Photonen
Noch eine blöde Frage:
Photonen sind ja masselose Teilchen, besitzen also die Ruhemasse null ! Kann ich mir das exakt so vorstellen, oder ist die Definition allein darauf begründet das Photonen nie "in Ruhe" anzutreffen sind. Sie bewegen sich immer mit c und haben keine Ruhemasse aber einen Impuls.Besitzen also Energie ! Wenn ich aber den Impuls eines Photons berechnen möchte, stoße ich auf ein Problem. Ein Produkt ist gleich null, wenn mindestens ein Faktor gleich null ist ! p = m * v -> das bedeutet der Impuls eines Photons mit der Masse null müsste auch null sein. Selbst wenn ich ich die Masse m durch Energie E ersetzen würde, käme ich durch: E = m * c² auf das gleiche Ergebnis ! Setze ich hier falsche Massen ein ??? Danke ! P.S. Das mag alles sehr trivial klingen, aber ich habe da echt ein Veständnisproblem Ergänzend möchte ich noch nachfragen, ob da ein Unterschied zur Newtonschen Mechanik gemacht wird. Wenn man beim "Photonenproblem" nicht die Ruhemasse in die Formeln einsetzt, sondern die Energie bzw. die beschleunigte Masse ( ? ) warum wird dies bei "normalen" Massebeschleunigungen nicht getan ? --> T=1/2 m * v² oder F = m * a Da Photonen keine Ruhemasse besitzen heisst das zwingend dass sie nie unter c abgebremst werden können ? |
AW: Photonen
Zitat:
http://upload.wikimedia.org/wikipedi...e92ebdfdf4.png Der Impuls eines Photons eribt sich aus der Wellenlänge. http://de.wikipedia.org/wiki/Impuls#...C3.A4tstheorie Zitat:
Grüße, AMC |
AW: Photonen
Okay verstehe,
eigentlich auch logisch ! Wenn man es ganz genau sieht, sind dann aber Beschleunigungen von Massen im klassischen Sinne ungenau ! Wenn ich von F = m * a ausgehe und dem Körper die Ruhemasse zuschreibe errechne ich eine ungenaue Kraft ( wenn auch im minimalen Bereich ). Je höher die Beschleunigung, desto ungenauer der Wert......... Formal gesehen müsste man diese Kraft auch relativistisch betrachten um ganz genau zu sein, tut es aber nicht da die Abweichungen dermaßen gering sind das sie fast gegen null gehen. Interessant wird es erst bei sehr hohen Beschleunigungen bzw. Geschwindigkeiten. Ist das soweit korrekt ? |
AW: Photonen
Das sind gute Fragen. Genau über solche Sachen musst du nachdenken, wenn du die Physik verstehen willst.
Zitat:
Die anderen Fragen hat amc glaube ich sehr gut beantwortet. |
AW: Photonen
Zitat:
|
AW: Photonen
Zitat:
Ja, aber genau das tun"wir" in der klassischen Mechanik doch nicht ! Wenn ich einen 10kg Klotz mit 10m/s² beschleunigen möchte brauche ich eine Kraft von 100 Newton ! Diese 10kg sind aber die Ruhemasse des Klotzes. Ergo werden relativistische Effekte durch die Beschleunigung nicht berücksichtigt. Also ist diese Rechnung im engsten aller Sinne doch falsch....oder besser ungenau..... Nur weil die Effekte verschwindet gering sind ist es erlaubt mit dieser Formel zu rechnen, oder ? |
AW: Photonen
Zitat:
|
AW: Photonen
Zitat:
Zu denen darf die "Deinige" aber nicht gezählt werden. Mit anderen Worten: Deine Frage ist eine überaus Angebrachte und Berechtigte. Zitat:
Wenn man behauptet, dass ein Photon die Ruhemasse Null hat, dann muss man dem Photon automatisch ein Ruhesystem zugestehen. Denn nur in diesem wäre es ja Null. Dieses Ruhesystem gibt es aber nicht. Glücklicherweise wird in der modernen Literatur davon immer mehr Abstand genommen. Da heisst es dann eben nur noch: Das Photon ist masselos. Überhaupt ist es wesentlich sinnvoller über den Impuls zu gehen. Zitat:
