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Web Log Teil 172 : 21.6.2010 - 26.6.2010

Montag den 21.6.2010: Computergeschichten

Heute mal was kurzweiliges aus dem Leben: So erging es mir in den letzten Tagen mit Windows 7. Alles begann, als ich vor einigen Wochen mal die Sicherungsfunktion entdeckte. Also mal ausprobiert und die Sicherung auf die 1 TB USB-Platte angelegt. Schon bald gab es eine Warnung der Platz würde nicht ausreichen - dort waren 400 GB frei und die Windows Partition war zwar mit 600 GB belegt. Aber ein Großteil davon lag in Ordnern im Hauptverzeichnis, ohne Beziehung zu Windows oder dem Verzeichnis in dem die Anwenderdaten liegen und das sollte ja nach der Hilfe nicht mit gesichert werden. Also ignorierte ich eine spätere Warnung dass die Sicherung wegen eines E/A Fehlers abgebrochen wurde, zumal da nur ein kryptischer Fehlercode mitgeliefert wurde.

Aber es brachte mich zum Nachdenken. Beim alten Rechner hatte ich eine Platte für das System und eine für die Daten. Weil die neue Platte im neuen Rechner größer ist und die alte schon ziemlich voll, habe ich verzichtet diese einzubauen und diesmal alles auf die erste Platte gespeichert. Ich nahm mir vor wieder das einzuführen und auch mein Sammelsurium an Platten zu verringern. Wie es eben so bei Schwaben ist - "mer schmeist nix weg". So habe ich derzeit von verschiedenen Rechnern und aus unterschiedlichen Anwendungen (Backup, portabler Datenspeicher, alte Platten) neben der Systemplatte noch zwei 2,5" USB, drei 3.5" USB und eine IDE Platte mit 170 - 1 TB Größe.

Ich beschloss mal zwei davon zu verschenken und den Inhalt der anderen bis auf die größte (die nur Videos aufnimmt) in eine zweite (neue) interne Platte zu kopieren und dann auch wieder die Windows Sicherung anzuschmeißen. Gesagt getan - eine 2 TB Plate gekauft, eingebaut und mit Acronis True Image die alte Systemplatte kopiert - als Nebeneffekt habe ich so auch noch Windows XP nun auf dem Rechner. Es war zwar einige Arbeit dem Windows XP vom alten Rechner die neuen Treiber beizubringen und es erforderte einige Neustarts, aber nun läuft es. Was noch nicht klappt, ist ein Dual Boot Modus. Weder lässt sich Windows 7 vom Bootmanager von XP aus starten noch umgekehrt. Doch wenn ich beim Rechnerstart einfach auf F11 drücke kann ich die Bootplatte wählen und beide Systeme laufen einwandfrei.

Nachdem ich dann die Daten umkopiert habe und mehrere Backups die ich vorher hatte zusammengeführt habe, ging ich nochmal an die Windows Sicherung. Auch diesmal dieselbe Fehlermeldung mit dem Hinweis Chkdsk /r auszuführen - was ohne Folgen blieb (wie ich später in der Hilfe feststellte wäre auch /f notwendig gewesen). Aber es reichte mir. 200 GB hatte die Sicherung schon belegt - obwohl inzwischen Windows 7 auf 100 GB "verschlankt" wurde.

Ich ging an Acronis Disk Tools und ließ mal die Windows Partition in eine reine System- und Datenpartition aufteilen und siehe da - vier Sektoren bei etwa 375 GB waren nicht lesbar - da geht es im Klartext mit den Sektornummern. warum bekommt das Windows nicht hin? Okay, danach also dann noch zwei Checkdisks jeweils auf der alten und neuen Partition, beid er dann auch die 8 KB an defekten Sektoren gefunden wurden. Ich werde das mal beobachten. Einige defekte Sektoren sind kein Problem: Ich habe habe jahrelang mit einer Platte gearbeitet die rasch 16 KB defekte Sektoren hatte und bei der es dann auch blieb. Nur wenn es mehr werden spricht das gegen die Platte.

