Buchmesse in Leipzig vom 15. - 18. März 2012
A K V Arbeitskreis Kleinere Verlage im Börsenverein des Deutschen Buchhandels

Autor: Dipl.-Ing. Udo A. J. Hartje

Hallo sunier:

Zitat: "Lichtstrahlen sind Hertzsche Wellen. Schön, dann gilt der Maxwell-Formalismus auf Makroebene vollständig auch für Licht."

Wer kann schon einer solchen Feststellung widersprechen?

Zitat: "Es wurde dazu bereits viel geschrieben und dennoch weiss eigentlich keiner so richtig, was ein Photon ist. Von R. Penrose gibt es ein sog. "Twistormodell", welches eine geometrische Beschreibung einschliesst:

Das ist - grafisch umformuliert - Poincaré:  "So ist z. B. nach Lord Kelvin das, was wir  Materie nennen, nur der Ort der Punkte, in welchem der Äther durch wirbelartige Bewegungen erregt ist." [ähnlich bei R. Boskowich (Shmuel Sambursky)]

Dass keiner so richtig weiss, was ein Photon ist, scheint mir auch so. Das "Twistormodell" von Penrose hat durchaus Wahrheitswert. Im unvermittelten Zusammenhang zum Photon allerdings nur einen unzureichenden, sogar irreführenden. Es entspräche im SpiralFeldModell - bei einer grosszügigen Auslegung - einfachsten Teilchen  (in meiner Interpretation phasengenau fusionierte in sich zurücklaufende Photonen, die den Bohrschen Stationärzustand der Materie konstituieren).

Zitat: "Mich interessiert eigentlich nur noch die tiefere Bedeutung der von E.T. Whittaker (1903/1904) aus den Maxwell-Gleichungen abgeleiteten skalaren Potentiale F und G, welche in herkömmlichen Vorlesungen zur Elektrodynamik nicht erwähnt werden (weil an deutschen Hochschulen nahezu unbekannt).
Whittakers Lösungen lassen nämlich im Vakuum auch Longitudinalwellen zu (eigentlich Druckwellen aufgrund von Besselfunktionen). Solches bedingt jedoch ein Medium (Aether), welches aus heutiger Sicht durch ein Skalarfeld verkörpert sein könnte ... Daneben gab es Ansätze von deBroglie, die sich aber gegenüber dem Mainstream nicht durchzusetzen vermochten."

Die tiefere Bedeutung interessiert auch mich brennend ... aber kein aufgewärmtes "Medium (Aether)" von 1903/1904. Inzwischen kamen Einsteins Schriften von 1905. Ich suche Mitstreiter für eine universelle Darstellung der Naturwissenschaften. (Ob Vakuum auch Longitudinalwellen haben könnte, weiss ich nicht. Ich schliesse das in einem spezifischen Sinne nicht völlig aus. Darüber aber etwas aussagen zu wollen, wäre verfrüht. Dazu muss erst gesichert sein, was elektromagnetische Wellen sind)

Zu Deiner Frage: „WAS IST LICHT?“  Meine Antwort schliesst Ansätze von deBroglie ein.

Bevor ich jedoch auf Deine Bilder eingehe, beantworte ich, was ein Photon ist. Photonen, Lichtquanten oder Newtons Lichtkorpuskeln, wie sie in wissenschaftlicher Literatur ebenfalls bezeichnet werden, sind Feldprozesse (Selbstprozesse).
(Dazu Einstein im Streitgespräch mit Heisenberg: "Sie werden mir eines Tages sagen müssen, was die Natur wirklich tut!")

Photonen sind - bisher wohl nur von mir so vertreten – geradeaus oder leicht gekrümmt fortbewegte   s p i r a l    r o t i e r e n d e     F e l d s t r ä n g e  mit einer unterschiedlichen Anzahl von Rotationsschlaufen. Ihre komplexe Form lässt sich allerdings nicht trivial grafisch darstellen. Deshalb musste ich -  wie Isaac Newton die Körper zu einem mathematischen Punkt idealisierte - das Photon zunächst zu einer Spiralkurve (oder Schraubenkurve) idealisieren.