Zitat:
h ist übrigens das plancksche Wirkungsquantum und v ist die Frequenz. Grüsse, MP |
AW: Photonen
Zitat:
Auch kann die Geschwindigkeit eines Photons nicht abgebremst werden. Auch nicht im Medium. Der Wechselwirkungsprozess in diesem Medium ist eine Veränderliche. Mehr nicht. Ist das Photon wechselwirkungsfrei ergibt sich automatich die Vakuumlichtgeschwindigkeit. Tritt also ein Photon in ein Medium ein, dann kann man über v=s/t eine Gesamtgeschwindigkeit sogar gegen Null strebend messen. Das hat aber nichts mit der Vakuumlichtgeschwindigkeit zu tun. Abhängig vom Medium dauert diese Wechselwirkung (Absorption/Emmission) also mehr oder weniger lang und es ergibt sich nur eine scheinbare Geschwindigkeit über die Strecke Eintritt-Austritt. Im Medium bewegt sich das Photon zunächst mit c, dann wechselwirkt es mit einem Atom (wird also absorbiert und danach emittiert) und danach bewegt es sich wiederum mit c um dann wieder vom nächsten Atom absorbiert und emittiert zu werden und so weiter... Dieser Gesamtprozess ist aber abhängig von der Art des Mediums und dauert demnach unterschiedlich lang, was insgesamt zu einer scheinbaren Verlangsamung von Photonen im Medium führt. Zwischen den Atomen bewegen sich Photonen immer mit c, der Vakuumlichtgschwindigkeit. Grüsse, MP |
AW: Photonen
Zitat:
ich finde, das ist eine sehr wichtige Erkenntnis, die du sehr gut formuliert hast. M.f.G. Eugen Bauhof |
AW: Photonen
Hi Marco, Eugen,
Zitat:
Zitat:
Man kann vielleicht auch sagen, ihre Energie ist äquivalent zu einer Masse, aber das kommt IMHO so ziemlich aufs gleiche raus. So seh ichs - vielleicht kann man es auch anders sehen ... Worin besteht die Erkenntis? Dass es Arten von Energien/Massen gibt, die man grundlegend zu unterscheiden hat? Da würde ich prinzipiell zustimmen. Grüße, AMC |
AW: Photonen
Zitat:
Viele Physiker meiden inzwischen glücklicherweise, beim Photon von einer Ruhemasse zu sprechen, auch dann wenn diese Null wäre/ist. Ruhemasse bedingt ein Ruhesytem. Da dieses für Photonen nicht definiert ist, reicht es nicht aus, diesem den Wert Null zuzuweisen. Das ist einfach schlicht und ergreifend falsch. Genau das liest man in der Fachliteratur aber immer wieder. Das hat aber eher historische Gründe. Genauso wie mit der Masse im Allgemeinen. Unter Masse versteht man inzwischen die Ruhemasse und keineswegs die dynamische bzw. relativistische Masse. Darunter besteht in Physikerkreisen inzwischen ein weitverbreiteter Konsens. Bezüglich meiner Aufregung, dass es kein Photonen-Ruhesystems gibt und demnach die Ruhemasse für ein Photon nicht Null, sondern vielmehr erst garnicht definiert ist, habe ich vor längerer Zeit von dem Physiker "Joachim" aus dem Nachbarforum Zustimmung erhalten. Er war genau der gleichen Meinung. Fand ich gut. :) Grüzi, MP |
AW: Photonen
Guten Morgen Marco,
