neue Erkenntnisse in der Physik

[seeadler]

Hallo Halman,

(du wärst ein guter Lehrer - sowohl fachlich als auch menschlich; Da mein Sohn demnächst sein Referendariat anfängt, hoffe ich, dass er ebenso wird )

Wir sprachen auch über die Frage, ob ein hinreichend starker Laser eine Spur auf dem Mond brennen könnte. Hierbei ging es bereits um die Umwandlung von Strahlungsenergie in Wärmeenergie.

ja, nur, da war ja meine Frage, ob denn die "Wirkungszeit" überhaupt ausreicht, um eine "Spur zu hinterlassen, wenn der Strahl relativ mit Überlichtgeschwindigkeit über den Mond huscht? Darum war ja auch meine Frage nach der Reaktionszeit, und diese dann verbunden mit der Intensität ergibt ja erst die entsprechende Wirkung?. Es ist ja nun ein Unterschied, ob ein Strahl eine Sekunde oder eine Nanosekunde auf eine Fotozelle einwirkt... oder sehe ich das falsch?
Interessant ist natürlich dann das Phänomen, dass die Intensität wieder relativ ansteigt, je größer die Rotationsfrequenz der Lichtquelle ist - oder ist dieser Gedanke abwegig?

[Zeus]

Interessant ist natürlich dann das Phänomen, dass die Intensität wieder relativ ansteigt, je größer die Rotationsfrequenz der Lichtquelle ist - oder ist dieser Gedanke abwegig?

Sehr.

[seeadler]

Interessant ist natürlich dann das Phänomen, dass die Intensität wieder relativ ansteigt, je größer die Rotationsfrequenz der Lichtquelle ist - oder ist dieser Gedanke abwegig?

Sehr.

Begründung? Denn der Zeitunterschied zwischen den entsprechenden Impulsen wird ja dadurch geringer, und damit steigt die Intensität - oder nicht? Wenn nein, dann bitte ich um eine Begründung. (hier ein wenig Hinweis aus http://de.wikipedia.org/wiki/Intensit%C3%A4t_(Physik) was ich jetzt extra für dich heraus gesucht habe, weil ich deinen Einwand nicht verstehe, bzw nachvollziehen kann )

[Halman]

Hallo Halman,

(du wärst ein guter Lehrer - sowohl fachlich als auch menschlich; Da mein Sohn demnächst sein Referendariat anfängt, hoffe ich, dass er ebenso wird )

Danke für das Lob. Allerdings hoffe ich, dass Dein Sohn besser wird als ich und ihm nicht so peinliche Fehler unterlaufen, wie danach zu fragen, wo denn die absorbierte Energie der EM-Strahlung bleibt. Natürlich wandelt sie sich in thermische Energie um.
Ich war so beschäftigt, über die Elektronen nachzudenken, dass mir dies peinlicherweise entfallen war.

Wir sprachen auch über die Frage, ob ein hinreichend starker Laser eine Spur auf dem Mond brennen könnte. Hierbei ging es bereits um die Umwandlung von Strahlungsenergie in Wärmeenergie.

ja, nur, da war ja meine Frage, ob denn die "Wirkungszeit" überhaupt ausreicht, um eine "Spur zu hinterlassen, wenn der Strahl relativ mit Überlichtgeschwindigkeit über den Mond huscht?

Dies hängt von der Leistung des Lasers ab. Wenn der "Lichtpunkt" (geometrischer Schnitt) schneller als das Licht über die Mondobefläche huscht, müsste der Laser schon extrem stark sein, damit er eine Brandspur hinterlässt.

Bei exaktwissenschaftlichen Fragen quantitativer Natur kann uns sicher Janina weiterhelfen. Dafür bin ich nicht zuständig, ich bin nur Hobby-Naturphilosoph.

Darum war ja auch meine Frage nach der Reaktionszeit, und diese dann verbunden mit der Intensität ergibt ja erst die entsprechende Wirkung?. Es ist ja nun ein Unterschied, ob ein Strahl eine Sekunde oder eine Nanosekunde auf eine Fotozelle einwirkt... oder sehe ich das falsch?

Natürlich ist dies ein erheblicher Unterschied und zwar um 9 Zehnterpotenzen.

Interessant ist natürlich dann das Phänomen, dass die Intensität wieder relativ ansteigt, je größer die Rotationsfrequenz der Lichtquelle ist - oder ist dieser Gedanke abwegig?

Du meinst, wenn er öfter über die Mondoberfläche streicht? Nun, dann wirkt er natürlich häufiger auf die Oberfläche ein.

