Das Gewicht von Licht

[Spocky]

Gute Frage, darüber hab ich noch nie nachgedacht und ehrlich gesagt auch überhaupt keine Ahnung. Die Frage ist also so gut, dass ich da noch nicht mal selbst draufkam

Ich weiß nur, dass es Bedingungen gibt, unter denen die Lichtgeschwindigkeit langsamer ist, als im Vakuum und dass sich dies sofort wieder ändert, wenn das Licht dieses Medium verlässt. Offensichtlich ist da auch die Beschleunigung unendlich, da offensichtlich sofort danach die Geschwindigkeit wieder die für dieses Medium normale ist.

Ich glaube, ich muss mich mal ein wenig umhören.

[Bynaus]

Nun, also ein Antrieb ist ja nicht direkt von nöten, um die Geschwindigkeit, einmal erreicht, zu halten - denn es gibt nicht, woran sich das Photon "reiben" könnte. Allerdings kommt die Verlangsamung in bestimmten Medien sozusagen die "durchschnittliche" Geschwindigkeitsverlangsamung durch die Absorption einiger Photonen zustande: Das heisst, die meisten bewegen sich gleich schnell weiter, aber einige kollidieren und werden auf 0 abgebremst - im Schnitt kommt dann eben eine geringere Geschwindigkeit raus, die von der Dichte bzw. der Absorptionskraft des Materials abhängt. Zumindest kann man sich das ganze so vorstellen.

Zurück zum Antrieb: Wenn man die Photonen einfach wieder als Welle betrachtet, dann werden sie halt einfach "ausgestrahlt", das heisst, es wird ihnen eine bestimmte Energie gegeben, und je nach dem werden sie dann ein mehr oder eben weniger energetisches Photon (hoch energetisch: UV, Röntgen etc, tief energetisch Infrarot, Radio etc.)

[Spocky]

Aber würde das nicht bedeuten, dass man für die "Wellenfront" trotzdem dieselbe Geschwindigkeit ermitteln müsste, auch wenn einige der Photonen verlangsamt, oder gar absorbiert würden?

[Ezri Chaz]

Und was passiert, wenn man die Welle anhält?

Die Photonen stopt?

[Bynaus]

Dann verschwinden sie - ihre Energie geht auf das über, was immer sie gestoppt hat.

@Spocky: Ich bin mir hier nicht ganz sicher. Müsste ich mal nachlesen.

[Ezri Chaz]

Wohin verschwinden sie?

also wenn ich meine Hand vor eine Taschenlampe halte, dann reflektiert meine Hand das Licht, aber wo bleibt es, wenn ich die Lampe abschalte?

Also auch das reflektierte Licht, wo bleibt das?

[Harmakhis]

Wenn du die Lampe abschaltest, gibt es kein Licht mehr! Die Lampe "produziert" ja das Licht durch das Glühen eines Drahtes... wenn dieser Draht nicht mehr glüht, werden auch keine Photonen mehr ausgesendet, die an deiner Hand reflektiert werden können.

Übrigens wird das Licht nicht komplett an deiner Hand reflektiert, sondern es gibt auch Energie ab und erwärmt dabei deine Hand. Das Licht selber verändert dabei z.B. auch noch die Wellenlänge und deswegen haben Objekte letztlich unterschiedliche Farben.
Das Licht das von deiner Hand reflektiert wird, gelangt entweder in deine Augen wo die Energie mehr doer weniger vollständig von der Netzhaut absorbiert wird und in optische Signale umgewandelt wird. Der Rest trifft auf dein Geischt und wird dort als Wärme absorbiert, oder nochmal reflektiert oder es geht gegen andere Objekte im Raum und wird dort entweder reflektiert oder absorbiert. Aber egal was passiert gibt es bei jedem Kontakt mit etwas anderem - auch Luftteilchen - Energie ab und verändert dabei seine Wellenlänge. das fürht dazu, dass wir es irgendwann nicht mehr sehen können bzw. das es so energiearm geworden ist, dass es wirklich nicht mehr da ist.