erstmal vielen Dank für deine detailierten Erklärungen. Da es für Photonen kein Ruhesystem gibt, kann diesem nicht existierenden Ruhesytem der Photonen auch die Masse null nicht zugesprochen werden. Verstanden ! Vieleicht könntest du noch zu meinem Masse * Beschleunigungspost Stellung nehmen. Ich füg den hier nochmal ein. Gruß Mirko Hallo Philipp Ja, aber genau das tun"wir" in der klassischen Mechanik doch nicht ! Wenn ich einen 10kg Klotz mit 10m/s² beschleunigen möchte brauche ich eine Kraft von 100 Newton ! Diese 10kg sind aber die Ruhemasse des Klotzes. Ergo werden relativistische Effekte durch die Beschleunigung nicht berücksichtigt. Also ist diese Rechnung im engsten aller Sinne doch falsch....oder besser ungenau..... Nur weil die Effekte verschwindet gering sind ist es erlaubt mit dieser Formel zu rechnen, oder ? |
AW: Photonen
Zitat:
Wir kennen f=ma=m*du/dt=dp/dt Die Masse, genauer gesagt die relativistische Masse, ist keine Konstante. damit wird aus fx=mo*ax: fx=gamma³*mo*ax mit gamma=1/sqrt(1-ß²) und ß=v/c wenn man nur die x-Richtung betrachtet. Bin zu faul jetzt genauer darauf einzugehen. Aber reicht ja auch erst mal. Grüsse, Marco Polo |
AW: Photonen
Zitat:
Letztendlich wissen wir auch gar nicht, ob die "Ruhemasse" des Photons exakt 0 ist; wir wissen nur, dass 0 kompatibel mit den Messungen ist, d.h. es gibt experimentell eine obere Schranke für die - vielleicht sollte man besser "invariante Masse" sagen - des Photons ( < 10^-18 eV). Im engl. Wiki sagt man statt "das Photon habe die Ruhemasse 0" lieber "es habe keine Ruhemasse" - eine etwas spitzfindige Unterscheidung oder nicht? :) |
AW: Photonen
Zitat:
Zitat:
"Ruhemasse 0" bedeutet: Im Ruhesystem des Photons hat es die Masse Null. "keine Ruhemasse" verstehe ich so: Das Photon hat kein Ruhesystem und deswegen logischerweise auch keine Ruhemasse. Man kann in einem System (Ruhesystem), dass für Photonen garnicht definiert ist, den Photonen doch keinen Wert zuweisen. Auch nicht den Wert Null. Aber zugegeben: Es gibt wichtigeres und ausserdem weiss ja auch jeder was gemeint ist, wenn von der Ruhemasse 0 eines Photons die Rede ist. :) Grüsse, MP |
AW: Photonen
Zitat:
Grüße, AMC |
AW: Photonen
Für mich macht es keinen Unterschied, ob ich kein Geld oder null Euro habe.
|
AW: Photonen
Zitat:
Gruß, Timm |
AW: Photonen
Zitat:
Zitat:
Das Problem ist nur, dass das Wort "Ruhemasse" eine andere Definition suggeriert und deswegen (wie man an diesem Thread schön sieht) missverständlich ist, da hast du sicher Recht. Der Begriff ist also wohldefiniert, aber blöd benannt (ich darf in dem Zusammenhang vielleicht an "Länge" erinnern :D). Gerne kannst du ein weniger suggestives Wort verwenden wie "invariante Masse" oder eben nur "Masse". |
AW: Photonen
Zitat:
Grüße, AMC |
AW: Photonen
Zitat:
Gruß, Timm |
AW: Photonen
Zitat:
Zitat:
|
AW: Photonen
Zitat:
Trotzdem wundert mich natürlich, dass ein Objekt eine definierte "Ruhemasse" haben kann, wenn doch klar ist, dass es für dieses Objekt kein Ruhesystem gibt. Zitat:
Zitat:
Zitat:
|
AW: Photonen
Zitat:
Zitat:
|
AW: Photonen
Zitat:
Zitat:
|
AW: Photonen
Zitat:
Das ist der Hauptgrund, warum die modernere Physik dazu tendiert, diese sog. relativistische Masse nicht mal mehr "Masse" zu nennen; sie ist kein Skalar sondern ein tensorielles Objekt. |
AW: Photonen
Und das ganz abgesehen davon, dass man auch in Vorwärtsrichtung hat:
F = dp/dt = d(mv)/dt = vdm/dt + m dv/dt = vdm/dt + am, also nicht F = am. |
AW: Photonen
Ich habe eure Antworten bzw. eure weitere Diskussion verfolgt und möchte daher meine Frage erneut formulieren.
