Mehr Überraschungen und Paradoxa

  • Typ: Vorlesung (V)
  • Semester: WS 14/15
  • Zeit: 20.10.2014
    15:45 - 17:15 wöchentlich
    30.22 Kl. HS B 30.22 Physik-Flachbau


    27.10.2014
    15:45 - 17:15 wöchentlich
    30.22 Kl. HS B 30.22 Physik-Flachbau

    03.11.2014
    15:45 - 17:15 wöchentlich
    30.22 Kl. HS B 30.22 Physik-Flachbau

    10.11.2014
    15:45 - 17:15 wöchentlich
    30.22 Kl. HS B 30.22 Physik-Flachbau

    17.11.2014
    15:45 - 17:15 wöchentlich
    30.22 Kl. HS B 30.22 Physik-Flachbau

    24.11.2014
    15:45 - 17:15 wöchentlich
    30.22 Kl. HS B 30.22 Physik-Flachbau

    01.12.2014
    15:45 - 17:15 wöchentlich
    30.22 Kl. HS B 30.22 Physik-Flachbau

    08.12.2014
    15:45 - 17:15 wöchentlich
    30.22 Kl. HS B 30.22 Physik-Flachbau

    15.12.2014
    15:45 - 17:15 wöchentlich
    30.22 Kl. HS B 30.22 Physik-Flachbau

    22.12.2014
    15:45 - 17:15 wöchentlich
    30.22 Kl. HS B 30.22 Physik-Flachbau

    12.01.2015
    15:45 - 17:15 wöchentlich
    30.22 Kl. HS B 30.22 Physik-Flachbau

    19.01.2015
    15:45 - 17:15 wöchentlich
    30.22 Kl. HS B 30.22 Physik-Flachbau

    26.01.2015
    15:45 - 17:15 wöchentlich
    30.22 Kl. HS B 30.22 Physik-Flachbau

    02.02.2015
    15:45 - 17:15 wöchentlich
    30.22 Kl. HS B 30.22 Physik-Flachbau

    09.02.2015
    15:45 - 17:15 wöchentlich
    30.22 Kl. HS B 30.22 Physik-Flachbau
  • Dozent: Prof.Dr. Ralph von Baltz
  • SWS: 2
  • LVNr.: 4029031
Beschreibung Anhand von ausgewählten Problemen und Fragestellungen aus verschiedenen Bereichen der Physik, Mathematik und Statistik wird versucht das Verständnis zu schärfen und zu vertiefen. Dabei wird sich aber auch zeigen, dass die Einschätzungen für die "richtige" Erklärung von den Vorkenntnissen und Erwartungen abhängt, z.B. Zwillingsparadoxon (1. Stunde), oder kontra-intuitive Eigenschaften von Wellen in 1,2 und 4 (Raum-)Dimensionen.

Diese Vorlesung setzt die "Überraschungen und Paradoxa" aus dem vergangenen WS 2013/14 fort, ohne jedoch darauf aufzubauen. Ein gewisser Unterhaltungseffekt ist durchaus beabsichtigt, z.B. Diskussion eines Patentantrags zur Hebung eines Schiffswracks.
Kurzbeschreibung
Anhand von ausgewählten Problemen und Fragestellungen aus verschiedenen Bereichen der Physik, Mathematik und Statistik wird versucht das Verständnis zu schärfen und zu vertiefen. Dabei wird sich aber auch zeigen, dass die Einschätzungen für die "richtige" Erklärung von den Vorkenntnissen und Erwartungen abhängt, z.B. Zwillingsparadoxon (1. Stunde), oder kontra-intuitive Eigenschaften von Wellen in 1,2 und 4 (Raum-)Dimensionen.
Zielgruppe physikalisch Interessierte aller Fakultäten.

Zu den einzelnen Terminen

20. Okt.

Übersicht

27. Okt.

Verschiedene kontra-intuitive Eigenschaften von Wellen, insbes. in d=2,4.. Dimensionen.
Zwillingsparadoxon.

