Kann Licht stehen?

    • w3cRaY
      w3cRaY
      Bronze
      Dabei seit: 12.06.2007 Beiträge: 5.280
      Hey,
      hatte gerade eine Diskussion, die ich nicht zu meiner Befriedigung beenden konnte...

      Frage steht oben: ist es möglich, dass Licht stehen kann?

      Meine erste Antwort war: es ist sehr sehr unwahrscheinlich. Dabei hab ich mich am statistischen Prinzip der Entropie orientiert. Man nehme an, dass die einzelnen Geschwindigkeiten des Lichts (Gruppengeschw.) Quantenzustände sind. Nun gibt es natürlich eine Fülle solcher Zustände, die zum großen Teil wohl auch noch entartet sind (Permutation der Teilchen i und k wegen Ununterscheidbarkeit im Ensemble) und der höchstwahrscheinliche Zustand ist, dass die Teilchen Lichtgeschwindigkeit haben.

      Dann dachte ich, weil Licht ja zugleich Welle sein kann, was eine "stehende" Welle in dieser Form sein soll, also keine stehende Welle im klassischen Sinne, sondern eine komplett unbewegliche Welle. Ich habe von so etwas noch nicht gehört, aber die Ebene Wellengleichung sagt mir, dass so etwas existieren kann (kr = 0 und komplexe Phase dreht nur die Polarisation). Ein Teilchen, das steht, kann wieder angestoßen werden. Geht das auch mit einer ruhenden Welle?

      Beide Gedanken liefern mir keine gute Antwort. Hier geht es übrigens nicht um Messbarkeit, sondern nur um die Existenz des ruhenden Lichtquants. Leider kenne ich mich in der Elementarteilchenphysik nicht gut genug aus (hier ist Licht (besser: gamma-Quant) ja das Austauschboson der SU1-Symmetriegruppe in der Dirac-Gl.), um sagen zu können, was die Gleichung bei v=0 liefert (oder ob das von vornherein ausgeschlossen worden ist, sozusagen Randbedingung für die Verwendung der Symmetriegruppe).

      Nunja, wäre nett, wenn mich jemand erleuchten kann.

      Greetz
      RaY
  • 18 Antworten
    • MadCow
      MadCow
      Bronze
      Dabei seit: 15.09.2006 Beiträge: 1.151
      die konstanz der Lichtgeschwindigkeit unabhängig vom Bezugssystem ist ein Postulat der speziellen Relativitätstheorie.
      Somit erübrigt sich eigentlich die Frage.

      Will man es etwas abstrakter dann postuliert man Lorentzinvarianz, lokale U(1) Eichinvarianz und Dirac/Klein-Gordon Gleichung und kann damit die Quantenelektrodynamik herleiten aus der das Licht konform den Postulaten der SRT von selbst auftaucht.
    • w3cRaY
      w3cRaY
      Bronze
      Dabei seit: 12.06.2007 Beiträge: 5.280
      Dass das für Licht im freien Raum gilt ist selbstverständlich. Allerdings kann die Gruppengeschwindigkeit natürlich in Wechselwirkung mit Materie wesentlich kleiner werden als die Lichtgeschwindkeit. Die Frage wäre jetzt, was für ein Zustand das Photon im Teilchen und im Wellenbild einnimmt, wenn es zum Beispiel lokal in einem zwei-Niveau-System gebunden ist (hier wäre es ja sehr genau lokalisiert).

      Im freien Raum ist alles klar, aber wie sieht es mit der WW mit Materie aus?