Damit ist die Formel der Kraft, welche momentan immer noch im Physikunterricht gelehrt wird,wie ich von meiner Tochter(7.Klasse) weiss, im engsten Sinne doch nicht nur ungenau, sondern schlichtweg falsch. Oder ? Da bei F=m*a immer die Ruhemasse eingestzt wird und nicht die dynamische und schon gar nicht auf F=dp/dt hingewiesen wird, bedeutet dies doch das die resultierenden Kräfte definitiv falsch sind ! Nur weil es aufgrund der sehr,sehr geringen Abweichungen aufgrund kleiner Beschleunigungen bzw. Massen kaum unterschiede im Ergebnis gibt macht es das doch nicht unbedingt richtiger ! Das Argument, dass die Formel für unsere "übliche Umgebung" einen durchaus sehr guten Näherungswert ergibt kann doch nicht über die Falschheit der Formel im engsten Sinne hinweg täuschen ! Ich kann ja auch nicht sagen: flüssiger Stickstoff hat unter 0 Grad Celsius, mehr braucht man nicht zu wissen ! Das mag alles nach Haarspalterei klingen, aber ich möchte einfach wissen das ich das richtig verstehe. und......keine Sorge, ich werde meiner 12-jährigen Tochter nix davon sagen...sie soll ruhig F=m*a lernen ;) |
AW: Photonen
Zitat:
Physik handelt immer von Idealisierungen, und es macht einen guten Physiker aus, dass er ein Gespür hat, was er vernachlässigen darf und was nicht. Der relativistische Impuls ist z.B. auch falsch, weil man eigentlich nach Allgemeiner RT rechnen muss, wenn Gravitation da ist. ART ist auch falsch, weil sie vermutlich nur der klassische Grenzfall irgendeiner Quantengravitationstheorie ist. Quantenfeldtheorien wiederum sind noch falscher, weil man sie eigentlich ausschließich über Störungsrechnung in den Griff bekommt (das ist sowas wie F=m*a, obwohl's in Wahrheit noch komplizierter ist). Als Beispiel: um die Masse eines Protons mit ein paar Prozent Genauigkeit zu berechnen, laufen Supercomputer über Monate. Man kann wirklich fast nichts exakt berechnen. Bei F=m*a ist es so, dass man eine viel genauere Formel kennt, das ist da also kein grundsätzliches Problem. Es ginge also mit vertretbarem Aufwand genauer, aber das nutzt deiner Tochter nichts. Die Newtonsche Formel ist nicht falsch, sondern eine Näherung. Näherungen werden erst dann falsch, wenn's auf den Unterschied zur genaueren Formel auch wirklich ankommt, oder wenn sie einen anderweitig in die Irre führen. Und das ist in der 7. Klasse nicht der Fall. |
AW: Photonen
Hallo Ich,
gut, das zeigt zumindest das ich einiges verstanden habe ! Ich hatte auch nicht vor die funktionierende Beschreibung der Natur in Frage zu stellen sondern lediglich bestätigt wissen das mein Gedankengang nicht zu wirr ist ! Dennoch muss ich noch eine Frage/Anmerkung anführen ! Wenn wir doch seit der QM wissen das alles in kleinen bestimmten Portionen abläuft, in Quanten, dann muss es doch theoretisch möglich sein für jeden mathematisch beschreibbaren physikalischen Vorgang Formeln soweit runter zu brechen das das Ergebnis absolut und nicht nur eine Näherung ist ! Laienhaft formuliert: Ich berechne mit einer Formel das jeweilige Ergebnis für diese Quantenportion und addiere sie nachher: Bei F=m*a heisst dies, ich berechne F für jede Quantenportion der Beschleunigung a und setze für die nächste Berechnung( der nächsten Quantenportion von a ) die neue dynamische Masse ein ! So müsste ich doch im Endeffekt auf ein absolut korrektes Ergebnis kommen ! Ist das zu naiv gedacht ? |
AW: Photonen
Zitat:
wenn du mit 'Quantenportionen' jonglierst, dann kommt der absolute quantenmechanische Zufall ins Spiel. Der verhindert, dass im Endeffekt ein 'absolut korrektes' Ergebnis, so wie es du dir vorstellst, herauskommt. Man kann nur Wahrscheinlichkeiten berechnen, mit der ein bestimmtes Ergebnis zu Tage tritt. M.f.G Eugen Bauhof |
AW: Photonen
Hallo Bauhof,
......okay,verstehe. Wieder mal schlecht nachgedacht von mir, weil das was du anführst eine der Grundmanifeste der QM ist ! Hätte ich auch selbst drauf kommen können. Aber schade und unbefriedigend ist es trotzdem irgendwie !:( |
AW: Photonen
Zitat:
da bist du in bester Gesellschaft, denn Einstein, Schrödinger und andere fanden die 'Quantenspringerei' und Borns Wahrscheinlichkeits-Interpretation ebenfalls unbefriedigend. Aber alle (verzweifelten) Versuche, realistische Hintergründe hinter dem Quanten-Geschehen experimentell nachzuweisen, sind in den letzten hundert Jahren gescheitert. M.f.G Eugen Bauhof |
AW: Photonen
Zitat:
|
AW: Photonen
Hi Mirko
Zitat:
http://de.wikipedia.org/wiki/Raketengrundgleichung Wie der Link zeigt ist die DGL analytisch d.h. geschlossen, ohne eine Simulation loesbar. Gruesse |
AW: Photonen
Zitat:
|
AW: Photonen
Zitat:
|
AW: Photonen
Hallo Bauhof,
Zitat:
|
AW: Photonen
Diese Aussage von Bauhof halte ich auch fuer aeusserst fragwuerdig. Insbesonders wenn man beruecksichtigt, dass das Dekohaerenzprogramm realistischer Natur ist und fuer nichtrealistische Interpretationen passend gemacht werden muss. Z.B. loest die Dekohaerenz fuer Kopenhagen keinesfalls das Problem des bewussten Beobachters.Dabei wird das Dekohaerenzprogramm sicherlich von den meisten Physikern akzeptiert. Und zwar in der realistischen Form unter der irrigen Annahme dies sei Zeilingers Kopenhagener Deutung.
