich wieder auf weil mich Zeit wieder einholt.

Ich bin nicht allwissend über Physik was niemand ist, aber ich weiß viel zu wenig und möchte viel mehr wissen, weswegen ich auch Physik studieren will. Wenn ich falsch liege, komplett falsch, dann korrigiert mich bitte und ergänzt Sachen damit ich mehr erfahren kann.

Danke im vorraus!

Geschwindigkeit, Licht, Astrophysik, Gravitation, Lichtgeschwindigkeit, Quantenphysik, Relativitätstheorie, Zeit, Zeitreise, Zeitdilatation
Was haltet ihr vom Quantenmotor?

Der RPTU in Landau ist es zusammen mit Kollegen aus Stuttgart und Okinawa erstmals gelungen, einen Quanteneffekt nutzbar zu machen, um quasi einen Motor zu erstellen, der funktioniert, ohne dass man ihn auftanken muss.

Studie: Forschende der RPTU entwickeln Motor mit quantenmechanischem Antrieb - RPTU Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau

Um das wirklich zu verstehen, muss man sich ziemlich mit Quantenphysik beschäftigen. Ich versuche es mal in einfachen laienhaften Worten: Teilchen werden extrem runter gekühlt, passieren einige quantenmechanische Prozesse und andere Teilchen werden gezwungen, energetisch zu reagieren. (Der Satz stimmt nicht perfekt, man kann es sich damit aber gut vorstellen): Der runtergekühlte Stoff wird also gezwungen, Energie abzugeben.

Diese Energie konnte nun in einem Versuchsaufbau nutzbar gemacht werden. Zudem hat man wohl bereits direkt im Versuch einen höheren Wirkungsgrad erzielt als bei einem üblichen Verbrenner.

Noch ist unbekannt, wie weit man das treiben kann und wie dieser Motor in einem Auto aussehen würde. Es ist "nur" eine Grundlagenforschung. Aber sie hat laut Wissenschaftlern praktisch funktioniert und zu Energieausbeute geführt.

Ich finde das spannend, da ich gerne mal schaue, welche Prinzipien von Science-Fiction real werden könnten. Mal schauen, wie lange es wirklich dauert, bis es praktisch zu kaufen ist. Kommt so ein Quantenmotor schneller als die Fusionskraftwerke?

Was denkt ihr darüber?

Oder hat hier jemand Anmerkungen, der sich besser auskennt und habe ich das womöglich alles total falsch verstanden?

Physik, Quantenmechanik, Quantenphysik
Was hat es mit der Quantenfeldtheorie auf sich / wo lerne ich ohne Studium mehr?

Hallo, ich bin 17, mache Abitur und habe seit etwa einem halben Jahr unfassbare Liebe zur Physik gefunden, nachdem ich von der Relativitätstheorie und der theoretischen Möglichkeit von Zeitreisen in die Zukunft hörte.

Bevor es zur eigentlichen Frage geht, wenn diese frage zu lang ist oder nicht beantwortet werden kann, weil man die antwort darauf nicht kennt, bitte beantwortet mir das:

Meine Lehrer können mir hierbei nicht mehr helfen. Neben dem Abi studieren kann ich auch nicht und Physik ist mehr ein Hobby, zumindest jetzt noch. Kann ich trotzdem an Vorlesungen teilnehmen und Kontakt zu Professoren knüpfen um Fragen zu stellen, oder haben die keine Zeit für sowas.

Weiter zur Frage:

Seitdem ich 12 bin beschäftigte ich mich mit Chemie. Ich habe z.B Claydens Organische Chemie gelesen, Experimente gemacht und lustige Medikamente aus Vanille synthetisiert. Darin bin ich sehr fit.

Jetzt hörte ich von der Quantenfeldtheroie und mein Kopf brennt völlig. Ich kann praktisch nicht aufhören mich damit zu beschäftigen bis ichs verstehe. In der Chemie stellte ich mir Atome in einem Molekül immer wie Bausteine vor, die in ihrem inneren weitere, kleinere Bausteine mit lustigen Ladungen hielten. Eben Steine. Jetzt heißt es laut der Quantenfeldtheorie, dass Elementarteilchen Felder zugeordnet werden können. Nicht etwa wie beim Doppelspaltexperiment, bei dem Teilchen eine Wellenfunktion haben die bei Messung kollabiert, sondern dauerhafte Felder (wenn ich es richtig verstanden habe). Ein stiller Beobachter nimmt in einem kalten Vakuum keine Teilchen wahr, während ein bewegender Beobachter in diesem "Vakuum" plötzlich ein warmes Teilchengas wahrnimmt?!?!? Das ist ein Resultat dieser spezifischen "Feldereigenschaft".

