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gast_free	Verfasst am: 12. Jul 2021 18:59    Titel: Dopikus hat Folgendes geschrieben: Ok. Also ist messe ich, da ich mich mit im Raumschiff bewege, die Ruhemasse des Wasserstoffatoms. Während für jemanden, der mich und das Atom aus einer Raumstation beobachtet, wo wir dran vorbei fliegen, das Atom eine größere Masse hat? Nein, es hat mehr Energie. Wurde aber schon alles erläutert. Mit und ohne Formeln.
TomS	Verfasst am: 12. Jul 2021 17:58    Titel: Dopikus hat Folgendes geschrieben: Während für jemanden, der mich und das Atom aus einer Raumstation beobachtet, wo wir dran vorbei fliegen, das Atom eine größere Masse hat? Während für jemanden, der mich und das Atom aus einer Raumstation beobachtet, wo wir dran vorbei fliegen, das Atom eine größere kinetische Energie hat. Und für wieder jemand anders in einer anders bewegten Raumstation hat das selbe Atom wieder eine andere kinetische Energie hat - weil die Relativgeschwindigkeit eine andere ist.
Dopikus	Verfasst am: 12. Jul 2021 17:31    Titel: Ok. Also ist messe ich, da ich mich mit im Raumschiff bewege, die Ruhemasse des Wasserstoffatoms. Während für jemanden, der mich und das Atom aus einer Raumstation beobachtet, wo wir dran vorbei fliegen, das Atom eine größere Masse hat?
Qubit	Verfasst am: 12. Jul 2021 17:20    Titel: Dopikus hat Folgendes geschrieben: Dazu ein Gedankenexperiment... Bleiben wir mal bei dem Wasserstoffatom. Angenommen ich nehme 1 einzelnes Wasserstoff Atom (weil es so leicht ist, von mir aus aber auch ein anderes) mit in ein Raumschiff welches sich mit annährend Lichtgeschwindigkeit bewegt. In diesem Raumschiff ist eine sehr feine und genau Waage. Hat das Atom auf der Waage im Raumschiff welches sich mit annährend Lichtgeschwindigkeit bewegt das selbe Gewicht (kg, g o.ä) wie, als wenn ich es auf der Erde wiegen würde? Gewicht wird mittels Gravitation im (Kräfte-)Gleichgewicht bestimmt. Aber, die Ruhemasse eines physikalischen Objekts ist für alle relativ ruhenden Beobachter gleich. Die Masse ändert sich aber für einen Beobachter bei relativer Bewegung gegenüber einem relativ zum Objekt ruhenden Beobachter.
Dopikus	Verfasst am: 12. Jul 2021 16:51    Titel: Vielen Dank an "Ich" für deine hilfreiche Erklärung ohne Formeln Bitte seht es mir nach, dass ich nicht alles auf Anhieb verstehe und nochmals zu meiner aller ersten Frage eine Ergänzung habe. Dazu ein Gedankenexperiment... Bleiben wir mal bei dem Wasserstoffatom. Angenommen ich nehme 1 einzelnes Wasserstoff Atom (weil es so leicht ist, von mir aus aber auch ein anderes) mit in ein Raumschiff welches sich mit annährend Lichtgeschwindigkeit bewegt. In diesem Raumschiff ist eine sehr feine und genau Waage. Hat das Atom auf der Waage im Raumschiff welches sich mit annährend Lichtgeschwindigkeit bewegt das selbe Gewicht (kg, g o.ä) wie, als wenn ich es auf der Erde wiegen würde? Vielen Dank für eure Geduld
