Institut für Theorie der Kondensierten Materie (TKM)

Überraschungen, Zufälle und Paradoxa

  • Typ: Vorlesung (V)
  • Semester: WS 15/16
  • Zeit: 19.10.2015
    15:45 - 17:15 wöchentlich
    30.22 Kl. HS B 30.22 Physik-Flachbau


    26.10.2015
    15:45 - 17:15 wöchentlich
    30.22 Kl. HS B 30.22 Physik-Flachbau

    02.11.2015
    15:45 - 17:15 wöchentlich
    30.22 Kl. HS B 30.22 Physik-Flachbau

    09.11.2015
    15:45 - 17:15 wöchentlich
    30.22 Kl. HS B 30.22 Physik-Flachbau

    16.11.2015
    15:45 - 17:15 wöchentlich
    30.22 Kl. HS B 30.22 Physik-Flachbau

    23.11.2015
    15:45 - 17:15 wöchentlich
    30.22 Kl. HS B 30.22 Physik-Flachbau

    30.11.2015
    15:45 - 17:15 wöchentlich
    30.22 Kl. HS B 30.22 Physik-Flachbau

    07.12.2015
    15:45 - 17:15 wöchentlich
    30.22 Kl. HS B 30.22 Physik-Flachbau

    14.12.2015
    15:45 - 17:15 wöchentlich
    30.22 Kl. HS B 30.22 Physik-Flachbau

    21.12.2015
    15:45 - 17:15 wöchentlich
    30.22 Kl. HS B 30.22 Physik-Flachbau

    11.01.2016
    15:45 - 17:15 wöchentlich
    30.22 Kl. HS B 30.22 Physik-Flachbau

    18.01.2016
    15:45 - 17:15 wöchentlich
    30.22 Kl. HS B 30.22 Physik-Flachbau

    25.01.2016
    15:45 - 17:15 wöchentlich
    30.22 Kl. HS B 30.22 Physik-Flachbau

    01.02.2016
    15:45 - 17:15 wöchentlich
    30.22 Kl. HS B 30.22 Physik-Flachbau

    08.02.2016
    15:45 - 17:15 wöchentlich
    30.22 Kl. HS B 30.22 Physik-Flachbau


  • Dozent: Prof.Dr. Ralph von Baltz
  • SWS: 2
  • LVNr.: 4029031

Informationen zur Vorlesung

Die Vorlesung setzt Veranstaltungen aus früheren Semestern fort, ohne jedoch darauf aufzubauen. Ziel ist das physikalisch/mathematische Verständnis zu schärfen und wesentliche Punkte herauszuarbeiten.Zu allseits bekannten Problemen werden neue Lösungswege und Einsichten angeboten, z.B. Zwillings-, Olbers-Paradoxon (Warum ist der Nachthimmel dunkel), ...

Neue Probleme mit überraschenden Aspekten:

  • E=mc^2, geschwindigkeitsabhängige Masse,
  • elektrische und magnetische Dipol (-Felder): formal identisch aber physikalisch wesentlich verschieden,
  • klassische Theorie der Lichtablenkung im Gravitationsfeld,
  • g=2 des Elektrons: ein "klassischer Effekt",
  • Rotverschiebung von Spektrallinien entfernter Galaxien: kein Dopplereffekt.

1. Vorlesung, 19. Okt.:

Einige math. Überraschungen.

2. Vorl. 26. Okt.:

  • Lösung der in Probleme aus der 1. Vorlesung.
  • Zwillingsparadoxon und Raum-Zeit-Geometrie.

3. Vorl. 2. Nov.:

  • E=mc^2, Ruhe-Energie, Ruhe-Masse, v-abh. Masse
  • Lichtablenkung im Gravitationsfeld,
  • Shapiro-Effekt (Diskussion)

4. Vorl. 9. Nov.:

Diesmal Unterhaltsames: 

  • magische Quadrate,
  • Ketten-Fontäne,
  • verknotete Magnet-Feldlinien,
  • divB=0, trotzdem sind die B-Linien fast nie geschlossen.

5. Vorlesung, 16. Nov.:

  • elektrische und magnetische Dipolmomente, zugehörige Felder,
  • Gemeinsamkeiten und Unterschiede, "Innenfelder",
  • wie erscheinen Dipolmomente in den MaxwellGln?,
  • experimentelle Belege für die "Innenfelder",
  • Ursachen mag. Momente, g=2 des Elektrons ist kein relativistischer Effekt!

6. Vorlesung 23. Nov.:

  • Statistik, Zufälle, Korrelation und Kausalität von Ereignissen,
  • Signifikanz von Tests, überraschende und paradoxe Beispiele:
  • Medizinischer Test,
  • "Mehrkampfsieger" trotz verlorener "Einzelkämpfe",
  • Ziegen-Paradoxon,
  • Benford-sches Gesetz der ersten Ziffer.

7. Vorlesung, 30. Nov.:

  • Fataler statistischer Fehler, Bayes-Statistik,
  • Kontra-intuitives zur Elektromagnetischen Strahlung.

8. Vorlesung, 7. Dez.:

  • Diskussion der Wellengleichund und einiger Lösungen in d=1,2,3,... Dimensionen,
  • Wellen in d=2 Dimensionen haben keine Rückfront,
  • strahlt eine konstant beschleunigte Ladung?

9. Vorlesung, 14. Dez.

  • Obers-Paradoxon: Warum ist der Himmel nachts dunkel?
  • Supernova SN1987: nachfolgende Lichterscheinungen mit Überlichtgeschwindigkeit?