Wie können Felder dann Bindungen eingehen? Die Bindungen entstehen ja durch Elektronen die wechselwirken. Und diese ganzen elektronen sollen jetzt keinen festen Ort haben? Wenn es wirklich Felder sind, die miteinander wechselwirken und so dafür sorgen, dass ein Atom eine Bindung eingeht und alle Elementarteilchen Felder sind, was ist dann noch real!? Was ist wo? Was ist wann (im bezug darauf, dass diese Felder im ganzen Universum sind und somit das "Teilchen" überall)?

Ich bin fest davon überzeugt, dass ein Physiker mich für diesen Text schlagen würde, da einige Dinge absolut falsch erfragt wurden. Ich bin kompletter Laie, will aber lernen, deswegen frage ich.

Würde es denn helfen, die Mathematik dahinter zu kennen und zu verstehen, um mir auch irgendwann visuell vorstellen zu können was das alles ist? Wenn ja, wo fange ich da an?

Atom, Naturwissenschaft, Physik, Quantenmechanik, Quantenphysik
Quantenphysik/ Photonen / Photoeffekt?

Quantenphysik

Ich stehe vor folgender Aufgabe. Bei der b habe ich gar keine Idee. Ansonsten habe ich die Aufgaben gelöst, allerdings weiß ich nicht, ob sie stimmen

Aufgabe: UV-Licht der Wellenlänge λ=300 nm tri􏰃 auf eine Cäsiumschicht, deren Fläche A=1cm2 beträgt. Die Stärke der Bestrahlung beträgt 2,0 W/cmhoch2.

a) Berechnen Sie die Energie eines Photons.

Hier habe ich Eph= 6,62 *10hoch-19 J raus

b) Bestimmen Sie die Anzahl der Photonen, die jede Sekunde auf die bestrahlte Fläche auftreffen.

Hier habe ich erhlichgesagt keinen Ansatz . Eine Erkläreung mit Formel wäre sehr hilfreich. Ich bitte um einen verständlichen Rechenweg Danke:)

c) Berechnen Sie die maximale kinetsche Energie, die ein durch die Strahlung herausgelöstes Elektron besitzt. Geben Sie die Energie in J und in eV an.

also ich weiß, dass Ekin= h*f - Wa (Wa ist die Ausstritsarbeit und also fg*h)

da es sich um Cäsium handelt ist Wa ja bekannt (1,9eV Formelsammlung) und die Energie des Photons habe ich in Aufgabenteil a) bereits emittelt

Meine Rechnung : Ekin= 6,62*10hoch-19 J -1,9eV = 3,576*10hoch Minus 19 Joule.

ist das richtig?

d) Ermitteln Sie die maximale Gegenspannung, die das Elektron überwinden könnte.

Wahrscheinlich stimmt es nicht. Mein Ansatz: ich weiß aus c) die maximale kinetische Energie meines Photons (fall c stimmt)

Ekin= e* U EkinMAX= ->= 3,576*10hoch Minus 19 Joule. U= EkinMax/e =2,232 Volt ist das richtig?

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Allgemeine Fragen zur Physik?

Hallo,

Ich habe viele Fragen zu Physik. Ich nummerieren sie durch, damit es übersichtlicher ist.

Licht:

Die grundlegende Frage ist, wie ich mir Licht bzw. elektromagnetische Wellen vorstellen kann.

1. Wir haben alle schonmal von "Lichtstrahlen" gehört. Aber ein Strahl ist gerade. Diese Aussage widerspricht ja, dass Licht aus Wellen besteht. Wie kann das sein?

2. Apropos Wellen: wir haben gelernt, dass Wellen aus vielen Oszillatoren bestehen, die miteinander gekoppelt sind. Bei Licht ist das ja nicht so, da gibt es nur die Photonen.

3. Stichwort Photonen: Wie kann ich mir Photonen vorstellen? Man hört immer, dass sie aus Energie bestehen, aber so ganz darunter kann ich mir nichts vorstellen.

Quantenmechanik:

4. Wie kann Quantenverschränkung überhaupt funktionieren? Ich habe immer gehört, dass nichts schneller als Licht sein kann, auch keine Informationsübertragung. Aber bei der Quantenverschränkung ist das doch der Fall, oder? Ich meine, wenn zwei Personen ganz weit voneinander entfernt stehen, auf zwei Teilchen schauen, die miteinander verschränkt sind und einer der beiden das Teilchen verändert, weiß der andere sofort, dass sich da was getan hat. Eine Information wurde übertragen. Oder verstehe ich da was falsch?