      Übrigens: es wird auch die Unmöglichkeit eines Perpetuum Mobiles postuliert. Stichtwort Vakuumfluktuation des elektrischen Feldes des Vakuums, dessen Energie man theoretisch lokal anzapfen könnte und dessen Energieverlust irgendwo im Universum wieder ausgeglichen werden kann. Dies wäre ein Perpetuum Mobile..
    • Matze4x4
      Matze4x4
      Bronze
      Dabei seit: 05.01.2007 Beiträge: 2.486
      Hab ich noch nirgends gesehen, ausser auf einer Wand.
      Also jetzt mal rein logisch gedacht, ich kenne mich mit den ganzen Fachausdrücken jetzt nicht aus, aber so weit ich weis muss das Licht doch zum stehen kommen, wenn es reflektiert wird, oder net ?
      Wäre nett wie ihr mir so eien Art "Harald Lesch-Antwort" geben könntet, da ich kein Physikstudent bin, sondern Bürokaufmann.
    • MadCow
      MadCow
      Bronze
      Dabei seit: 15.09.2006 Beiträge: 1.151
      Licht bewegt sich auch in Materie mit c.
      Allerdings wechselwirkt es ständig mit der Materie was effektiv die Ausbreitungsgeschwindigkeit verringert. Sehr vereinfacht betrachtet stoßen die quaten wie beim Flipper ständig durch die Gegend wodurch sie insgesamt langsamer vorrankommen.
      Dadurch kommt es zu der niedrigeren Lichtgeschwindigkeit in Materie. Ausbreitungsgeschwindkeit wäre das bessere Wort.

      Damit hängt auch der der Cherenkoveffekt zusammen. Wenn Teilchen sehr schnell sind wechselwirken sie weniger mit der Materie als Licht und koennen sich so schneller als das Licht ausbreiten (allerdings nicht schneller als vakuum c).

      Dein Beispiel wäre kein Perpetuum mobile erster Art da die Energieerhaltung global immernoch gilt.
      Allerdings ist diese Art der Energiegewinnung durch die Unschärferelation (in E, dt Form) verboten.
    • LeFish
      LeFish
      Bronze
      Dabei seit: 02.04.2006 Beiträge: 635
      Spiegel - Kann Licht stehen?
    • DreckigFeigeUndGemein
      DreckigFeigeUndGemein
      Bronze
      Dabei seit: 06.10.2008 Beiträge: 9
      nee, Licht hat keine Ruhemasse
    • hasenbraten
      hasenbraten
      Bronze
      Dabei seit: 20.02.2006 Beiträge: 3.587
      licht "steht" genau in einer singularität der raumzeit.

      ausserhalb dieser breitet es sich nach meinem verständnis entlang der geodäten aus, "steht" also niemals.

      alles was du verändern kannst (wie angesprochen) ist die ausbreitungsgeschwindigkeit. das ist ja eindrucksvoll von experimenteller seite gemacht worden, auch hier "stehen" die quanten aber niemals, sie bewegen sich nur im mittel nicht in eine bestimmte richtung (=!= stehen)
    • Rhythmusteufel
      Rhythmusteufel
      Bronze
      Dabei seit: 12.09.2007 Beiträge: 1
      Ich hab letztens nen kleinen Vortrag zu dem Thema Slowing/Stopping Light gehört. Es werden aktuell auch Papers dazu veröffentlicht ( zB http://www.polymtl.ca/phys/journal/num1/art_1_4.pdf).

      Prinzipiell versucht man das Dispersionsmaximum in ein Absorptionsminimum zu legen. Ich glaub die machen das in einem Bose Kondensat.
      Auf diese Weise kann das Licht auch ca. 17 m/s zu verlangsamen, und das ist für Licht ja schon ziemlich langsam!

      Licht anzuhalten funktioniert ohne Tricks nicht, aber auch hierzu gibt es Ansätze. Es wird eine Art "holographischer Fingerabdruck" gespeichert. Durch einen Referenzstrahl werden Phasen- und Amplitudeninformationen in einem Medium gespeichert und können später (im Moment schafft man das nach 2s) wieder rekonstruiert werden.