Danach schmiss ich die Windows Sicherung nochmals an - nun stoppte sie weil ich nach ein paar Stunden eben den Rechner runterfuhr - ohne beim nächsten Start wieder sich selbst zu aktivieren. Sie hätte also eine Woche gewartet weil das der nächste Backup Zeitpunkt ist. Für mich hat sie sich damit disqualifiziert. Ich werde wohl auf Acronis True Image zurückgreifen. Die Version die ich habe ist schon etwas angegraut und von einer CD der Zeitschrift ct. Aber sie leistet gute Dienste und es gibt auch eine Erstellungsmöglichkeit für ein Bootmedium, so dass man unabhängig von Windows ist.

Ich habe jetzt mein persönliches Backup Konzept. Das sieht so aus:

Ein positiver Nebeneffekt des Ausmistens ist, dass ich nun mehr Platz frei habe: 2,1 TB, obwohl ich 1 TB alten Plattenplatz ausgemustert habe. Rein Rechnerisch hätten es nur 1,5 TB sein sollen.

Also mein Tipps für alle:

Bau eine zweite interne Platte ein. Es muss ja keine große sein. Eine 500 GB Platte ausreichend für die meisten, kostet nur um die 40 Euro.

Eine interne Platte ist besser als eine USB - sie ist etwa doppelt so schnell und auch leiser. Der Einbau ist wirklich einfach, zwei Stecker muss man anstecken können und vier Schrauben festdrehen. Das können selbst handwerklich unbegabte wie ich. Vor dem Kauf sollte man den Rechner aufschrauben und sehen ob noch ein SATA Anschlusskabel und ein SATA Stromstecker frei sind (einfach an den Kabeln der ersten Platte orientieren) da da manchmal gespart wird.

Zumindest die erste Platte sollte man aufteilen in eine reine Daten und eine Systempartition. Man kann auf allen Windows Systemen den Ordner "Eigene Dateien" auf eine andere Platte auslagern. Rechtsklick auf den Ordner und bei "Eigenschaften" den Reiter "Pfad" wählen. Ich bevorzuge aber eigene Verzeichnisse in der Datenpartition in der dann die wichtigsten Daten landen.

Die zweite Platte dient nur für Backups - eine Imagedatei des Systemlaufwerks und manuelle Kopien der Daten auf der Datendatei (das kann man auch mit "Xcopy *.* /s" durchführen).

Ziel dessen ist nicht der Schutz vor einem Festplattencrash - der ist recht unwahrscheinlich bei heutigen Platten. Daher auch kein RAID, bei dem die erste Platte gespiegelt wird (was auch nur bei zwei gleichgroßen Platten klappt) sondern die Vorsorge gegen ein virenverseuchtes oder kaputt konfiguriertes Windows oder eine Lösung der wichtigsten Daten.

Als Backupprogramm kann ich Acronis True Image empfehlen - für die 80 GB, für die die Windows 7 Sicherung mehrere Stunden brauchte benötigte das Programm nur rund 30 Minuten. Ab und an ist es auf einer Shareware CDs zu finden. So beispielsweise bei der Zeitschrift ct mindestens einmal im Jahr. Es ist schnell, einfach zu bedienen und erläutert was es macht. Ein Rettungsmedium kann erstellt werden, dass dann die Systempartition restaurieren kann, wenn diese nicht mehr läuft.  Es gibt von einigen Festplattenherstellern (WD und Seagate) auch kostenlose Versionen von True Image die nur mit ihren Platten laufen.

Es gibt natürlich auch noch einige Nebeneffekte. So sind längere Dateioperationen schneller, wenn man die Quell und Zieldatei auf unterschiedlichen Laufwerken hat (Videoschnitt z.B.). Man sollte die zweite Platte aber nicht zumüllen und als alleinigen Datenspeicher zu nutzen, außer man kann drauf verzichten wenn der Inhalt trotzdem mal verloren geht. Für mich war auch positiv das "Ausmüllen" - alte Programme die nicht mehr liefen. alte Aufzeichnungen, Dateien etc. die ich nicht mehr brauche.

Dienstag 22.7.2010: Vorbeiflugsonden zu Uranus und Neptun?

Auf den heutigen Blogeintrag bin ich gekommen, nachdem ich einen Artikel über das Jubiläum von Pluto las - er wurde vor 80 Jahren entdeckt. Da kam auch der Hinweis auf New Horizons, die momentan zu Pluto unterwegs ist. das bringt mich auf die Idee für eine kleine Diskussion: Sollte man heute noch Vorbeiflugsonden zu Uranus und Neptun schicken?

