THEMA:

Steinzeit-Astronom schrieb:

Falls du englisch verstehst, nimm das . Er erklärt die Reflexion an einem Spiegel mit Hilfe der möglichen Wege, den zugehörigen Pfeilen und den Laufzeitunterschieden.

In dem ersten Video (23:00) hat Herr Gaßner genauso über die Pfeile und den Spiegel das Modell erklärt.

Steinzeit-Astronom schrieb:

Die Pfeilmethode hat Richard Feynman beigetragen. Er ist der Erfinder.

Du versuchst jeden Satz zu kommentieren. Ich meinte natürlich, von Herrn Gaßner modifiziertes Modell. Weiß ich nicht, dass von Feynman ist? Hast Du den Titel nicht gelesen?
Ich denke, Du hast Dich momentan nicht unter der Kontrolle. Ich schrieb schon in diesem Forum, dass wir keine freie Wille besitzen. Solche Schreiben sind ein Zeichen dazu.

Jamali schrieb:

Ich denke, Du hast Dich momentan nicht in der Kontrolle.

Stimmt, bin etwas gereizt durch die Diskussion hier und erst mal raus.

Rainer und ich waren nämlich mit den Beiträgen #1043284 bis #104334 schon viel weiter in der Diskussion mit der vermeintlich unendlichen Geschwindigkeit, bevor du alles wieder auf den Ausgangspunkt zurückgeworfen hast.

Denke nämlich, dass die Überlegung in #104334 interessante und weitreichende Konsequenzen haben könnte. Dagegen scheint mir dein Versuch der Widerlegung der QED wie ein schlechter Witz, sorry.

...deine Reaktion ist vollkommen nachvollziehbar, Steinzeit-Astronom.

“Undank ist der Welten Lohn”
Das Sprichwort kann sich auf Menschen beziehen, die sich durchwegs stark engagieren und sich Zeit für andere und deren Interessen und Probleme nehmen, von der Reaktion der anderen Seite aber stark enttäuscht werden.

@Jamali

Du bringst wirklich einiges durcheinander.

Zuallererst der Pfadintegral Formalismus ist keine eigenständige Theorie. Kann also somit gar nicht falsifiziert werden. Bestenfalls können innere Widersprüche aufgedeckt werden.

Zum 2. hat dieses Konzept nicht Herr Gassner entwickelt, sondern Feynman zur Veranschaulichung seiner QED. Herr Gassner hat lediglich versucht uns einen besseren Zugang zu diesem Konzept zu ermöglichen. Und das hat er meiner Meinung nach sehr gut gemacht.

Die Theorie dahinter ist somit die QED. Vielleicht hilft es sich ein wenig mit der QED auseinanderzusetzen um die Idee des Formalismusses zu erfassen.

Materieraum schrieb:

Zuallererst der Pfadintegral Formalismus ist keine eigenständige Theorie. Kann also somit gar nicht falsifiziert werden. Bestenfalls können innere Widersprüche aufgedeckt werden.

Ob es eine Theorie oder ein Modell usw. benannt wird, ist für mich nicht wichtig. Wie Du sagst, sieht es in einigen Stellen nMm. nicht logisch aus.

Materieraum schrieb:

Zum 2. hat dieses Konzept nicht Herr Gassner entwickelt, sondern Feynman zur Veranschaulichung seiner QED.

Ja, ich weiß es. Rainer Raisch meint, dass das Modell Gaßner und Feynman nicht ganz gleich sind. Deshalb habe ich es Gaßner-Modell benannt.

UN schrieb:

Das Sprichwort kann sich auf Menschen beziehen, die sich durchwegs stark engagieren und sich Zeit für andere und deren Interessen und Probleme nehmen, von der Reaktion der anderen Seite aber stark enttäuscht werden.

Er versucht mich mit seinen Worten zu beleidigen oder herabzusetzen und sich als Experte durch die einfachen Informationen, die mir und andere bekannt sind, zeigen. Meine Haltung über ihn hat sich trotzdem nicht geändert.

Ich finde es gut, dass sich Steinzeit-Astronom an Diskussionen beteiligt. Er versucht es wie ich die Phänomene und Theorien in der Physik von der logischen Sicht zu betrachten, da wir keine Physiker oder Mathematiker sind.