Die Spirale ist aber nur Richtkurve für den idealisierten Feldstrang, sozusagen das Gerüst. Diese Richtkurve ist noch von Feld umhüllt, dessen Intensität nach aussen 1/r² abfällt. Die Skizze (rechts) deutet das durch einen Schnitt quer zur Wellennormale an. Auf jedem Ring nimmt die Zahl der Punkte nach aussen ab. Erst nach diesem Gedankenschritt fand ich, vermittelt durch den um die z-Achse rotierenden Lichtvektor eine präzisere Darstellung. Die Spitze des Lichtvektors (des Vektors jeder Hertzschen Welle) schreibt im Idealfall eine Spiralkurve in den Raum und führt das im Schnitt skizzierte Feld mit. Dieses Feld bricht mit dem äussersten Ring nicht ab, sondern setzt sich mit weiter fallender Feldstärke bis ins Unendliche fort. Deshalb wähle ich einen kleinen Buchstaben r für die Länge des Lichtvektors. Der äussere Radius R des Feldstranges hingegen geht gegen unendlich; oder poetisch: verliert sich im Unendlichen.

Nun zu den Bildern:  Deine Bilder zeigen weder "Photonen" des Lichts noch andere "stets mit Lichtgeschwindigkeit bewegte Elementarteilchen" (Heisenberg), also keine durch den Weltraum und durch unsere Umgebung vagabundierenden freien Strahlen. Deine Bilder zeigen – verworren (Penrose) oder im Ansatz richtig (deBroglie) - Idealisierungen einfachster Teilchen in einem kreisenden Selbstprozess. Im Vergleich dazu meine grafischen Darstellungen ohne und mit Lichtvektoren:

Damit erschöpft sich eigentlich schon, was sich komprimiert zum Thema Licht und Photonen sagen lässt, und wenn Du - ausser prinzipiell zu zweifeln - auch aufnehmen kannst, dann weisst Du jetzt, was Licht ist und was Hertzsche Wellen sind.

Du kannst nun ahnen, wie lange die Menschheit noch in Phantasien und Phantastereien herumirren kann, bevor Sie eine G U T findet. Vorausgesetzt, man übernähme nach 20 vergangenen Jahren jetzt meine Ideen, dann wird es trotzalledem und trotz der fortgeschrittenen Möglichkeiten in der Theorie und ihrer Umsetzung in alle Gebiete der Naturwissenschaften Jahre -  vielleicht Jahrzehnte  - dauern, bis die Biowissenschaften und die Medizin erreicht sind, wo sie dringend notwendig wären, um die Prozesse der Selbsterhaltung und Selbstorganisation in neuem Lichte erscheinen zu lassen. Ich werde das wohl ebenso wenig erleben, wie Planck nicht vergönnt war, die ersehnte Verschmelzung der klassischen Physik mit der Quantenphysik zu erleben.

Auf eines möchte ich noch hinweisen, damit der Jubel nicht zu gross wird. Meines Erachtens wäre keines der frei werdenden Photonen messbar, wenn Ringprozesse der dargestellten Art durch Störungen aufreissen. Der Wirkungsinhalt (d.h. der Energieinhalt) von Quantenobjekten lässt sich nämlich im neuen Atommodell bequem errechnen (Das sah Prof. Treder als zu trivial an und verwarf deshalb meinen Ansatz). Jede volle Umdrehung, jede volle Periode des Spiralfeldstranges (am freien und am umlaufenden Strahl), d.h. jede Spiralschlinge, jede Spiralschlaufe bzw. Spinrotation entspricht exakt einem Wirkungsquantum h . Daraus ergibt sich bei den dargestellten Quantenobjekten der Wirkungsinhalt bzw. Energieinhalt zu: 

(3...64)∙6,6∙10^-34J∙s; also rund 2∙10^-33 bis 4∙10^-32J∙s [Joule mal Sekunde]

[Gleicher Wert für Energie, nur reduziert auf pro Sekunde; s kürzt sich dabei heraus]. Oder umgerechnet - da deBroglies Tabelle mit 1 eV beginnt und da viele Physiker mit eV rechnen - zwischen rund 1,2∙10^-14 eV und 2,6∙10^-13 eV [bei h rund 6,6∙10^-34J∙s; 1eV rund 1,6∙10^-19J].

Die erreichbare Empfindlichkeit reicht - wie ich denke - nicht aus, um solche Werte zu messen. Aber ich lasse mich gern korrigieren. Andererseits lässt sich die Zahl der Spinrotationen in einem Ringprozess leicht ermitteln, wenn man den Energieinhalt des betreffenden Spektralringes kennt und durch den Wert von h dividiert.

Grüsse Udo