Die 10 neuesten Beiträge

Kommentare

Kom­men­ta­re schal­te ich frei, nach­dem ich sie mir ange­se­hen habe. Dabei kann es zu klei­nen Ver­zö­ge­run­gen kom­men.

Wegen ver­stärk­ten Auf­kom­mens von Kom­men­tar-Spam habe ich ein Plug­in instal­liert, das sol­che Stö­run­gen unter­bin­den soll. Soll­te ein berech­tig­ter Kom­men­tar nicht eini­ger­ma­ßen zeit­nah von mir frei­ge­schal­tet wer­den, ist er viel­leicht dem Plug­in zum Opfer gefal­len. In die­sem Fall bit­te per Email nach­ha­ken!

Segschneider am 02.März 2018:

Miller vs. Maxwell

John Milton Miller, 1882-1962

John Mil­ton Mil­ler, 1882-1962 (Bild via Wiki­me­dia Com­mons - gemein­frei)

James Clerk Maxwell, 1831 - 1879

James Clerk Max­well, 1831-1879 (Bild via Wiki­me­dia Com­mons - gemein­frei)

Segschneider über die Miller-Kapazität

Fan­gen wir das Gan­ze lang­sam und gründ­lich an. Wenn wir einen erst­klas­si­gen Pro­fi­fah­rer mit dei­nem oder mei­nem Auto um den Nür­burg­ring bol­zen las­sen - je schnel­ler je bes­ser -, dann ist garan­tiert, dass die Kis­te an meh­re­ren Stel­len in die Luft geht. Das kön­nen wir zwei­fels­frei mes­sen: das Auto bewegt sich wirk­lich durch die Luft. Und nicht nur für Sekun­den­bruch­tei­le, nein, deut­lich län­ger. Nun gibt es für alles eine Theo­rie, sagt Mäx­chen Schlau­mei­er, so auch für die­sen Fall. Was sich durch die Luft bewegt, das fliegt.

Ob nun wie ein Vogel, der nach der fach­li­chen Mei­nung der Luft­fahrt­in­ge­nieu­re tat­säch­lich fliegt, oder wie eine Hum­mel, die nach Mei­nung der­sel­ben Fach­leu­te nur kon­trol­liert abstürzt - für bei­des gibt es eine, selbst­ver­ständ­lich unter­schied­li­che Theo­rie, und damit müs­sen wir dem Auto nun zu Lei­be rücken. Tut aber kei­ner.

Oder, halt, tut doch einer! Denn manch­mal - Bei­spiel: der Renn­wa­gen fliegt in die Luft und über­schlägt sich rück­wärts - da tun sie’s doch! Sol­che Fäl­le hat es gege­ben, die Enthu­si­as­ten erin­nern sich, und ja, da haben Auto­in­ge­nieu­re dann doch an ihren Fahr­zeu­gen Eigen­schaf­ten eines Flug­zeugs fest­ge­stellt.

Und seit­her blei­ben Renn­wa­gen öfter mal auf der Erde. Wir sehen dar­aus zwei­er­lei. Ers­tens hab ich recht (das ist mir sehr wich­tig, ich bin gelern­ter Recht­ha­ber!), und zwei­tens ist das Auto tat­säch­lich ein Flug­zeug. Dum­mer­wei­se glaubt das all­ge­mei­ne Publi­kum das nicht, aber was soll’s, wir wis­sen es ja bes­ser.

So, nun stür­zen wir uns auf unser Lieb­lings­the­ma, die Elek­tro­nen­röh­re.

Sie ist ein Kon­den­sa­tor. Das sage nicht ich, das sagen alle. Denn wenn die Mil­ler-Kapa­zi­tät schon bis in die all­ge­mei­nen Simu­la­ti­ons­pro­gram­me für Röh­ren­schal­tun­gen Ein­gang gefun­den hat, dann ist die­se Weis­heit wohl bei allen ange­kom­men. Was eine Kapa­zi­tät ist, wis­sen wir seit Max­well genau. Ein Kon­den­sa­tor ist ein Auf­bau bestehend aus zwei sich gegen­über­lie­gen­den Plat­ten mit einem Dielek­tri­kum dazwi­schen. Ein Dielek­tri­kum ist ein elek­trisch nicht lei­ten­des Mate­ri­al, und in einem nicht­lei­ten­den Mate­ri­al kön­nen sich kei­ne Elek­tro­nen bewe­gen. In einem Kup­fer­draht zum Bei­spiel kön­nen sich Elek­tro­nen bewe­gen, und des­halb ist der Kup­fer­draht kein Dielek­tri­kum. Das abso­lu­te Nichts, fach­män­nisch Vaku­um genannt, kann kei­ne Elek­tro­nen bewe­gen, weil kei­ne da sind, und ist des­halb ein Dielek­tri­kum.

Genau unser Fall, schrei­en alle, so ist das ja auch bei der Röh­re!

Zwei sich gegen­über­lie­gen­de Flä­chen, gebil­det von Draht­ge­flech­ten, und dazwi­schen Vaku­um - alles passt, so isses. Und es wur­de bereits gemes­sen! Wir neh­men die nicht ein­ge­schal­te­te Röh­re und, sie­he da, wir mes­sen eine Kapa­zi­tät. So kam die soge­nann­te Mil­ler-Kapa­zi­tät in die Elek­tro­nen­röh­re. Und in die Köp­fe.