Aber seine Motivationen sind andere als Helfen o. Ä. Das tut er für sich selbst. Ist er ein Experte, wie Herr Gaßner, in diesen Gebieten so, dass seine Zeit sehr wertvoll wäre? Er ändert auch oft seine Meinung, was keine negative Eigenschaft ist.

Jamali schrieb:

Materieraum schrieb:

Zuallererst der Pfadintegral Formalismus ist keine eigenständige Theorie. Kann also somit gar nicht falsifiziert werden. Bestenfalls können innere Widersprüche aufgedeckt werden.

Ob es eine Theorie oder ein Modell usw. benannt wird, ist für mich nicht wichtig. Wie Du sagst, sieht es in einigen Stellen nMm. nicht logisch aus.

Materieraum schrieb:

Zum 2. hat dieses Konzept nicht Herr Gassner entwickelt, sondern Feynman zur Veranschaulichung seiner QED.

Ja, ich weiß es. Rainer Raisch meint, dass das Modell Gaßner und Feynman nicht ganz gleich sind. Deshalb habe ich es Gaßner-Modell benannt.

Habe mich noch ein wenig informiert. Der Formalismus steht wohl doch eigenständig da. QED ist die Verallgemeinerung dieses Prinzips durch Felder.

Auf Wiki: …Formal wird dabei in der Feynman'schen Formulierung die Integration über alle möglichen (generalisierten) Orte durch eine Integration über alle möglichen Feldkonfiguration substituiert, womit die eigentliche Rolle des Pfadintegrals zum Lösen von Wellen- bzw. Feldgleichungen deutlicher wird,…

Es sind demnach unterschiedliche Herangehensweisen zur Erklärung der QM. Wenn dir der „Zeigerformalismus“ nicht zusagt, kannst du noch auf die Erklärung durch Felder zurückgreifen. Bei all diesen Modellen wird ja lediglich versucht Phänomene verständlicher zu machen und evtl Vorhersagen treffen zu können.
Dirac hat zum Beispiel gezeigt, daß Heisenbergs und Schrödingers Gleichung Äquivalent sind und das gleiche ausdrücken.
Trotzdem kannst du je nach dem die eine oder die andere Gleichung zum Verständnis nutzen. Bzw. die Prinzipien die dahinter stehen.

Materieraum schrieb:

Der Formalismus steht wohl doch eigenständig da.

Es ist ein Formalismus, nicht mehr, es ist keine Theorie, sondern soll die Berechnung der QED erleichtern. Und das tut er auch hervorragend.

Um den Formalismus zu erklären bzw zu verstehen, und auch korrekt anzuwenden, muss man also die echte Theorie kennen und verstehen.

Was die Länge der Pfeile anbelangt, so ist das ein Punkt, den ich nicht ganz nachvollziehen kann, denn ich sagte schon, dass es für einen geringfügig längeren Weg unzählige Möglichkeit gibt und dieser in der Demonstration nur einmal berücksichtigt wird. Letztlich ist dies aber egal, weil dies für alle Wege außer den allerkürzesten gilt, und der wird ja durch die anderen konstruktiv verstärkt. Andererseits muss die Pfeillänge mit längerer Weglänge kürzer werden.

Ganz sicher sind die Demonstrationen keine ausreichende Anleitung, um eine korrekte Berechnung durchzuführen. Das ist auch nicht nötig, da es einerseits ums Prinzip geht und anderseits für die einfachen Fälle das Ergebnis ja bekannt ist: Das Eikonal lässt sich so bestätigen und ebenso die Interferenzen.

De Frage der Pfeillänge hat mir keine Ruhe gelassen:

Das "Kringeln" kommt zB im Buch "Können wir die Welt verstehen?" in Kapitel 8 vor.

Wir erinnern uns: Das Quadrat der Länge des Pfeiles – wir hatten sie auch Amplitude genannt – ergibt die Wahrscheinlichkeit, dass das Photon den roten Weg nimmt. Und da wir zunächst keine Auswahl treffen können, welchen Weg das Photon einschlägt, lassen wir alle Wege als gleich wahrscheinlich zu – damit sind alle noch einzuzeichnenden Pfeile gleich lang.