Licht, also Photonen sind einfach Energie. Wenn sie ihre Energie abgeben, verschwinden sie. Da Energie nach Einstein das selbe wie Materie ist, können sie halt völlig z.B. zur Erwärmung deiner Hand die Energie verbrauchen und somit "verschwinden". Ihre Energie ist allerdings net verschwunden, sondern auf deine Hand übergegangen.
Verschwinden tut gar nichts im Universum, da dies dem Energieerhaltungssatz widersprechen würde. Materie und Energie gehen dabei immer nur in andere Zustände über. Bie Licht/Photonen ist das halt besonders kompliziert, da sie als Quantenobjekte (eigentlich ist alles ein Quantenobjekt) gleichzeitig ein Teilchen und eine Welle sind... (das lustige ist, dass man theoretisch auch einem Menschen eine Wellenlänge zuordnen kann).

[Ezri Chaz]

Heißt also, die Photonen hören einfach auf zu existieren?

[Spocky]

@ Bynaus: Danke, wäre nett

@ Ezri: Man kann Photonen in einem BEC anhalten. Ich werde gleich noch den Thread rauskramen, in dem ich das schon mal erwähnt habe. Dabei gehen dann die Photonen in einen Anregungszustand der sie umgebenden "Masse" über, von Teilchen kann man ja bei einem BEC nicht mehr sprechen.

gebremstes Licht

[Harmakhis]

Original geschrieben von Ezri Chaz
Heißt also, die Photonen hören einfach auf zu existieren?

Im klassischen Sinne hören sie auf zu existieren. Ihre Energie geht auf das Objekt über, auf das sie getroffen sind und danach sind sie nicht mehr nachweisbar.

[The Guardian]

Original geschrieben von Spocky
Ich hab mir jetzt mal Informationen über Lichtmühlen eingeholt. Es ist nicht der Lichtdruck, der die Mühle in Bewegung versetzt, sondern der Luftdruck. In einer Lichtmühle herrscht kein Vakuum. Die Plättchen einer Lichtmühle sind unterschiedlich beschichtet, eine helle und eine dunkle Seite. .....

Das mit der Hellen und Dunklen Seite ist ja richtig aber es existiert "doch" ein Vakuum in einer Lichtmühle. - Hat mein Physiklehrer gesagt
Der hat nämlich so ein Ding auf dem Fensterbrett zu stehen.

Nun haben wir ja einen Streitfall. Was ist nun wahr? Lichtmühle mit oder ohne Vakuum? Oder beides?

[Spocky]

Ich hatte bis zu der Erwähnung hier nichts von einer Lichtmühle gehört. Als ich googlete fand ich heraus, dass dat Dingen durch den Luftdruck funktioniert. Mag sein, dass der Luftdruck im innern geringer ist, als außen, aber es ist wohl kein sehr starkes Vakuum, das kannst du nämlich in dem Gefäß gar nicht halten, dazu bräuchtest du permanent laufende Ionenpumpen.

[Harmakhis]

Mein Physiklehrer meinte auch, dass wäre alles nur Fake mit den Lichtmühlen um das dumme Volk zu beeindrucken.
Der Druck durch die Photonen sei so gering dass man ihn vernachlässigen kann, vorallem da in den Luftmühlen wirklich kein Vakuum herrscht, sondern sie nur etwas weniger Druck haben.

Letztlich sogt aber die Erwärmung der Luft und damit der Luftdruck für die Bewegung und nicht der Lichtdruck selber.

[Sternengucker]

etwas weniger ist gut... es wird IIRC schon versucht die Glasglocken so gut wie möglich zu evakuieren, weil gerade der runtergesetzte Luftwiderstand es erst möglich macht, dass dieser Vortrieb durch die unterschiedliche Erwärmung der beiden Seiten überhaupt erst funktioniert. Derselbe bzw gleich dimensionierte Aufbau in normaler Luftumgebung würde eher nicht hinhauen. da muss man schon stärker pusten

[Spocky]

Ich würde nicht sagen, dass das nicht funktioniert. Bei kerzen funzt es ja auch. Es gibt ja auch diese Adventsteile mit Kerzen über denen so eine Mühle ist, die sich auch dreht, wenn die Kerzen brennen. Es kommt also hauptsächlich auf die Wärmeenergie an, die produziert wird.