Hier ein Experiment für dich zum nachmachen um das Thema ein wenig besser zu verstehen bevor wir damit überhaupt anfangen.
Nimm zwei Taschen, mach Sie in einem dunklen Raum and und kreuze die Strahlen der Taschenlampen, beobachte den Schatten den die überkreuzten Strahlen an die Wand werfen.
Nun sollte bei dir kein Schatten vorhanden sein ist das ganz natürlich, also keine Sorge.
Was bei diesem Experiment auffällt, ist, dass die Strahlen einfach durch einander hindurchlaufen, ohne dass ein Schatten entsteht.
Das liegt daran, dass gewöhnliches Licht keine Substanz besitzt, die blockieren oder einen Schatten werfen könnte, wie ein physisches Objekt es tun würde. Die Photonen – die kleinsten Lichtteilchen – interagieren in diesem Fall nicht miteinander; sie durchdringen sich, ohne sich zu behindern, da Photonen keine Masse haben und sich unter normalen Umständen nicht gegenseitig beeinflussen.
In der Quantenmechanik gibt es spezielle Umstände, unter denen Photonen miteinander wechselwirken könnten, aber dafür sind extrem hohe Energien oder besondere Materialien notwendig. Laser, die eine ganz bestimmte Wellenlänge und Intensität haben, können diese Bedingungen manchmal schaffen, sodass sie – anders als Taschenlampenstrahlen – einander beeinflussen und sogar Licht blockieren könnten. Dies geschieht aber nur in speziell konstruierten Experimenten und bleibt im Alltag für uns unsichtbar.
Doch was du hier gerade siehst. Ist ein Schatten. Der von Licht geworfen wird.
Wie das möglich ist? Nun das erfähst du in dieser Episode!
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#universum #physik #entropy
hier ein Experiment für dich zum
Nachmachen um das Thema ein wenig besser
zu verstehen bevor wir erst überhaupt
damit anfangen nimm zwei Taschenlampen
mach sie in einem dunklen Raum an und
kreuze die Strahlen der Taschenlampen
beobachte die Schatten den die
überkreuzten Strahlen an die Wand werfen
nun sollten bei dir kein Schatten
vorhanden sein dann hast Du natürlich
komplett Vers nein das ist ganz
natürlich also keine Sorge was bei
diesem Experiment auffällt ist dass die
Strahlen einfach durcheinander
hindurchlaufen ohne dass sie ein
Schatten en das liegt daran dass
gewöhnliches Licht keine Substanz
besitzt die blockieren oder einen
Schatten werfen könnte wie ein
physisches Objekt es tun würde z.B die
Photonen also die kleinsten
Lichtteilchen interagieren in diesem
Fall nicht miteinander sie durchdringen
sich ohne sich zu behindern dafotonen
nun mal keine Masse besitzen und sich
unter normalen Umständen auch nicht
gegenseitig beeinflussen können in der
Quantenmechanik gibt es allerdings
spezielle Umstände unter den Photonen
tatsächlich miteinander wechselwiken
könnten aber dafür sind extrem hohe
Energien oder besondere Materialien
notwendig Laser die eine ganz bestimmte
Wellenlänge und Intensität haben können
tatsächlich diese Bedingungen manchmal
schaffen aber sie sind äußerst selten
und dann können sie anders als
taschenlampenstrahlen einander
beeinflussen und sogar Licht blockieren
dies geschieht aber nur in speziell
konstruierenden Experimenten und bleibt
im Alltag für uns ja unsichtbar doch was
Du hier gerade siehst ist tatsächlich
ein Schatten ein ganz normaler Schatten
der mit bloßem Auge zu sehen ist der von
Licht geworfen wird wie ist das möglich
nun das erfährst du in dieser Episode
[Musik]
also Schatten entstehen wenn Licht auf