Auch Feynman 1990 QED The Strange Theory of Light and Matter Seite 41 verwendet gleich lange Pfeile.

Das "Kringeln" ergibt sich dadurch, dass die gleichmäßig ausgewählten Teilwellen immer größere Wegunterschiede zum Nachbarn ausweisen und daher immer noch stärkere Winkel aufweisen.

Naja die "gleichmäßige" Auswahl stelle ich mir schwierig vor, für mich ist es anschaulicher, dies bei der Pfeillänge zu berücksichtigen. Das kommt dann aufs Selbe heraus...ist aber eine andere Methode.

Rainer schrieb:

"[...] alle Wege [...] gleich wahrscheinlich [...] alle [...] Pfeile gleich lang."
Auch Feynman [...] verwendet gleich lange Pfeile.

Die Länge genau eines Pfeils für genau einen Punkt (Ziel) bestimmt die Wahrscheinlichkeit für genau einen Weg dorthin. Jeder Weg ist möglich und demnach sind alle gleich wahrscheinlich und daher auch alle Pfeile gleich lang. Das ist soweit verständlich. Es bedeutet allerdings, dass zunächst z.B. der direkte Weg gleich wahrscheinlich ist wie einer mit Schleifen oder zweimal um den Mond oder so, was wiederum seltsam anmutet.

Rainer schrieb:

Andererseits muss die Pfeillänge mit längerer Weglänge kürzer werden.

Wenn du die einheitliche Länge aller Pfeile meinst und mit Weglänge den direkten Abstand zur Quelle, dann auf jeden Fall. Die Kugelfläche der Detektionsmöglichkeiten wird ja größer, die W'keit der Detektion für ein Ziel entsprechend kleiner, und damit auch die einheitliche Länge der Pfeile für ein Ziel. Das ist aber wohl nur für die Berechnung mit konkreten Zahlen relevant.

Wenn sich die konkrete Berechnung mit der Beobachtung im Experiment deckt, wovon ich mal ausgehe, dann ist das praktisch ein Beweis dafür, dass zunächst wirklich alle Wege gleich wahrscheinlich sind.

Steinzeit-Astronom schrieb:

Es bedeutet allerdings, dass zunächst z.B. der direkte Weg gleich wahrscheinlich ist

Feynman betrachtet nur Strahlen in gleichem Winkelabstand vom Spalt ausgehend. Damit ist der Gleichheit in der Tat genüge getan. Krumme Wege werden jedoch nicht berücksichtigt, sondern nur gerade Richtungen und Reflexionen.

Wenn man eben geschwungene Wege ist Spiel bringt, dann wird die Vollständigkeit der Wege schwierig. Im Buch verwendet Josef dasselbe Beispiel wie Feynman, und im Video werden ja auch nur gleichartige Wege verglichen, wobei der Rotationswinkel mit größerem Abstand immer stärker ansteigt. Sonst ergäben sich ja zwei exakte Kreise, wenn Pfeillänge und Winkeldifferenz konstant identisch wären.

Ich habe mir die beiden Videos jetzt nochmal angrsehen und verstehe langsam Jamalis Frage. Denn Josef zieht es ein bisschen anders auf, als ob die Interferenz zwischen mehreren Photonen stattfindet.

Das ist zwar auch möglich und für Anfänger anschaulicher, es geht aber eben auch mit einzelnen Photonen. Daher auch die unterschiedliche Sichtweise hinsichtlich der "Drehung". Feynman macht es eher so wie ich, bei ihm dreht sich der Pfeil auf dem Weg. Feynman spricht zuerst nur von einem Photon. Er erwähnt auch unterschiedliche Pfeillängen, sehe ich gerade, was aber minimal ist, klar, die Wegdifferenzen in den Beispielen sind ja minimal. Dann spricht er auch von mehreren Photonen und am Ende wieder nur von einem.....naja für eine Methode langt das ja.