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Wie funkieren Infrarot Filter durch Absorption?

Wenn IR Strahlung durch die Moleküle in einem solchen Filter absorbiert wurde, dann wird die Energie in Thermische Energie umgewandelt. Gleichzeitig wird im thermischen Gleichgewicht nun Schwarzkörperstrahlung abgegeben, die größtenteils bei Raumtemperatur im IR Bereich liegt.

Wie also kann zB. ein IR Absorptionsfilter in einer Brille das Auge schützen, wenn der Filter die IR Strahlung direkt wieder selber emittiert?

Praktisch kann ich mir bloß vorstellen, dass die Thermische Energie statt durch Wärmestrahlung schneller durch Konvektion und Wärmeleitung in die umgebende Luft abgegeben wird.

Follow up Frage:

Generell hinterfrage ich momentan auch den Unterschied zwischen Absorbern und Reflektoren auf der Wechselwirkungsebene zwischen Licht und Materie:

  • Ein Absorber kann durch seine spezifischen Eigenschaften Photonen bestimmter Energien absorbieren, was zu einem zu Temperaturerhöhung führt (Translation, Rotation, Vibration) und bei Passender Energie zu angeregten Elektronenzuständen. Die thermische Energie wird durch schwarzkörperstrahlung abgegeben, die angeregten Elektronenzustände fallen wieder zurück und emittieren ein Photon mit gleicher Energie?
  • Bei einem Reflektor bin ich mir noch unsicherer, manche behaupten, dass ein Reflektor direkt so absorbiert, dass nichts in thermische Energie umgewandelt wird, sondern direkt ein Elektron angeregt wird und durch das sofortige zurückfallen ein Photon mit gleicher Energie emittiert wird (zum Beispiel durch verbotene energiezustände im Energieband von Kristallstrukturen). Doch das erklärt beispielsweise nicht, warum beim zurückfallen in den Grundzustand ein Photon in die Richtung emittiert wird, die dem Reflektionsgesetz folgt. Andere behaupten, dass bei Betrachtung von reflektionserscheinungen besser die Wellenvorstellung benutzt werden sollte und beim reflektieren nichts absorbiert und wieder emittiert wird, in dem Sinne wäre ein Absorber ja eigentlich dann auch bloß ein Reflektor.
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Kann es zwischen zwei hintereinander angeordneten Licht Filtern (durch Reflektion) zu inteferenzen im Zwischenraum kommen?

Ich übernehme hier eine Skizze meiner letzten Frage:

Licht der ausgedachten Intensität 1 wird durch zwei hintereinander angeordneten filtern betrachtet, die jeweils 50% zurückwerfen.

Es zeigt sich, im Extremfall der puren Reflekion kommt bei kontinuierlicher Einstrahlung die Summe der Intensitäten der unendlichen, konvergierenden geometrischen Reihe I_gefiltert = 0,25 + 0,0625 + ... = 0,25/(1-0,25) = 33,33% am Auge an.

Bei purer Absorption kommt 0,5*0,5 = 25% durch, also ein wenig besser. In der Realität wird der Wert also irgendwo dazwischen liegen, hier geht es mir nur um den Effekt von extremfällen der Interferenz im zwischenraum der Filter und den Outcome bzw. wie sich das im schlimmsten Fall (höchster theoretischer Transmissionswert (%)) auf der Augenseite auswirkt.

Kann es passieren, dass es zwischen den Filtern zu konstruktiven und/ oder destruktiven Inteferenzen kommt? Wenn ja, wäre ich sehr dankbar wenn mir jemand berechnen könnte bei welchem theoretischen Extremfall die höchste Transmission zum Auge in diesem System besteht - gibt es einen Fall, der sogar mehr durchlässt wenn man Zwei Filter dieser Anordnung verwendet statt nur Einen, oder einen Fall, der gerade wieder so viel durchlässt, dass ein 2. Filter obsolet wird weil durch diese Anordnung mit 2 Filtern reflektierende Gegebenheiten + Interferenzen ein sehr ungünstiges Ergebnis entsteht?

(Meine Sonnenbrille hat zwei hintereinander angeordnete Lichtfilter, die jeweils zwischen 400-455nm einen gewissen Anteil zurückwerfen, wäre natürlich blöd, wenn an meinem Auge am Ende sogar mehr Intensität ankommt oder gerade wieder so viel, dass ein Filter nutzlos wird).

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