Aber im wirk­li­chen Leben gibt es die­ses Gespenst gar nicht. Im wirk­li­chen Leben ist die Elek­tro­nen­röh­re ein­ge­schal­tet, so wie das Auto in sei­nem wirk­li­chen Leben mit einem lau­fen­den Motor fährt, und wenn die Elek­tro­nen­röh­re ein­ge­schal­tet ist, tun sich wun­der­sa­me Din­ge.

Dann gibt es im Inne­ren jede Men­ge Elek­tro­nen, bis heu­te weiss nie­mand, wie vie­le es gera­de sind, schon für die­se ein­fa­che Fra­ge gibt es kei­ne Ant­wort mehr, und es fliesst ein kräf­ti­ger Elek­tro­nen­strom, der je nach dem, was die Röh­re gera­de an Signal ver­ar­bei­tet, auch noch sehr unter­schied­lich sein kann. Irgend­wo zwi­schen null, dem Ruhe­strom im Arbeits­punkt und einem Viel­fa­chen davon - genau­er wis­sen wir’s nicht. Mit ande­ren Wor­ten: wenn die Röh­re betrie­ben wird, gibt es kein Dielek­tri­kum mehr in ihrem Inne­ren. Das ehe­ma­li­ge Vaku­um ist nun­mehr vol­ler Elek­tro­nen, ein Teil davon kann ein Elek­tro­nen­strom sein - wie er in einem Kup­fer­draht fliesst - und alles das bedeu­tet: kein Dielek­tri­kum. Und wo es kein Dielek­tri­kum mehr gibt, da gibt es kei­nen Kon­den­sa­tor. Sagt Max­well ein­ein­deu­tig.

Lei­der sind Max­wells genia­le Glei­chun­gen ein wenig kom­pli­ziert, sie müs­sen es sein, weil sie Zustän­de beschrei­ben, die noch viel kom­pli­zier­ter sind. Die­se kom­pli­zier­ten Zustän­de kann ich nicht ein­fach nach dem Super­po­si­ti­ons­prin­zip erklä­ren. Ich kann nicht sagen:

Die Röh­re ist im wirk­li­chen Leben ein Kon­den­sa­tor plus Elek­tro­nen­wol­ke plus Elek­tro­nen­strom - das wäre Super­po­si­ti­on; ich wür­de ver­ein­facht gespro­chen die unter­schied­li­chen Zustän­de über­ein­an­der­le­gen wie Foli­en im Pro­jek­tor. Das klappt bei Max­well gene­rell nicht. Und, wie bereits gesagt, die Zustands­be­schrei­bun­gen wider­spre­chen sich dar­über­hin­aus - das eine schließt das ande­re aus. Geht also gar nicht. Die Mil­ler-Kapa­zi­tät ist ein Gespenst. Sie bei kal­ter Röh­re zu mes­sen ist unge­fähr so intel­li­gent wie die Mes­sung von Beschleu­ni­gung und Höchst­ge­schwin­dig­keit beim Auto, wenn des­sen Räder still­ste­hen und die Lügen­elek­tro­nik nicht mal mehr das Abgas kon­trol­liert.

Sobald eine Aus­sa­ge fort­wäh­rend wie­der­holt wird, ver­fes­tigt sie sich in vie­len Köp­fen zu einer “Wahr­heit”. Die ist nicht unbe­dingt rich­tig, aber sie exis­tiert in den Köp­fen trotz alle­dem. Und die Mil­ler-Kapa­zi­tät wur­de und wird stän­dig wie­der­holt: in Lehr­bü­chern und in Simu­la­ti­ons­pro­gram­men. Es gibt sie nicht und sie wider­spricht der Max­well­schen Elek­tro­tech­nik. Genau des­halb, so fürch­te ich, wird sie das Schick­sal vie­ler Gespens­ter tei­len. Die schot­ti­schen Schloss­ge­spens­ter leben in den Köp­fen der Men­schen fröh­lich wei­ter, da hilft kei­ne wis­sen­schaft­li­che Wider­le­gung. Das Unge­heu­er von Loch Ness hat sich genau­so­we­nig ver­flüch­tigt wie die Mil­ler-Kapa­zi­tät sich ver­flüch­ti­gen wird. Und wenn die Simu­la­ti­ons­pro­gram­me erst­mal das Über­le­ben garan­tie­ren - oh je. Das ist schon kurz vor dem ewi­gen Leben.

Eine klei­ne Gehäs­sig­keit zum Schluss. Es soll sogar Men­schen geben - ich gehö­re dazu - die glau­ben, dass in Lehr­bü­chern auch fal­sche Sachen ste­hen. Das ist schon fast so krank wie die schot­ti­schen Gespens­ter. Hal­ten wir fest: Autos sind Flug­zeu­ge. Und was Röh­ren sind, dar­auf gibt Max­well kei­ne all­ge­mei­ne Ant­wort. Aber schau ins Simu­la­ti­ons­pro­gramm: da steht es.

1 Kommentar zu Miller vs. Maxwell

  • Köst­lich, die­se Erkennt­nis.

    Was hab’ ich mich bemüht - mit Mor­gan Jones unter’m Arm - die Ein­gangs­ka­pa­zi­tät mei­ner ECC83-RIAA kor­rekt und “genau” zu bestim­men! (lt. Rech­nung 84pF).
    Und jetzt das: es gibt sie ja gar nicht. Und die Logik hin­ter die­ser Erkennt­nis ist so ein­leuch­tend, wie wit­zig.
    Bra­vo!

    Niels v.d. Osten-Sacken

Eine Antwort hinterlassen

Sie können diese HTML-Tags verwenden.

<a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>