Vorlesungspause bis 8. Feb. 2015

Anregung: befassen Sie sich in der Zwischenzeit mit einem (oder beiden) der folgenden Themen:

  1. Photoelektrischer Effekt: "eU=h nu + W"
    Bei der Gegenfeldmethode ist W die Austrittsarbeit der Gegenelektrode, nicht die der Elektrode, aus der die   Elektronen ausgeloest werden! "Checken" Sie Ihr Praktikumsprotokoll!
    Die Einstein-Gleichung (s.o.), d.h. die Auslösung der Elektronen aus einem Metall lässt sich mit Hilfe der "Goldenen Regel" der QM verstehen, d.h. ohne Photonen: Licht als klassische Welle,
    Störop. = Dipolmoment des Atoms x elekt. Feld des Lichts.
  2. Der Urknall - Mythos und Wahrheit, Spektrum der Wissenschaft,
    Mai 2005, S.38: Rotverschiebung und "Fluchtgeschwindigkeit".
Wir diskutieren dann am 8. Feb. darüber.
Für Fragen stehe ich auch vorher gerne zur Verfügung.
 
Frohe Weihnachten & ein Erfolgreiches Neues Jahr.
 
RvBaltz
 

Literaturliste, populärwissenschaftliche Artikel

Inhaber einer kit-Adresse können die Artikel auch über die KIT-Bibliothek beziehen, oder E-Mail an: Ralph BaltzLan9∂kit edu, ich schicke dann ein pdf.

  1. A.Einstein, Dialog über Einwände gegen die Relativitätstheorie, Naturwissenschaften Bd. 48, S. 697 (1918).
  2. L.B. Okun, The Concept of Mass, Phys. Today, June 1989, p.31 Comments: May 1990, p.13-15, 115-117. Hierin: Gravitationsgesetz für Licht mit m=E/c^2, E=hquer omega, Einsteins Bedenken zur relativist. Masse   m=m(v).
  3. Google: Does Light have Mass? - Desy
  4. A.Einstein, über den Einfluss der Schwerkraft auf die Ausbreitung des Lichts, Annalen der Physik, Bd. 340, Nr. 101 (1911), S. 898.
  5. J.G. von Soldner, über die Ablenkung eines Lichtstrahls von seiner geradlinigen Bewegung, durch Attraktion eines Weltkörpers, an welchem er nahe vorbeigeht. (1801).
    Google: Johann Georg von Soldner - Wikisource
  6. D.J.Griffith, Dipoles at rest. Am. J. Phys. Vol. 60, 979 (1992) 
    -> Kräfte, Drehmomente, Energie, Impuls, Drehimpuls el.und mag. Dipole, die aus elektr. und mag. Ladungen  resultieren.
  7. K.T. McDonald, Forces on Magnetic Dipoles.
     http://www.physics.princeton.edu/~mcdonald/examples/
    -> Website gibt große Zahl von weiteren Beispielen zur EDynamik.
  8. D.J.Griffith, Hyperfine splitting in the ground state of hydrogen. Am.J.Phys. Vol.50, 698 (1982).
    -> Magnetische Momente von Elektron und Proton (und Neutron) sind die Folge elektrischer Kreisströme!
  9. A.R.Macintosh, The Stern-Gerlach experiment, electron spin and intermediate Quantum Mechanics.  Europ. J.  Phys. Vol.4, 97 (1983).
    -> g=2-Faktor des Elektrons folgt direkt aus nichtrel. QM.
  10. Störche und Babies: Sies, Nature Vol.332, p.495 (1988).
  11. Simpson: Sex Bias in Graduate Admissions: Data from Berkeley, Bickel et al., Science Vol.187, p.398 (1973), Dubben, Bornhold, Der Hund, der Eier legt, S.175. 
  12. Benford (first digit law): Wikipedia, Wolfram Math.
  13. "Ziege": Kopien diverser Zeitungsartikel aus der "Zeit" (liefere ich bei Interesse)
  14. Chu, Ohkawa, Transverse Electromagnetive Waves with E||B, Phys.Rev.Lett. Vol 48, 837 (1982), dazu Zahlreiche (teils blamable) Kommentare von "Besserwissern", z.B. Vol. 50, 138 (1983), Vol.58, 432 (1987).
  15. G. Nimtz, Instantanes Tunneln,
    Phys. Blätter, Bd.49, (1993), Nr.12, S.1119.
  16. Kommentare: Wie real ist instantanes Tunneln?
    Phys. Blätter, Bd.50 (1994), Nr.4, S.313,360-361.
  17. Chu, Wong, Light propagation in an absorbing medium,
    Phys.Rev.Lett.48, 738 (1982).
  18. zum Problem "Strahlung bei konstanter Beschleunigung"  finden sich im Internet viele Beiträge, z.B. Kirk McDonald, Princeton 
    http://www.hep.princeton.edu/~mcdonald/examples/#ph304
     -> Electrodynamics
     -> Hawking-Unruh Radiation and Radiation of a  Uniformly Accelerated Charge
     oder in Mathpages.com
     http://www.mathpages.com/home/index.htm
      -> Physics
      -> Does a Uniformely Accelerating Charge Radiate?
  19. Kugelsymmetrische Wellen in Dimensionen d>3
    Mathpages.com
      -> Physics
      -> Spherical Waves in Higher Dimensions.
  20. H. Olbers, Über die Durchsichtigkeit des Weltraums,
    Orginalarbeit von 1823;
  21. E.R.Harrison, Kelvin on an old, celebrated hypothesis,
    Nature 31. July 1986, p. 417;
  22. E.R.Harrison, The dark night paradox,
    Am. Jour. Phys. Vol.45, Nr.2, p.117 (Feb. 1977);
  23. D.F Falla et al., Superluminal light echos in astronomy,
    Eur. Jour. Vol.24 (2003) 197-213;