3. Nov.

Zwillingsparadoxon, Sendung & Empfang von Radiosignalen,
Einstein's Beispiel zur Lorentzkontraktion.
Krebs-Früherkennung: Aussagekraft

10. Nov.

Statistik und Zufälle.
Statistischer "Indizienbeweis" als fataler Irrtum,
weitere kontra-intuitive Statistiken.

17. Nov.

Parrondo's Paradoxon (Verlust+Verlust=Gewinn),
Kettenfontäne,
Hanbury Brown-Twiss-Effekt (Photonen im Licht kommen paarweise!)

Nachtrag zu Parrondo's Paradoxon: Die Spiel-Abfolge 12 12 12... ist doch kein Gewinnspiel, sondern 122 122 122 ... (Dank an Martin Koppenhoefer).

24. Nov.

Photon "bunching" in thermischer Strahlung: Quantenzustände von Laser- und thermischer Strahlung,
etwas zur Geschichte des Hanbury Brown-Twiss "Intensitäts-Interferometers".
Olbers-Paradoxon (warum ist der Nachthimmel dunkel?)

1. Dez.

Olbers-Paradoxon

8. Dez.

Aharonov-Bohm Effekt
(Realität der Potentiale)
Wirbelrohr, Maxwell-Dämon

15. Dez. 2014

Fraktale (Mandelbrot):
Komplexe Strukturen durch
Rekursion einfacher Anweisungen.
DLA: Diffusion limited Aggregation.

12. Jan 2015

Drei gute Gründe der klassischen Physik
gegen den Diamagnetismus - oder:
warum ist die diamag. Suszeptibilität so klein?

19. Jan. 2015

1 Teil.
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Aus Festkörphysik/stat.Mechanik:
Kramers-Kronig liefert bekanntlich eine Beziehung zwischen Real- und Imaginärteil der frequenzabhängigen Suszeptibilität
             χ(ω)= χ1 + i χ2
einer "Antwort" (z.B. x, P, M,...) als Reaktion auf eine "Störung"
(z.B. f, E, H,...).

   χ1(ω)=(1/pi) Integral [χ2(ω')/(ω' - ω) dω']

Analog für die reziproke Relation.

Für den harmon. Oszi ist x(t) die Auslenkung,
  x(t) = Integral[g(t,t') f(t') dt']
f(t) die angelegte Kraft und g(t,t') die Green-Fkt.

Zum Beweis derr KKRelationen benötigt man:
1) Antwort ist lineares Funktional der Störung,
2) zeitliche Homogenität: g(t,t')=g(t-t'),
3) Kausalität:   g(t-t')=0 für t'>t,
4) Frequenzabh. Suszept.: χ(ω)= Fouriertransf. von g(t),
5) Stabilität (dissipierte Leistg.): Im[ω χ(ω)]>0.
6) χ(ω)->0 für ω-> ∞

Speziell für ω=0 folgt aus KKR, dass χ1(0)>= 0 sein muss.
Demnach dürfte es keinen Diamagnetismus geben, d.h. χ1(0)<0 !
Wo ist (in 1-6) der "Hund begraben"?

2. Teil:
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Spin Resonanz und Spin-Echo (Photon-Echo).
Nicht jeder Abklingvorgang ist durch Irreversibilität bedingt!

26. Jan. 2015

Diskussion der Pulsfolge beim Spin-Echo:
 Nicht Zeitumkehr, sondern Phasenkonjugation.

2. Feb. 2015

1) Quanten-Zenon Paradoxon ("Wachhund-Effekt"):
   Durch andauernde Messungen lässt sich
   die zeitliche Änderung eines Zustands unterdrücken.

2) Analogon aus der klass. Optik

3) Problem mit dem exponentiellen Gesetz des
   radioaktiven Zerfalls.

4) Experimentelle Verifikation des
   Wachhund-Effekts

5) eventuell: Anwendung: Vaidman's Bomb