      Also eine Lichtwelle an sich kann nicht stehen, soweit ich das weiss.
    • p00s88
      p00s88
      Bronze
      Dabei seit: 08.09.2007 Beiträge: 9.531
      solid first!
    • Rheingold77
      Rheingold77
      Bronze
      Dabei seit: 10.08.2007 Beiträge: 538
      Halt doch die Zeit an, dann steht auch Licht still, und Schall, und alles andere. Solange die Zeit nicht angehalten ist steht gar nix still, alles bewegt sich irgendwie, schwingt oder fließt irgendwie. Je näher man hinschaut umso mehr gewusel ist überall.
    • MrMarv89
      MrMarv89
      Bronze
      Dabei seit: 03.01.2009 Beiträge: 2.657
      ich merk immer wieder warum ich physik nach der 11. abgewählt habe :f_love:

      dachte eigentlich die lichtgeschwindigkeit wäre die konstante in der e=mc² gleichung??!! wie kann die dann mal langsamer sein?!?!?! ?(
    • SoWe
      SoWe
      Global
      Dabei seit: 10.01.2008 Beiträge: 2.397
      Original von MrMarv89
      ich merk immer wieder warum ich physik nach der 11. abgewählt habe :f_love:

      dachte eigentlich die lichtgeschwindigkeit wäre die konstante in der e=mc² gleichung??!! wie kann die dann mal langsamer sein?!?!?! ?(
      Die Lichtgeschwindigkeit im Medium kann anders sein (sogar schneller als im Vakuum), aber da bewegt sich kein Teilchen mit Überlichtgeschwindigkeit (auch nicht die Photonen)
    • sebajoe
      sebajoe
      Bronze
      Dabei seit: 06.03.2006 Beiträge: 766
      Mit schwarzem Papier

      relativ einfache antwort oder ??

      Die Lichtgeschwindigkeit ist nur im Vakuum konstant defeniert!?

      edit: Faszinierend 7 Tage alte Beiträge werden nicht angezeigt
    • Krach-Bumm-Ente
      Krach-Bumm-Ente
      Black
      Dabei seit: 01.05.2006 Beiträge: 10.523
      aus der sicht vom licht steht das licht selbst still ;)
    • Shatterproofed
      Shatterproofed
      Bronze
      Dabei seit: 27.08.2007 Beiträge: 7.498
      kann man Licht sehen ... wenn es stehen würde ;) ergo wenn es stehendes Licht gäbe ... sieht man es nichtmal ;)
    • Monarch1987
      Monarch1987
      Global
      Dabei seit: 27.12.2007 Beiträge: 108
      licht müsste doch von materieteilchen absorbiert werden oder?asonsten müsste man das licht für einen kurzen zeitpunkt anmachen und könnte es dann ausmachen,weil genug licht im raum schon rumfliegt und das für die helligkeit reicht.
      es müsste also absorbiert werden(ein gewisser betrag des lichtquantens) und in den zu sehenden materieteilchen gemessen werden können,als festes teilchen.ich meine nehmen die pflanzen nicht auch lich auf um materie zu bilden die wir dann essen oder wirkt licht nur wie en katalysator.
    • F0erster
      F0erster
      Bronze
      Dabei seit: 02.06.2008 Beiträge: 2.241
      sorry for offtopic, aber ich hab auch ne kleine frage, da ich mich in den letzten paar tagen frei heraus ein bischen mit quantenmechanik befasst hab. und zwar wird bei der unschärferelation von heisenberg gesagt, dass man immer nur entweder den impuls oder den ort eines photons z.b. bestimmen kann und dann der andere teil unscharf wird ja? (so hab ichs zumindest verstanden ^^)
      was ist denn dort mit impuls gemeint? nach der klassischen physik ist es ja m*v, aber ein photon hat doch keine masse? dann hat es doch keinen impuls oder?
      ist ne ziemliche noobfrage aber das hat mich jetzt einfach gejuckt :rolleyes:
    • kombi
      kombi
      Bronze
      Dabei seit: 20.08.2006 Beiträge: 9.244
      In der speziellen Relativitätstheorie ist die Energie-Impuls-Relation gegeben durch:

      E^2 = (pc)^2 + (m_0*c^2)^2

      Damit haben auch masselose Teilchen einen Impuls.
      Es besteht prinzipiell Verwechslungsgefahr zwischen Masse und Ruhemasse. Photonen haben keine Ruhemasse m_0 = 0, aber wenn man Masse als E = mc^2 ansieht, dann haben sie schon eine Masse (auch relativistische Masse genannt).