Zwar waren beide Videos im ersten Post verlinkt, doch ist der Titel des Threads allgemein gehalten. Daher hatte ich darauf weniger geachtet und wir haben wohl aneinander vorbei geredet, aber die Präsentation ist letztlich nicht ausschlaggebend, sondern die Übereinstimmung mit der Ausbreitung des Photons. Und das war ja das eigentliche Thema.

Rainer schrieb:

Ich habe mir die beiden Videos jetzt nochmal angrsehen und verstehe langsam Jamalis Frage.

Ja ich auch, bzw. sind es ja mehrere Fragen, von denen die meisten m.E. aber geklärt wurden.

Die Annahme unendlicher Geschwindigkeit z.B. hat sich auch mir zunächst aufgedrängt wegen die Integration über die Zeit. Zwischen Emission und Detektion eines Photons vergeht nun mal eine endliche Zeit, und wenn die Pfeile für jeden Weg (=für jede Zeit) interferieren sollen, dann müsste auch jeder spätere Zustand (Phase) für die W'keit der Detektion mitmischen, was mir unlogisch erscheint bzw. zu dem Schluss führt, dass alle Informationen über spätere Zeiten im Feld bereits vorhanden waren zum Zeitpunkt der Detektion. => Instantane Ausbreitung dieser Informationen im E-Feld . Die meisten möglichen Wege sind ja länger als der direkte Weg, der sich als der wahrscheinlichste herausstellt.

Die Frage nach der konkreten Entscheidung über die Ausbreitungsrichtung ist aber m.E. geklärt, wenn man akzeptiert, dass alle Photonen die Laserquelle zunächst parallel verlassen: Für jeden kleinen Abstand irgendwo zwischen Quelle und Schirm ergibt sich mit der Pfeil-Methode etwa dieselbe bevorzugte Richtung nach vorne. Es wird nicht irgendwo unterwegs eine ganz andere Richtung wahrscheinlicher. Also muss ein Photon das Ziel auf dem Schirm nicht im voraus "wissen".

Sowohl Gaßner als auch Feynman sind etwas unpräzise bzgl. der Länge einzelner Pfeile. Anscheinend meinen sie wirklich nur gleiche Längen für direkt benachbarte Wege, nicht für wirklich alle möglichen Wege. Feynman sagt aber z.B. bei der Reflektion am Spiegel, dass die W'keit für den Weg über die Spiegelmitte gleich groß sei wie der senkrecht zum Spiegel und dann schräger zum Ziel. Daher dann gleiche Pfeillängen auch für solche Wege.

Steinzeit-Astronom schrieb:

Instantane Ausbreitung

Dieser Eindruck entsteht durch die Überlagerung der unterschiedlichen Wege. Soweit ich das inzwischen verstanden habe, findet die Interferenz jedoch nur innerhalb einer Wellenlänge statt. Dies ergibt sich sowieso unmittelbar aus der Überlagerung der Feldstörungen.
Dennoch addieren sich die Wahrscheinlichkeiten auch später eintreffender Beiträge an diesem Punkt des Detektors. Es pricht also nichts dagegen, alles unmittelbar zu summieren, weil die Entwicklung kontinuierlich ist.
Würde man hingegen versuchen, Teile mit größeren Wegdifferenzen zu interferieren, würden sie sich wohl immer betragsmäßig addieren, also immer konstruktiv und nie destruktiv interferieren.
Adams präsentiert zwar Anordnungen mit unterschiedlich langen Wegen, doch waren dies wohl andere Konstellationen. Ich muss mir die Reihe sowieso nochmal ansehen.

Rainer schrieb:

Steinzeit-Astronom schrieb:

Instantane Ausbreitung

Dieser Eindruck entsteht durch die Überlagerung der unterschiedlichen Wege. Soweit ich das inzwischen verstanden habe, findet die Interferenz jedoch nur innerhalb einer Wellenlänge statt. Dies ergibt sich sowieso unmittelbar aus der Überlagerung der Feldstörungen.
Dennoch addieren sich die Wahrscheinlichkeiten auch später eintreffender Beiträge an diesem Punkt des Detektors.