Allerdings scheint mir Mirko prinzipielle Unberechenbarkeiten ansprechen zu wollen, die in der nichtlinearen Systemdynamik begruendet liegen. Gruesse |
AW: Photonen
Zitat:
|
AW: Photonen
Zitat:
Gruß, Timm |
AW: Photonen
An dem Bolzmann Gehirn stoert mich besonders, dass ich dann gottaehnlich waere. Wie koennte ich mir dann aber diese ganzen Fragen ausdenken, deren Antwort ich kenne, aber mit einbilden muss, dass ich sie nicht kenne. Zudem haette einen solchen Boss wie mich die Menschheit und gar das ganze Universum nicht verdient. Wobei beides ja nur Einbildungen von mir waeren.
Ich waere zudem der einsamste Mensch im eingebildeten Universum. Eine fuer mich absolut erschreckende Horrovorstellung. Der Link ist aber auf jeden Fall lesenswert. Danke @Timm |
AW: Photonen
Zitat:
Gruss, Timm |
AW: Photonen
Hallo zusammen,
da haben wohl einige zuviel geraucht. Zitat:
2.) Die gegenwärtige Konstellation des Universums ist keine zufällige Konstellation in einem thermodynamischen Gleichgewicht. Das Universum befindet sich vielmehr in einem thermischen Ungleichgewicht - zwischen Sonnen und Hintergrundstrahlung. |
AW: Photonen
Zitat:
|
AW: Photonen
Zitat:
Dazu bedarf es aber nicht unendlich vieler Universen. "Ein einziges" unendliches Universum würde ausreichen um selbst die unwahrscheinlichsten Dinge unendlich oft Wirklichkeit werden zu lassen. Eigentlich können diese "unwahrscheinlichsten Dinge" aber auch in einem endlichen Universum geschehen. Nur ist eben die Wahrscheinlichkeit dafür extrem gering. Den Begriff "unendlich" bräuchte man demnach gar nicht bemühen. Die Frage, ob unser Universum endlich oder unendlich ist, ist also von immanenter Bedeutung. Ist es endlich, dann ist es eine Frage der Wahrscheinlichkeit, ob dies oder das realisiert wird. Ist es unendlich, dann stellt sich die Frage erst gar nicht. Beliebige Dinge werden dann (solange nicht gegen Naturgesetze verstossen wird) auf jeden Fall realisiert. Zudem auch noch unendlich oft. Unendlich viele endliche Universen kämen also, was die Möglichkeit der spontanen Bildung komplexer Strukturen betrifft, "einem" unendlichen Universum gleich würde ich mutmaßen. Vielleicht gibt es ja auch unendlich viele unendliche Universen. Da wirste bekloppt. :) Guats Nächtle, MP |
AW: Photonen
Welche Quantenzahlen trägt ein virtueller Elefant?
Welche ein nacktes Gehirn? Es gelten in unserem Universum Erhaltungsgesetze und nicht Mumpitz! EMI |
AW: Photonen
Hallo Marco,
wenn du müde bist, solltest du ins Bett gehen, bevor du sinnlose Aussagen anderer kritiklos postest. Zitat:
Darüber hinaus gilt selbstverständlich auch für die Vakuumsenergie der Energie-Erhaltungssatz. Im Rahmen der (strittigen) Energieunscharfe könnten allenfalls antisymmetrische "Teilchen"paare wie Elektron und Positron entstehen. Alles andere entspringt der Phantasie des Autors, der dann auch noch die "Multiversen" der kosmologischen Debatte mit denen der VWI vermischt. |
AW: Photonen
Zitat:
Müsste dann wegen Erhaltungsgesetzen ein Paar virtueller Elefant - Anti-Elefant sein. Aber da wird selbst Herne-West noch eher Meister.:) |
Alle Zeitangaben in WEZ +1. Es ist jetzt 00:22 Uhr. |
Powered by vBulletin® Version 3.8.8 (Deutsch)
Copyright ©2000 - 2024, vBulletin Solutions, Inc.
ScienceUp - Dr. Günter Sturm