feste Gegenstände trifft die es nicht
durchdringen kann wie wendetüren oder
sogar dein eigenen Körper wenn
Lichtstrahlen auf solche Dinge treffen
und ich will den Körper jetzt nicht als
ein Ding bezeichnen aber wir sind wo wir
sind also dahinter ein dunkler Bereich
sichtbar und das ist natürlich der
Schatten Licht kann sich nicht einfach
durch diese Objekte hindurchbewegen und
deshalb entsteht an der Stelle wo es
blockiert wird ein Bereich ohne Licht
also Licht scheint Photonen wandern bis
sie auf ein Objekt treffen welches sie
nicht durchdringen können diese Blockade
erzeugt einen Schatten ein kleines Stück
Dunkelheit oder die Abwesenheit von
Licht Licht selbst ist also kein fester
Gegenstand somit kann es keine Schatten
werfen gut das haben wir verstanden doch
Physiker haben kürzlich eine
ungewöhnliche Entdeckung gemacht unter
bestimmten Bedingungen kann ein Leser
wenn er durch das richtige durchsichtige
Material geleitet wird dass man Material
auf eine Art beeinflussen so dass es auf
einmal Licht blockiert anstatt es
tatsächlich durchzulassen es ist als
würde der Laser sein Umfeld dazu bringen
selbst undurchsichtig zu werden wodurch
ein dunkler Bereich entsteht fast so als
ob der Laser seinen eigenen Schatten
erzeugt diese besondere Art wie Licht
mit Materialien Wechsel wirken kann ist
extrem selten und funktioniert nur wenn
bestimmte physikalische Bedingungen
erfüllt sind so wie wir es in diesem
Experiment erfahren haben wenn sich in
diesem Fall also zwei Laserstrahlen auf
die richtige Weise kreuzen kann der
primäre Strahl den sekundären na ja
nicht mehr durchdringen es entsteht eine
Schattenlinie im Licht das auf die
gegenüberliegende Oberfläche trifft und
mit bloßem Auge zu sehen ist Licht wirft
in dem Fall selbst seinen eigenen
Schatten und jetzt FT ein Zitat unsere
Demonstration eines sehr
kontraintuitiven optischen Effekts lädt
uns ein unsere Vorstellung von Schatten
zu überdenken und das sagt der Physiker
rapael abraheo vom Brookhaven National
Laboratory in den USA schon am Anfang
festgestellt außer unter ganz bestimmten
Umständen drehten Photonen nicht
miteinander in Wechselwirkung und sich
kreuzende Lichtwellen können einander
ungehindert passieren wenn man also zwei
Strahlen kreuzt gehen sie durcheinander
als ob nichts wäre als würde man einen
taschenlampenstahl durch einen anderen
Leuchten lassen wie im Gedenken oder
gedank ich ja okay sorry noch mal wie in
unserem Gedankenexperiment am Anfang ich
werde gleich im Detail erklären was sie
gemacht haben und warum sie das gemacht
haben und wie der Experiment Aufbau
tatsächlich war aber das verrückte an
dieser Entdeckung ist dass abraho und
seine Kollegen ursprünglich gar nicht
erst das Ziel hatten herauszufinden ein
Lichtstrahl einen Schatten werfen kann
sie wten eigentlich untersuchen wie
Lichtstrahlen sich gegenseitig
beeinflussen wenn spezielle sogenannte
nichtlineare Materialien im Spiel sind
nichtlineare Materialien verhalten sich
tatsächlich anders als normale Stoffe
ihre Reaktion auf Licht steigt nicht
einfach gleichmäßig mit der
Lichtintensität an stattdessen können
Sie auf besondere starke Lichtstrahlen
wie Leser sehr ungewöhnlich reagieren
indem sie Effekte erzeugen wie das
verstärken oder abschwächen des Lichts
das Verändern der Lichtfarbe oder das
starke bündeln des Lichts an einem Punkt
zudem verwendeten sie eine 3D
Modellierungssoftware um eine einfache
schimata für ihre Experimente zu