Nun warum nur zu diesen beiden Planeten? Alle anderen Planeten kann man auf den langsamen Hohmannbahnen innerhalb von 6 Jahren erreichen. Für Uranus sind dagegen 16 Jahre und Neptun 30 Jahre auf diesen Bahnen notwendig. Daher wird man durch ein Fly-By oder andere Maßnahmen beschleunigen - um die Flugzeit zu verkürzen. Der Preis ist eine hohe Ankunftsgeschwindigkeit, die dann mit chemischen Treibstoff nicht mehr abzubauen ist. Auf absehbare Zeit sind also Orbiter zu diesen beiden Planeten nicht denkbar. Auf der anderen Seite sind die Planeten noch so groß, dass eine Erforschung mit Vorbeiflugsonden sich über Wochen hinzieht, während andere Ziele im äußeren Sonnensystem wie die Transplutoprojekte so klein sind, dass die nur während einiger Tage im Blickfeld von Fernerkundungsinstrumenten brauchbare Bilder liefern und andere Instrumente wie Magnetometer, Partikelsensoren mangels eigener Magnetfelder kaum Ergebnisse erhoffen lassen.

Ich will mal hier dies diskutieren. Was gibt es an Pro und Kontra für eine Vorbeiflugsonde

In der summe denke ich überwiegen die Pros. Und das wesentlichste Kontra sind die Kosten der Raumsonde. Doch woher kommen diese? So teilen sich die Kosten von New Horizons auf:

Die Raumsonde selbst ist also nicht der Hauptkostenpunkt. Bei einem Nachbau würde man nur wenig bei der Raumsonde einsparen, da sie schon von Messenger und Contour viel erprobtes übernahm, jedoch einiges bei den Entwicklungskosten der Experimente. Praktisch gleich blieben die Missionskosten und die Kosten für eine Trägerrakete und den damals verwendeten GPHS-RTG lagen sogar höher als beim Original. So kam ein Panel zu der Einsicht, das ein Nachbau der Raumsonde nur rund 100 Millionen Dollar preiswerter wäre und das war zu wenig für die NASA.

Doch muss das sein? New Horizons wiegt weniger als 500 kg. Es wäre hier auch eine alternative Strategie denkbar: Ein mehrfacher Vorbeiflug an Erde und Venus um die Geschwindigkeit bis zu Jupiter zu erreichen, der sie dann zu Uranus oder Neptun weitersendet. Selbst wenn bei solchen VEGA Trajektorien noch Treibstoff nötig ist, weil es sehr schwierig ist, ein Startfenster zu finden bei dem die Planeten so stehen, dass drei bis vier Vorbeiflüge ohne kleinere Korrekturen möglich sind. Derartige Korrekturen waren auch bei Galileo und Cassini vorgesehen. Doch selbst damit würde eine Raumsonde des "New Horizons Typs" vielleicht 800 kg wiegen - eine kleine Nutzlast welche mit einer Sojus, Taurus oder Falcon 9 zur Venus gestartet werden könnte. Damit wäre es möglich die Startkosten auf ein Drittel zu senken. Gleichzeitig würde der wissenschaftliche Wert durch weitere Vorbeiflüge steigen.

Das zweite ist der RTG. Diese sind vor allem durch das Plutonium sehr teuer. Für das Erbrüten des Isotops Pu-238 muss ein Reaktor praktisch für diesen Zweck betrieben werden, er liefern wenig Strom verglichen mit einem konventionellen Reaktor wo das Isotop entsteht aber beim weiteren Betrieb wieder abgebaut wird. Hier liegt die Hoffnung auf der Sterling Technologie. RTG mit dieser Technologie sind zwar nicht leichter aber sie benötigen pro Watt Strom nur die halbe Plutoniummenge. Damit sollten auch die Kosten niedriger sein: Ein neuer RTG sollte in konventioneller Form rund 90 Millionen $ kosten. Vielleicht kann die Sterling Technologie einen für 50 Millionen $ möglich machen. Eine Sonde welches beides umsetzt, wäre also vielleicht für 455 Millionen $ zu machen - ein Preis der auch bei anderen Raumsonden anfällt. Wenn die Raumsonde mit anderen Nationen entsteht - z.B. Europa die Sojus 2 stellt und dafür Experimente aus Europa mitfliegen - sollte es doch möglich sein zwei Exemplare zu bauen und dann zu Uranus und Neptun zu schicken - da jede Sonde nur kurzzeitig volle Aufmerksamkeit benötigt - wenn ein kritisches Manöver ansteht oder ein Vorbeiflug ansteht, dann könnten auch die Missionskosten niedriger sein, da ein Team beide Sonden betreuen kann.