Du brachtest mich auf den Gedanken die Impulserhaltung (Bewegungsimpuls der bewegten Laserapparatur) zu berücksichtigen. Bei klassischen Objekten fließt dies in die Geschwindigkeit ein; daher ist der Ball, den die fahrenden Motorradfahrer hin und her werfen vom erdgebundenen Bezugssystem aus betrachtet auch schneller - er hat also eine höhere Wucht.
Bei Licht ist dies natürlich anders, da es unabhängig vom Bezugssystem stehts ein konstante Geschwindigkeit hat. Daher wird das Licht aus den Frontscheinwerfern der Motorräder nicht etwa schneller, sondern leicht in Bläuliche verschoben.
Inwieweit dieser Effekt auch auf Licht zutrifft, welches nicht in Fahrtrichtung abgestrahlt wird, sondern diagonal vom bewegten Objekt, vermag ich nicht zu sagen. Kann sein, dass die Frequenz des Lasers durch den Schwenk leicht ins Bläuliche verschoben wird.

Falls ich hier einem Irrtum unterliege, bitte ich Pluto oder Darkside mir diesen offenkundig zu machen.

[Zeus]

[...]ja, nur, da war ja meine Frage, ob denn die "Wirkungszeit" überhaupt ausreicht, um eine "Spur zu hinterlassen, wenn der Strahl relativ mit Überlichtgeschwindigkeit über den Mond huscht? Darum war ja auch meine Frage nach der Reaktionszeit, und diese dann verbunden mit der Intensität ergibt ja erst die entsprechende Wirkung?. Es ist ja nun ein Unterschied, ob ein Strahl eine Sekunde oder eine Nanosekunde auf eine Fotozelle einwirkt... oder sehe ich das falsch?

Nein das siehst du (ausnahemsweise ) nicht falsch, lieber Seevogel.
Es gibt verchiedene Arten von Photozellen. Einige reagieren schneller als die anderen. Wenn dein Lichtstrahl schnell genug herumrast, dann werden auch die schnellsten Photodetektoren nicht mehr reagieren.

[Zeus]

Interessant ist natürlich dann das Phänomen, dass die Intensität wieder relativ ansteigt, je größer die Rotationsfrequenz der Lichtquelle ist - oder ist dieser Gedanke abwegig?

Sehr.

Begründung? Denn der Zeitunterschied zwischen den entsprechenden Impulsen wird ja dadurch geringer, und damit steigt die Intensität - oder nicht? Wenn nein, dann bitte ich um eine Begründung. (hier ein wenig Hinweis aus http://de.wikipedia.org/wiki/Intensit%C3%A4t_(Physik) was ich jetzt extra für dich heraus gesucht habe, weil ich deinen Einwand nicht verstehe, bzw nachvollziehen kann )

Theoretisch macht es keinen Unterschied, wieviel Umdrehungen der Laserstrahl pro Sekunde (u/s) macht.
Vergessen wir mal den Mond. Stell dir vor, die Fotozellen wären - eine neben der anderen - über ein Viertel eines Kreises (r=1m, der exakte Wert ist für dieses Beispiel nicht von Bedeutung) verteilt, mit dem Laser im Zentrum.
Bei 1 u/s würde die Fotodetektorengruppe 1/4 s lang Licht pro Sekunde empfangen .
Bei 10 u/s würden die Fotozellen 10 * 1/40 s pro Sekunde beleuchtet.
Bei 100 u/s erhielte die Gruppe 100 mal 1/400 s Licht jede Sekunde.
usw.
1/4 = 10 * 1/40 = 100 * 1/400
Noch Fragen?

[seeadler]

Zeus, das leuchtet mir zwar ein, deine Begründung. Trotzdem ist es für mich nicht das gleiche, weil es hier um eine zusammengesetzte Wirkungszeit geht, und nicht um eine periodische. Wenn es sich ein mal pro Sekunde über eine Fläche von 1/4 bewegt, ist es meines Erachtens etwas anderes, als wenn es dies zwei mal tut, da ja zwischen den beiden Zeiten eine "Pause" entsteht. Die Gesamtwirkungszeit ist zwar die gleiche, aber nicht die, die man als eine zusammengehörige Einwirkzeit ansehen könnte. Denn dazwischen kann sich das betroffene Objekt wieder "beruhigen". Denn wenn ich zwei Sekunden auf einen bestimmten Fleck einwirke, so ist dies nun mal etwas anderes, als wenn ich zwei mal 1 Sekunde auf den gleichen Fleck einwirke, wo zwischen den Einwirkzeiten entsprechend eine Differenz entsteht. Der "Schaden" dürfte dann niedriger sein?. Rechnerisch dürfte dies dann nur den √ 2 - fachen Wert haben, statt des 2-fachen?.

Gruß
Seeadler

[Zeus]

Zeus, das leuchtet mir zwar ein, deine Begründung.

Das freut mich sehr , denn dein ursprüngliches - nicht gut durchdachtes - Argument...

Interessant ist natürlich dann das Phänomen, dass die Intensität wieder relativ ansteigt, je größer die Rotationsfrequenz der Lichtquelle ist

...habe ich mit meinem einfachen Gedankenexperiment widerlegt. Die Intensität steigt eben NICHT.
_________________________________________________________________________

[...] Denn dazwischen kann sich das betroffene Objekt wieder "beruhigen".