erstellen und in dieser Software wurde
der Lichtstrahl als ein massiver
Zylinder dargestellt sieht man auch
übrigens im Blender wenn man etwas was
mit Licht zu tun hat irgendwohin
platziert und tatsächlich wirft dieser
Zylinder einen Schatten und das fanden
die Physiker ziemlich lustig bis sie es
interessant fanden was als lustige
Diskussion beim Mittagessen begang
führte zu einem Gespräch über die Physik
von Lesern und die nichtlineare optische
Reaktion von Materialien das sagen die
Forscher und daraufhin beschlossen sie
ein Experiment durchzuführen um den
Schatten eines leserstrahls zu
demonstrieren also eine völlig verrückte
Idee wurde hier in Realität umgesetzt
dann haben sie ein Rubin benutzt Rubin
ist ein beliebtes Material für die
Untersuchung von nichtlinearen Optiken
so dass die Forscher ihn als Treffpunkt
für ihre beiden Laser einen blauen und
einen grünen verwendeten das blaue Licht
wurde auf eine Seite des Rubins
gerichtet wo es hindurchging und ein
kühles leuchten auf einen Bildschirm
warf währenddessen ein schmaler Strahl
grünen leserlichts von einer anderen
Seite aus senkrecht zum ersten verlief
wo immer die dünne Linie grünen Lichts
auf die rubinmoleküle fiel fand ein
komplexer Tanz von auf und absteigenden
Elektronen statt dies hatte zufolge dass
die etwas kürzeren Wellenlängen des
blauen Lichts von den umherwirrenden
Elektronen verwirrt waren und dann
konnten sie den Weg in das ansonsten
Licht durchlässige Material nicht finden
es war versperrt dies hatte eine Effekt
zufolge dass der grüne liserstrahl sich
wie ein Objekt verhalten hat und
erzeugte auch wiederum eine dunkle Linie
im blauen Licht die tatsächlich auf
einen anderen Bildschirm auf der anderen
Seite des Rubins gelandet ist diese
dunkle Linie erfüllt alle katerien um
als Schatten eingestuft zu werden sie
war mit bloßem Auge sichtbar fte sich
den Konturen des Bildschirms an auf den
sie geworfen wurde und bewegte sich mit
dem grünen leserstrahl wenn die
leserquelle selbst bewegt wurde Licht
warf also endlich einen
Schatten diese Entdeckung erweitert
unser Verständnis der Wechselwirkung
zwischen Licht und Materie und eröffnet
neue Möglichkeiten Licht in einer Weise
zu nutzen die wir bisher nicht in
Betracht bezogen haben das sagt
abraheo diese Entdeckung so schattig sie
auch klingt hat tatsächlich große
Auswirkung auf unsere mögliche Zukunft
unser Verständnis des Schattens hat sich
Hand in Hand mit unserem Verständnis von
Licht und Optik entwickelt und diese
neuen Erkenntnisse könnten sich in
verschiedenen Anwendungen als nützlich
erweisen z.B beim optischen schalten bei
Geräten in den Licht die Anwesenheit
eines anderen Lichts steuert oder bei
Technologien die eine präzise Steuerung
der Lichtübertragung erfordern wie z.B
hochleistungsleser es ist verdammt cool
wenn ich mit eigenen Worten sagen darf
und die Forschungsarbeit wurde zur
Veröffentlichung in optika angenommen
und kann auf der
vorveröffentlichungsseite also dem
preprint Server arsif eingesehen werden
und du findest sie in der
Videobeschreibung in diesem Video würde
mich freuen wenn du den Daumen ein wenn
du dem Video mein Gott immer warum
versaue ich immer die autros wenn du dem
Video einen Daumen nach oben geben
würdest und das Video teilen würdest mit
Leuten die sich dafür vielleicht
begeistern würden ich bedanke mich fürs
zusehen und ich hoffe nicht in der
nächsten Episode der opy zu sehen bis
dann ciao ciao