Die Experimentelle Ausrüstung von New Horizons ist schon recht gut. Da Staub bei beiden Riesenplaneten wichtig ist wäre wohl ein bessere Staubdetektor anzuraten. Auch wird ein Magnetometer für die durchaus komplexen Magnetfelder nötig sein. Das nötige Zusatzgewicht könnte durch ein Kombiinstrument - zumindest für das Vis/Ir Spektrometer und die Kamera eingespart werden. Ein derartiges Instrument setzt eine gemeinsame Optik für beide Sensoren ein und ein Strahlenteiler oder Spiegel schaltet jeweils einen Sensor der Oprtik zu. Geht dies auch noch mit dem UV Spektrometer ist sogar ein deutlich größeres Instrument möglich - entsprechend einer längeren Beobachtungszeit.

Ich glaube auch die irdischen Teleskope nicht eine Raumsonde ersetzen, sehr wohl aber ergänzen: Die höhere Auflösung erlaubt es Phänomene en Detail zu untersuchen., während Teleskope auf der Erde immerhin mit der groben Auflösung es erlauben zu verfolgen über einen längeren Zeitraum wie sich die Grobstruktur verändert.

Mittwoch 23.6.2010: Jahreszeiten

Auch das heutige Thema liegt auf der Hand: Es ist nun zwei Tage her, seit wir astronomischen Sommeranfang haben. Bislang war es nur zu kalt und irgendwie fühlt es sich nicht nach Sommer an. Ich weiß nicht wie es bei anderen ist, aber ich bin ziemlich abhängig von Jahreszeiten. Wenn die Tage länger sind bin ich auch aktiver. Nicht im Sinne von mehr Arbeit, sondern im Sinne von mehr Lust haben etwas zu tun. Der Unterschied ist, dass Dinge die zu erledigen sind in jedem Falle gemacht wird, aber sonst in der Freizeit ich dann eher im Winter mich passiv berieseln lasse.

Ich glaube jeder hat Lieblingsjahreszeiten. Bei mir ist es der Frühling: Es blüht alles, die Farben wirken noch so satt weil alles gerade erst ausgetrieben hat. Die Temperaturen sind angenehm, nicht zu warm und nicht zu kalt. Was sich geändert hat ist die Einstufung der anderen Jahreszeiten. Früher war bei mir der Winter lieber als der Sommer. Aus einem recht einfachen Grund: Ich fand die Hitze im Sommer unangenehm, geschweige von den nötigen Arbeiten im Garten bei der Hitze, während man sich gegen Kälte recht gut schützen kann. Seit ich vor drei Jahren etwa 30 Kilogramm abgenommen habe, hat sich das geändert. Ich friere im Winter und im Sommer ist es nicht so heiß. Beim Winter kommt noch dazu, dass das wenige Licht auf meine Stimmung durchschlägt.

Das findet man auch bei anderen Dingen. Als Buchautor kenne ich auch saisonale Unterschiede. Nur fallen sie nicht mit den Jahreszeiten zusammen. Die Verkäufe erreichen ein absolutes Minus im ersten Halbjahr. Meist so im April/Mai. Danach steigen sie rapide an, so wie jetzt. Es gibt ein Sommerhoch, das ich mit der Urlaubszeit zusammenbringe. Danach geht es wieder leicht abwärts bis Mitte November es wieder ansteigt um den absoluten Jahreshöhepunkt zuzustreben: Weihnachten. Für mich als Buchautor ist Weihnachten das absolut größte. Es sollte mehrere davon im Jahr geben, weil die Umsätze um 60-70% in diesem Quartal höher sind. Ich vermute mal, dass es bei anderen Büchern noch extremer ist, denn meine Bücher werden wohl nicht als klassische Geschenke durchgehen. (Warum es aus diesem Grunde ein Sommerhoch gibt ist mir ein Rätsel: Ich kann mir nicht vorstellen, dass jemand am Strand liegt und im Raketenlexikon schmökert....). Ich denke wenn ich wirklich reich wäre, wäre eines was ich mir leisten würde, den schlechten Jahreszeiten zu entgehen. So mit einer Wohnung auf Mallorca oder in der Karibik.