Das würde bei Erwärmung einer dunklen Fläche durch einen sehr starken Laser möglicherweise eine Rolle spielen.
Bei meinem Beispiel handelte es sich jedoch bei "dem betroffenem Objekt" um Photodetektoren oder Photozellen.
Wenn du die Sache komplizierter machen willst, nur zu...
Ich bin sicher, dass dir noch irgend was einfallen wird.

[seeadler]

lieber Zeus, gegen ein wenig Zynismus habe ich nichts dagegen, wenn er angebracht ist - in diesem Fall ist er es eher nicht.

Denn dein beispiel kann man auf beliebig große Perioden umsetzen, ob nun in sehr hoher oder sehr niedriger Frequenz, spielt dabei keine Rolle. Es geht hier um etwas grundsätzlich anwendbares, was ich nicht als "kompliziert" erachte (wenn´s wirklich kompliziert wird, muss ich ohnehin die Fahne streichen )

Auch hier auf der Erde erleben wir für etwa 90 Tage jedes Jahr, also nach jeder Umdrehung um die Sonne, und somit 1/4 des Umlaufs unsere "Sommerzeit", also die entsprechende intensivste Einstrahlungsphase der Sonne. Würde jene Phase jedoch 180 Tage dauern, so ist die "Intensität", bezogen auf die gleiche Fläche und die entsprechende zeit in einem Stück in der Regel doppelt so groß.
Wenn nun die Umdrehungsperiode wesentlich kürzer ist, so wie bei der Venus, dann dauert auch die "Sommerzeit" nicht so lange; Oder umgekehrt, wenn die Umdrehungszeit größer ist, als wie bei Mars, dann streckt sich die Sommerzeit (Hierbei mal die Entfernungen beiseite gelassen). Die Intensität nimmt um so mehr ab, je größer die Geschwindigkeit ist, mit der der Lichtstrahl dabei über die Erde "huscht". Die größte Intensität wird bei 0 Rotation erreicht. Es geht hier um eine abgrenzbare Fläche!

Mein Disput mit Darkside beinhaltete ja dnan auch die durchdachte Konsequenz, was denn wäre, wenn die Lichtquelle selbst quasi mit Lichtgeschwindigkeit oder annähernd Lichtgeschwindigkeit über die zu bestrahlende Fläche "fliegt" und somit einwirkt? Ich behaupte hier, dass dann die Wirkungszeit einfach zu gering ist, um irgend eine Emission seitens der Fhotozelle zu verursachen. Des weiteren nahm und nehme ich an, dass wir ab einer bestimmbaren Umdrehungszeit dann wiederum das Phänomen haben, dass die Intensität auf der einwirkenden Fläche zunächst einmal wieder ansteigt, weil die "Pausen" zwischen den Einwirkzeiten zu gering sind, um hier zu einer "Ruhe-oder Erholungsphase" einzukalkulieren.

Darum habe ich bei einer Frequenz von 10^14 Herz entlang eines relativen Leitstrahlens eines Kreissegments von 300.000 km (gleich der Geschwindigkeit des Lichtes an sich) 10^14 Photozellen postiert, die natürlich so angeordnet werden müssen, dass jedes Quantenpaket auf jeweils eine Photozelle auftrifft. Man kann leicht nachrechnen, dass entsprechend mehr Quanten in der gleichen Zeit auf eine Photozelle auftrifft, je kleiner die Geschwindigkeit ist. Erst wenn die Umdrehungsgeschwindigkeit um den 2Pi - fachen Wert ansteigt, haben wir es wiederum mit der doppelten Intensität zu tun bei gleicher zeit, dementsprechend sind es dann auch wiederum ganzzahlige Vielfache der Umdrehungszeiten, um eine Verdreifachung, Vervierfachung usw. zu erreichen.... Es sind niemals halbe, oder viertel oder achtel Werte, sondern immer nur ganzzahlige Werte. Und das im Sinne der "Quantenphysik".

soweit mal etwas mehr ausgeholt. ich hoffe, dies war verständlich?

Gruß und Dank

Seeadler

Ich bin sicher, dass dir noch irgend was einfallen wird.

ich hoffe /fürchte, ich wurde dem gerecht

[Scrypton]

Mein Disput mit Darkside beinhaltete ja dnan auch die durchdachte Konsequenz, was denn wäre, wenn die Lichtquelle selbst quasi mit Lichtgeschwindigkeit oder annähernd Lichtgeschwindigkeit über die zu bestrahlende Fläche "fliegt"

Nein, beinhaltete unsere Diskussion in keinster Weise; auch dann nicht, wenn du immer wieder unnötigerweise versucht hast dies mit einzubeziehen: Ich habe immer deutlich klargestellt, dass es darum nicht ging/geht.

Es ging alleine um den geometrischen Schnitt, der Pseudobewegung von Auftrittsorten (von Schatten bzw. Licht).
Doch auch wenn du dich über mehrere Tage hin gewehrt und in ablehnenden Behauptungen eingegraben hast; nun hast du ja begriffen, dass es diesbezüglich (vielfache!) Überlichtgeschwindigkeit gibt UND diese natürlich auch prinzipiell gemessen werden kann.