Ich	Verfasst am: 12. Jul 2021 15:52    Titel: Es wird klarer, wenn man z.B. formuliert: Energie ist die Fähigkeit, mechanische Arbeit zu verrichten. Wenn du im 10. Stock einen Ball hältst, dann hat er in Bezug auf den Fußboden dort eine potentielle Energie von vielleicht 10 J/Kg, in Bezug auf den Erdboden eher 300 J/kg. Du brauchst nicht zu fragen, wo im Ball die Energie steckt. Die Energie ist keine Eigenschaft des Balles allein, sondern ein Maß dafür, was man unter diesen und jenen Bedingungen an Arbeit herausholen könnte. Selbiges gilt für die kinetische Energie. Sie ist ein Maß dafür, wieviel Arbeit ein Körper verrichten kann, wenn man ihn auf v=0 m/s abbremst. Weil du jede beliebige Geschwindigkeit als unbewegt definieren darfst (das heißt Relativitätsprinzip), kannst du dem Körper jede beliebige kinetische Energie zuschreiben, ohne dass sich an dem Köper was ändert. Wie gesagt, das ist keine Eigenschaft des Körpers allein, sondern eine abstrakte Größe, die dir sagt, was man herausholen könnte. Andere Energieformen wie z.B. Wärme sind schon etwas handfester, aber auch die wird "verschwindet", wenn man sich einzelne Teilchen anschaut statt einen genzen Körper. Also immer noch abstrakt. Lies vielleicht auch: https://www.leifiphysik.de/mechanik/arbeit-energie-und-leistung/ausblick/feynman-zum-energiebegriff
gast_free	Verfasst am: 12. Jul 2021 15:47    Titel: Ein Körper besitzt eine Masse m. Diese Masse ist dem Körper eigen und unabhängig von der der Wahl des Bezugssystems. Wird ein Körper beschleunigt erhält diese Bewegungsenergie. Klassisch. Relativistisch. Diese geht für v<<c wieder in die klassische Form über. Für kleine Geschwindigkeiten. Hier sieht man, das nur die Energie mit der Geschwindigkeit v zu nimmmt. Die Masse m bleibt konstant. Jetzt könnte man aus der Beziehung einen Massenzuwachs hinein interpretieren. Tatsächlich wirken auf diese Energie z.B. auch Gravitationskräfte. Dennoch ist der Begriff relativistische Masse irreführend. Sie hängt ja von der Wahl des Intertialsystems ab und widerspricht somit der Definition ganz oben. Energie und Masse lassen sich in der Teilchenphysik nicht mehr klar auseinander halten. Der Welle-Teilchendualismus und die Unschärfeprinzipien zeigen dies. Dies ist auch eine der Gründe für die angeführte Nichtmessbarkeit. Eine weitere Begründung für die Konstanz der Ruhemasse ergibt sich aus der Impulserhaltung unter Anwendung der Lorentz-Transformationen. Hier geht im Grenzfall die relativistische Mechanik in die klassische Mechanik über.
Dopikus	Verfasst am: 12. Jul 2021 14:47    Titel: Na ja, du weißt doch gar nicht wie schnell ich jogge Aber vielen Dank für die ausführliche Erklärung!
TomS	Verfasst am: 12. Jul 2021 14:33    Titel: Wenn du einen Körper beschleunigst, wird dieser minimal gestaucht, d.h. letztlich, dass er sich erwärmt. Offenbar ist dieser Effekt jedoch klein, z.B. verbrennt man sich beim Joggen nicht die Füße ;-) Bei einem Atom verhält es sich etwas anders, weil kein System mit vielen Freiheitsgraden vorliegt und man deswegen nicht von Wärme und Temperatur sprechen kann. Ein neutrales Atom zu beschleunigen ist schwierig. Nehmen wir ein positives Ion, dem ein Elektron fehlt, und beschleunigen es in einem elektrischen Feld. Dabei wird die Hülle der verbleibenden Elektronen minimal deformiert, ihr Schwerpunkt weicht minimal vom Ort des positiv geladenen Kerns ab. Aber die kinetische Energie des Ions steckt ebensowenig in dieser Deformation wie die kinetische Energie eines Autos in der Temperatur des Innenraumes. In sehr sehr guter Näherung ist die winzige Deformation völlig vernachlässigbar.