So, nun wartet heute noch der Garten auf mich, bei dem es Unkraut zu zupfen gibt. Dafür gibt es heute noch einen Musiktipp.

Feitag 25.6.2010: Wacko Jacko?

Ein Jahr ist es nun her, dass Michael Jackson gestorben ist. Nun kommen wieder eine Reihe von Dokumentationen raus. Ich habe mir vor etwa einem Monat schon eine auf ARTE angesehen. Ich habe sie für relativ gut gehalten, doch im Endeffekt kam auch so was raus wie "nix genaues weiss mer net". Ich habe mir für den Blog überlegt was man wohl thematisieren sollte. Die Prozesse wegen (angeblichem?) Kindesmissbrauch? Seine finanzielle Situation? Die Operationen?

Vielleicht schreibe ich mal auf was ich denke: Zum Vorwurf des sexuellen Missbrauchs. Sagen wir mal vorsichtig: Irgendwas stimmt sicher nicht bei Michael Jackson. Die Kinder scheinen von Samenspendern aus dem Bekanntenkreis zu stammen - wenn er schon nicht der leibliche Vater ist, warum adoptierte er nicht eines wie das nun ja bei Hollywood Stars inzwischen Mode geworden ist? Das wäre zumindest nicht so merkwürdig wie die Vorgehensweise und man fragt sich nicht so sehr über seine sexuelle Prägung. Trotzdem denke ich ist nichts an den Missbrauchsvorwürfen dran. Zum einen spricht das Design der Neverland Ranch wohl eher für jemanden der innerlich Kind geblieben ist oder gerne sein möchte. Zum anderen waren die angeblichen Missbrauchsopfer vorher mit Jackson bei vielen offiziellen Anlässen samt Familie zu sehen. Das kann ich mir bei einem Missbrauch nicht vorstellen, wohl aber bei Eltern die noch mehr Geld aus Jackson rausschlagen wollen als das über die Freundesschiene geht.

Das führt mich zum Thema Geld: Wie bringt man es fertig mit Kassenschlagern wie dem "Thriller" und "Bad" Album so in die Kreide zu kommen? Er beschaffte sich ja mit den Erlösen von Thriller sogar die Rechte an den Beatles Songs, was noch mehr Geld einbrachte. Auch wenn der Beitrag nicht vollständig Aufklärung brauchte war doch einiges klar: Mehrere erfolglose Alben bei denen die Plattenfirmen schon die Videos nicht mehr finanzieren wollten, bei denen Michael Jackson ja schon immer enorme Summen investierte, waren wohl der Hauptkostenpunkt weniger die ausgaben für Privatvergnügen.

Er starb ja an einem Narkosemittel. Dieses nahm er weil er Schmerzen hatte. Die waren nach Ansicht eines plastischen Chirurgen, der früher Michael Jacksons Ärzte beraten hatte auf die Operationen und die Bleichcreme zurückzuführen. Beide hatten sich verstärkende Wirkung. Die Haut wurde durch die Operationen angegriffen und spannte. (Die Nasenspitze ist ja schon abgefallen weil sie nicht mehr durchblutet wurde) und die Bleichcreme die er nahm weil er angeblich eine sehr seltene pigmentöse Störung hat, bei denen die Haut stellenweise weiß wird (aber nicht überall) greift die Haut an und siw wird dünn, fast pergamentartig und schmerzt.

Mir ist zumindest einiges klar: Wäre er nicht berühmt geworden, so würde er wohl heute noch leben und wäre vielleicht auch glücklicher. Ich bin mir nicht sicher, ob er jemals glücklich wäre. Denn diese Operationen und das merkwürdige Verhalten passen sicher nicht zu jemanden, der mit sich selbst zufrieden ist. Doch wenn man in der Öffentlichkeit steht, viele neue "Freunde" auftauchen und noch mehr Leute die einen ausnutzen wollen, dann ist das für jemanden der (aus welchen Gründen auch immer) schon vorher psychische Probleme hat das noch verstärkend. Schon beim Aussehen ist doch klar, dass Michael jemand sein wollte als der er nicht geboren wurde. Als "Normalo" wäre auf jeden Fall weniger auf in zugekommen und er hätte nicht das Geld für die Operationen gehabt und seine Umgebung hätte ihm wohl auch ein entsprechendes Feedback gegeben.