Du meinst, falls früher eintreffende Quanten nicht zur Detektion an einem Ort führen, dann vielleicht später eintreffende am selben Ort? Auf die früher eintreffenden können sich Wahrscheinlichkeiten für spätere doch nicht auswirken. Und für die späteren ergibt sich ich eben ein Problem mit der LG. Die Kugelwelle wäre ja schon weiter und es gäbe Detektionen hinter der Wellenfront, Photonen von gestern im Extremfall oder so, das hatten wir schon.

Klar, wenn es stimmt, dass wirklich alle Wege real möglich sind und nicht nur theoretisch, dann müssten auch verspätete Detektionen real möglich sein. Obwohl insgesamt unwahrscheinlich, wäre prinzipiell auf die LG kein Verlass mehr. Denn was nützt eine absolut konstante LG im Vakuum, wenn die sich wegen unbekannter Wege nicht absolut sicher einheitlich auswirkt? Das hatten wir auch schon.

Mir ist jedenfalls aufgefallen, dass Feynman seinen Studenten immer sagte, er wisse nicht warum diese Berechnungen funktionieren, sondern nur, dass sie funktionieren. Möglicherweise hatte er ähnliche Probleme mit der Vorstellung des genauen Ablaufs wie wir.

Steinzeit-Astronom schrieb:

dann vielleicht später eintreffende am selben Ort? Auf die früher eintreffenden können sich Wahrscheinlichkeiten für spätere doch nicht auswirken

Genau, und die Wahrscheinlichkeit, dass das Photon hier eintrifft addiert sich über die Zeit. Die Vektoraddition stellt dabei sicher, dass sich phasenverschobene Anteile destruktiv addieren. Und wegen des Kringelns genügt es, ein paar Wellenzüge zu betrachten, und wenn man dies weiß, dann genügt ein Wellenzug, der Rest löscht sich selbst aus.

Ich bin mir jedenfalls inzwischen sicher, dass die Interferenz nur innerhalb einer Wellenlänge erfolgen kann, das habe ich auch schon mehrmals gelesen, aber nicht so ernst genommen. Der Begriff Kohärenzlänge wird eben auch immer wieder für unterschiedliche Aspekte verwendet.

Achja, für Mischlicht gilt zB die Begrenzung auf die Wellenlägen, und nun ist mir der Grund klar, weil dabei dann eben nur jedes einzelne Photon betrachtet werden kann.

Der Titel von J. Gassners Vido 37 lautet "fliegen Photonen geradeaus?". Dies verwirrt mich als Laie etwas. Natürlich tun sie das, würde ich mal spontan antworten. Wie sonst kann mittels Laserimpulsen die Distanz Erde Mond auf wenige mm genau bestimmt werden? Wenn da irgendwelche Wahrscheinlichkeiten ein Rolle spielten, würden da die empfangenen Laserblitze nicht mehr oder weniger verwaschen sein oder gar nichts mehr beim Experimentator ankommen?
Eine andere Frage "Woher wissen die Photonen den kürzesten Weg zum Ziel?" verwirrt mich. Die Photonen wissen das selbstverständlich nicht, sie kennen auch das Ziel nicht, sowenig wie eine Gewehrkugel das weiss. "Woher kennt das Photon Ein- und Ausfallwinkel?". Woher kennt die Billardkugel das?
Ich kenne Feynmans Buch mit den Pfeilen und habe es natürlich nicht verstanden. Wieso rotieren diese Pfeile nur um 1 und nicht um 2 Achsen?
Ich möchte natürlich Feynmans Erkenntnisse in keiner Weise anzweifeln. J. Gassners Versuche, etwas Unverständliches verständlich darzustellen finde ich grandios!

Wenn die Pfeile unendlich schnell wären, dann wären die Pfeile Wegweiser. Dadurch gäbe es dann viele unlösbare Widersprüche. Die Pfeile müssen deshalb mit c unterwegs sein.

Die Pfeile müssen fast wie das Photon selbst sein. Sie sind wie geklonte virtuelle Photonen und reagieren unterwegs mit der Umwelt, Gravitationslinseneffekt ist ein Beispiel. Dieses Phänomen geschieht unterwegs.

