Mittwoch, 8. März 2017

Das Universum ist vor allem leer

Nicht Wurmlöcher, Quasare oder Dunkle-Materie-Halos sind die spannendsten Objekte des Universums: Seine Leere, das Vakuum, entscheidet über unser aller Schicksal
Die Frage, was leerer Raum ist und ob es so etwas überhaupt gibt, beschäftigt die Forscher schon seit Jahrhunderten. Nach Aristoteles war der Raum jenseits der Mondsphäre mit Quintessenz gefüllt, lateinisch für "fünftes Element". Anders als Feuer, Wasser, Erde und Luft sollte dieser "Äther" als einziges Element unvergänglich sein.

Später war es dann die Fernwirkung – etwa des Lichts – die in den Vorstellungen der klassischen Physik nach einem Transportmedium verlangte. Huygens, der eine erste Wellentheorie des Lichts formuliert hatte, ging zum Beispiel von einem Lichtäther aus, der feste Materie ebenso wie das Weltall durchdringt, und auf dem sich die Lichtwellen ausbreiten.

Erst in der speziellen Relativitätstheorie konnte Einstein dann auf den Äther verzichten, weil er sich von der Idee des absoluten Raums verabschiedete. Für eine kurze Zeit betrachtete man das Vakuum als absolut leer, auch wenn der Raum der Allgemeinen Relativitätstheorie (ART) natürlich physikalische Eigenschaften besitzt, es sich also um kein "Nichts" handelt.

mehr:
- Das Universum ist vor allem leer (Matthias Matting, Telepolis, 18.02.2017)
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Das Huygenssche Prinzip (Elementarwelle | Einhüllende | Kreiswelle | Wellenfront) {5:41}

Latiniculus
Veröffentlicht am 15.11.2016
1678 veröffentlichte Christiaan Huygens den Traktat „Traité de la lumière“, in dem er das heute nach ihm benannte Huygensche Prinzip formuliert hat. Dieses Huygenssche Prinzip trifft Aussagen darüber, wie sich Wellen ausbreiten. Dabei könne jeder Punkt einer Wellenfront als Ausgangspunkt einer neuen Kreiswelle angesehen werden. Wie das aussieht und was eine Elementarwelle ist, erfahrt ihr in diesem Video. Literaturtipp: Giancoli, Douglas C., Physik – Lehr- und Übungsbuch. Links zu Videos aus dem Bereich mechanische Schwingungen und Wellen: 1 Grundbegriffe zu Schwingungen (harmonische Schwingung | Amplitude | Frequenz | Periode): https://youtu.be/-ZngR-CGadA 2 Weg-Zeit-Gesetz von Schwingungen (Zeit-Elongation-Gesetz) - Bewegungsgesetze harmonischer Schwingungen I: https://youtu.be/sB-6d1FjYF0 3 Bewegungsgesetze von harmonischen Schwingungen II (Zeit-Geschwindigkeit, Zeit-Beschleunigung) + Rückstellkraft: https://youtu.be/EezQJoI8-8A 4 Energie von ungedämpften harmonischen Schwingungen (kinetische Energie | Spannenergie): https://youtu.be/dkYAIISrnPI 5 Überlagerung von harmonischen Schwingungen (Schwebung | Sinus | Phasenverschiebung): https://youtu.be/7fxHcYDNwW0 6 Grundbegriffe zu Wellen (Wellenlänge | Wellenberg | Wellental): https://youtu.be/NhD149Zatqs 7 Das Huygenssche Prinzip (Elementarwelle): https://youtu.be/ZhWiC4upCu8 8 Interferenz von Wellen (konstruktive Interferenz | destruktive Interferenz): https://youtu.be/csI93uh3My4 9 Reflexion von Wellen an losen und festen Enden: https://youtu.be/ZpEMnqqmyG8 10 Reflexionsgesetz von Wellen (Einfallswinkel | Ausfallswinkel): https://youtu.be/jWXDvWK3-rA 11 Brechung von Wellen (Brechungsgesetz | Brechungsindex): https://youtu.be/w4Vj3ym7DIg 12 Beugung am Einfachspalt und Interferenz am Einfachspalt (Beugungsmuster): https://youtu.be/NbTewqGvY4s

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Die dunkle Seite des Lichts Teil 3 {13:35}

Lina Aller
Veröffentlicht am 03.07.2013


Bis weit in die Neuzeit hinein war weitgehend unklar, was Licht tatsächlich ist. Man glaubte teilweise, dass die Helligkeit den Raum ohne Zeitverzögerung ausfüllt, und dass „Strahlen" von den Augen ausgehen und die Umwelt beim Sehvorgang abtasten. Es gab jedoch auch schon seit der Antike Vorstellungen, nach denen das Licht von der Lichtquelle mit endlicher Geschwindigkeit ausgesendet wird. Galileo Galilei (1564--1642) versuchte als einer der ersten, die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Lichts ernsthaft zu messen, jedoch ohne Erfolg. Dafür waren die ihm zur Verfügung stehenden Mittel viel zu grob. Dies gelang erst Ole Römer anhand von Beobachtungsdaten der Jupitermonde 1676/78. Zwar betrug die Abweichung seines Messwerts vom tatsächlichen Wert (ca. 3 · 108 m/s) rund 30 %. Die eigentliche Leistung Römers bestand jedoch darin, nachzuweisen, dass sich das Licht mit endlicher Geschwindigkeit ausbreitet. Römers Messwert wurde im Laufe der folgenden 200 Jahre durch immer raffiniertere Verfahren (vor allem durch Fizeau und Foucault) mehr und mehr präzisiert. Die Natur des Lichts blieb jedoch weiter ungeklärt. Sir Isaac Newton (1643--1727) versuchte, in seiner Korpuskeltheorie die Ausbreitung des Lichts durch die Bewegung von kleinen Teilchen zu erklären. Damit könnte man zwar die Reflexion verstehen, nicht jedoch manche andere optische Phänomene, wie die Beugung. Hierbei handelt es sich eindeutig um ein Wellenphänomen. Christiaan Huygens (1629--1695) und andere begründeten die Wellentheorie des Lichts, die sich vor allem nach den Doppelspaltexperimenten von Thomas Young (1773--1829) mehr und mehr durchzusetzen begann.
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