Das ist das grundlegende Problem wenn due berühmt bist: Alle sind plötzlich deiner Meinung und finden alles toll was Du machst. Das war wohl auch das Problem beim Arzt. Heute steht er vor Gericht und ich weiß nicht ob  er schuldig ist oder nicht. Das Problem das ich zumindest verstehen kann: Was macht man bei einem Patienten wie Michael Jackson, denn man vielleicht nicht verlieren möchte? Zu wünschen wäre es dass man trotzdem das beste für die Gesundheit tut, aber dann gibt es das Risiko dass man den Promi los ist. Und der geht zum nächsten Arzt. Ich bin mir auch sicher, dass es sicher verantwortungsvolle plastische Chirurgen gab die nicht operieren wollten. Aber es gibt eben genug welche nicht auf diesen Patienten verzichten wollten.

Um zum Titel zurückzukommen: Ja ich denke man kann vom Wacko Jacko reden.

Samstag 26.6.2010: Die Heisenbergsche Unschärferelation

Heute mal ein kleiner Ausflug in die Atomphysik. Eines der Prinzipien dort ist die Heisenbergsche Unschärferelation, benannt nach dem gleichnamigen Physiker. Sie besagt mit einfachen Worten, dass man bei Elementen die der Quantenmechanik unterliegen nicht gelichzeitig zwei Größen wie Ort und Impuls (Geschwindigkeit) messen kann. Begründbar ist das durch die Quantentheorie, bei der jedes Teilchen auch als eine Welle gesehen werden kann.

Ich will das nicht ganz physikalisch korrekt an einem Beispiel verdeutlichen. Sehen wir uns mal ein makroskopisches Beispiel an. Wir wollen Ort und Geschwindigkeit eines Autos bestimmen. Das kann man dahingehend machen, dass der Ort mit einem Fotos bestimmt wird, zu einem bestimmten Zeitpunkt und die Geschwindigkeit mit einer Radarmessung. In beiden Fällen wirkt auf das Auto Energie ein: Photonen von der Sonne oder einem Blitz beim Foto und Radarstrahlen aus einem Radargerät. Jede elektromagnetische Welle steht aber für Energie. Wenn ein Radargerät einen Strahl auf ein Auto wirft, dann übertragen die Radarstrahlen Energie. Und das Licht genügend Energie hat, um durchaus viel zu bewegen zeigt schon die Sonne - alle chemischen Reaktionen auf der Erde basieren auf ihrer Strahlung. Photonen des sichtbaren Lichts haben genug Energie um bei manchen Elementen schon die Elektronen aus der Atomhülle herauszuschlagen - so funktioniert im Prinzip die Solarzelle. Daraus kann man schon ableiten, dass es schwierig sein kann damit die Position eines Elektrons festzustellen - denn das Photon überträgt so viel Energie, dass das Elektron danach seine Richtung verändert.

NaclNun kann man dann auf die Idee kommen, nicht so energiereiche Strahlung zu nehmen wie Radarstrahlung. Da schlägt nun was anderes zu. Die Auflösung also die kleinsten Details hängen von der Wellenlänge ab. Wer mal mikroskopiert hat, merkt, dass das Bild bei größeren Vergrößerungen unscharf wird. Das hat nun nichts mit der Größe der Okulare zu tun, sondern einer Eigenschaft des Lichts: Die kleinsten Details, die man auflösen kann liegen in der Größenordnung der Wellenlänge. Sichtbares Licht hat eine Wellenlänge von 400-700 nm. Es wird also problematisch detailreiche Bilder von Bakterien zu erhalten, die nur einige Mikrometer groß sind. Auch in der Technik ist das von Bedeutung: So werden heute Chipstrukturen mit kurzwelligem UV Licht heraus geätzt. Dazu wird über Masken lichtempfindlicher Lack weggebrannt und dann die freien Stellen weiterverarbeitet. Die kleinsten Strukturen der Masken können etwas kleiner sein als die Wellenlänge des Lichts, aber nicht viel. Derzeit wird mit UV Licht von 193 nm Wellenlänge gearbeitet, mit dem Strukturen von 32 nm Größe möglich sind. Danach soll auf kurzwelligere Röntgenstrahlen und Elektronenstrahlen gewechselt werden.