Es gäbe aber ein Problem. Ein Teil der Pfeile könnten jeweils z.B. einen Stern vorbeifliegen und ihre Flugrichtung wird verändert und andere Pfeile einen anderen Stern. Die Pfeile verändern selber auch den Raum (Es gibt auch Photonengravitation , wenn es stimmt.) und beeinflussen den Stern und andere Teilchen in unterschiedlichen Stellen.

Frage: Entstehen alle gleichzeitig, und wie viele sind sie?

Da die Wege unterschiedlich lang sind, dann kann die Detektion nicht auf alle mögliche Pfeile warten, die zu einem Punkt kommen. Es gäbe dann drei Möglichkeiten: 1) beim ersten Pfeil, 2: Mindestanzahl, 3: Mindestzeit.

Wenn es beim ersten Pfeil zur Detektion kommen würde, dann gäbe es bei einem Doppelspalt keine Interferenz.

Wenn z.B. mindestens 1000 Pfeile zur Detektion benötigt werden, müssen die Auswirkungen der Pfeile an jedem Punkt gespeichert werden, und wenn diese tausend Pfeile zu schnell da sind, dann kommt es auch nicht zur Interferenz. Es gibt auch eine Konsequenz. Bei sehr langen Wegen, stehen wenige Pfeile zur Verfügung und das Photon wird vernichtet.

Wenn eine Mindestzeit notwendig ist, müsste die für ein paar Umdrehung lang sein, damit beim Doppelspalt die Interferenzen auf dem ganzen Schirm gesehen werden können. Auch die Speicherung der Ereignisse (das Treffen der Pfeile mit dem Schirm in unterschiedlichen Zeiten) ist ein Problem.

Diese Modell kann den Weg nicht zeigen, wie Herrn Gaßner sagt. Wenn das Ziel bekannt ist, kann dieses Modell den wahrscheinlichsten Weg bestimmen. Aber Das Photon ist/war die Pfeile, und die haben jeweils anderen Weg gehabt. Deshalb hat der Weg bei diesem Modell keine Bedeutung.

Wenn nur die etwa schnellsten Pfeile zum Ziel in Frage kommen, da alle Pfeile c schnell sind und nicht unendlich schnell, und da die Ereignisse gespeichert und dann die Wahrscheinlichkeiten an verschiedenen Punkten (z.B. beim Doppelspalt) verglichen werden müssen, dann ist dieses Modell genauso wie das QM-Wellenmodell und hat auch dieselbe Probleme.

Nach der Detektion müssen die Pfeile, die nicht beteiligt waren, sofort vernichtet werden (sonst kommt es zu einer anderen Detektion, oder nicht?). Aber wie wird kommuniziert? Sind sie Existenz-Verschränkt, und deshalb interferieren sie sich nur miteinander, und nicht mit Pfeilen von anderen Photonen?
Die Elektronen und Atome interferieren auch. Ich denke, dieses Modell gilt nur für das Licht. Es sieht aber aus, dass es um der selben Phänomen wie bei Elektronen/Atomen handelt, warum aber nicht für alle? Wenn dieses Modell bei z.B. Atomen nicht funktioniert, dann ist es sehr wahrscheinlich nicht das richtige/wirkliche Modell.

Wenn man sehr genau und detailliert die Modelle für z.B. einen Doppelspalt betrachtet, dann erkennt man, dass man über die Details nicht ausreichend gedacht hatte.

Jamali schrieb:

Die Pfeile müssen fast wie das Photon selbst sein. Sie sind wie geklonte virtuelle Photonen und reagieren unterwegs mit der Umwelt, Gravitationslinseneffekt ist ein Beispiel. Dieses Phänomen geschieht unterwegs.

Das wäre ein mögliches Modell. Tatsächlich sind sie ein Symbol für die Amplitude der Feldstärke der Welle.

Jamali schrieb:

Frage: Entstehen alle gleichzeitig,

Das kommt auf die Betrachtung an. Ich würde die jedoch befürworten, die andere Sichtweise ergibt keinen Sinn für mich.

Jamali schrieb:

und wie viele sind sie?

Es sind unendlich viele, sie entstehen kontinuierlich, es ist eben eine Kugelwelle und bleibt eine Kugelwelle, egal, wie man das Modell zimmert.