Nun zum Nachdenken: Mit Licht von 193 nm Wellenlänge kann man 32 nm große Strukturen abbilden. Ein Atom hat einen Durchmesser von etwa 0.1 nm. Und irgendwo darin bewegt sich ein Elektron - wie will man also damit seinen Aufenthaltsort bestimmen?

Nun mit UV-Licht geht das nicht. Man benötigt kurzwelligere Strahlung. Also Röntgen- oder Gammastrahlung. Strahlung die tausendmal kurzwelliger als sichtbares Licht ist. Analog verwendet man ja auch Elektronen für eine höhere Vergrößerung bei Mikroskopen. (Da man Elektronen wegen ihrer Quanteneigenschaft auch als Wellen ansehen kann, geht dies). Das Problem nun: Je kurzwelliger Licht ist, desto mehr Energie weist ein Photon auf. Schon das kurzwellige UV Licht, das in der Chipherstellung heute benutzt wird, reicht aus um bei einigen Elementen Elektronen aus dem Atom herauszuschlagen und bei anderen um es von einer Schale in die nächste zu heben. (Deswegen gibt es ja auch Sonnenbrand durch UV Strahlung und die auf der Boden ankommende hat keine Wellenlänge von 193 nm...) Wenn nun ein Röntgenphoton auf ein Elektron trifft, dann ist das so, als wenn man die Position eines Tischtennisballs mit einem Baseball feststellen will - das geht recht gut, nur bewegt sich danach der Tischtennisball mit einer anderen Energie: Das Photon überträgt viel zu viel Energie auf das Elektron.

Werner Heisenberg stellte nun fest, dass dies nicht ein messtechnisches Problem ist, sondern dies eine Eigenschaft der Materie selbst ist. Die Heisenbergsche Unschärferelation als Formel lautet:

dp * dx >= h / 4*π

dp und dx sind die "Fehler" in der Kenntnis des Impulses (Energie) und des Ortes eines Teilchens und h ist eine Konstante nämlich 6,6626 x 10-34 Js

Die Potenz 10-34 zeigt, dass die Zahl sehr klein ist. Es ist eine Grenze für den Fehler (oder die Unschärfe) in der Kenntnis des Orts und der Geschwindigkeit. Versucht man den Ort genau festzustellen, so beeinflusst die Messung die Geschwindigkeit so stark, dass der Fehler des Impulses sehr groß ist. Versucht man umgekehrt die Geschwindigkeit genau zu messen, so ist danach das Elektron an einem anderen Ort.

Die Heisenbergsche Unschärferelation gilt übrigens für alles - auch für Messungen der Radarstrahler. Allerdings wiegt ein Auto so viel, dass eine Geschwindigkeitsmessung kaum den Ort beeinflusst. Ein Elektron wiegt aber 9,109 x 10-31 kg und sein Ort soll sicherlich genauer bestimmt werden als ein Atomdurchmesser, der in der Größenordnung von 10-10 m liegt. Man erkennt sofort, dass nun die Zahlen in der Größenordnung der Konstante h liegen. Entsprechend ist auch klar, dass man nicht den Ort oder die Geschwindigkeit genau bestimmen kann.

So zeigen selbst Atomkraftmikroskope Elektronen um Atomkerne nur als verschwommene Wolken, also ein Mittel der Positionen um den Atomkern. Das Bild hier eines Atomkraftmikroskops zeigt z.B. die Struktur eines NaCl Kristalls (Die Erhebungen sind die Chlorid Atome, deren Elektronenhülle durch die Aufnahme eines Elektrons größer geworden ist und die Vertiefungen die Natrium Atome, die ihre äußere Atomhülle verloren haben). Selbst hier sieht man keine Elektronen sondern mehr die Summe der Positionen innerhalb eines bestimmten Zeitpunktes.

 


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