Qubit	Verfasst am: 12. Jul 2021 14:30    Titel: Re: Relativistische Massezunahme Wasserstoffatom Dopikus hat Folgendes geschrieben: Meine Frage: Wenn man ein Wasserstoffatom auf annähernd Lichtgeschwindigkeit beschleunigt, auf welche Bestandteile des Atoms verteilt sich die Zunahme der Masse? Meine Ideen: Kann man solch eine Differenzierung experimentell nachweisen oder lässt sich die Massezunahme lediglich in einer Formel auf das ganze Teilchen ausdrücken? Bevor man das Konzept der "relativistischen Masse" kritisch sah, beschrieb man die Energie einer Masse m (allgemein) als: Da steckt allerding der Lorentzfaktor (für Relativbewegung) drin und man schreibt heute eher: ist dabei alles, was zur Ruheenergie (=Ruhemasse) beiträgt, insbesondere auch Wechselwirkungsenergien. So trägt zB. diese Wechselwirkungsenergie im Wesentlichen zur Ruhemasse auf Skala von Protonen und Neutronen in Atomkernen bei, die ja bekanntlich die Hauptmasse eines Atoms ausmachen. Die Beiträge in sind da additiv und bestimmen sich nach der zugrundeliegenden Theorie der entsprechenden Wechselwirkungen (hier im Wesentlichen starke Wechselwirkung). Hat so ein physikalisches Objekt wie ein Atom die Relativgeschwindigkeit v, so bezieht sich diese Relativgeschwindigkeit auch auf alle Bestandteile des Atoms. Bei deinem "Apfel" musst du letztlich schauen, welche Energie im betrachteten System (mit Relativgeschwindigkeit v) bleibt. Beim Pflücken erhält der Apfel so (sehr detailliert betrachtet) thermische Energie aber er verliert auch einen Teil seiner potentiellen Energie an die Umgebung. Das geht dann alles in im Ruhesystem des Apfels ein.
Dopikus	Verfasst am: 12. Jul 2021 14:17    Titel: wenn ich den Apfel mit meiner Hand vom Baum pflücke übe ich einen gewissen Druck auf die Apfeloberfläche aus. Dabei wird der Apfel, wenn auch nicht viel, wärmer. (Ich weiß, eine Apfel ist kein Gas ;-)) Aber so denke ich mir das. Wenn ich mit einem Hammer auf ein Stück Metall schlage, erwärmt sich die Fläche des Hammers und das Metall. Ähnlich sehe ich das bei meinem Apfel-Beispiel. Nur etwas sanfter Das definiere ich als Energieerhaltung. Und so müsste das doch auch bei einem Wasserstoffatom oder anderes Teilchen nahe Lichtgeschwindigkeit sein. Da Energie und Masse äquivalent sind. Was passiert mit der zugeführten Energie? Wo befindet diese sich?
TomS	Verfasst am: 12. Jul 2021 13:49    Titel: Gegenfrage: wie stellst du dir das beim Apfel vor?
Dopikus	Verfasst am: 12. Jul 2021 12:55    Titel: Danke für die Erklärung und Hinweis Das sich das Atom nicht ändert habe ich, glaube ich verstanden. Die Stoffmenge ändert sich ja nicht beim beschleunigen eines Teilchen/Masse. Die Masse ist ja konstant. Aber Einstein selber schreibt ja in seiner spez.Relativitätstheorie von der relativistischen Masse. Aber so wie du schon geschrieben hast, macht man es heutzutage wohl nicht mehr. Das habe ich auch verstanden. Vielleicht habe ich mich auch unklar ausgedrückt...Deshalb probiere ich meine Frage noch mal neu zu formulieren. Wenn man ein Teilchen mit einer Masse auf annährend Lichtgeschwindigkeit beschleunigt, benötigt man ja viel Energie um das massehafte Teilchen auf die Geschwindigkeit zu bringen. DrStupid schrieb "einer Zunahme der Energie und die verteilt sich auf alles, was Masse hat - also nicht nur auf die Elementarteilchen, aus denen das System besteht, sondern auch auf die potentielle Energie zwischen ihnen. Das bedeutet gleichzeitig, dass man das nicht so einfach messen kann." Und das kann ich mir nicht so richtig vorstellen. Die Energie die man zum Beschleunigen aufbringt geht ja nicht verloren. Ihr werdet jetzt schmunzeln, aber ich gebe euch mal ein Beispiel damit ihr mich versteht :-) Wenn ich einen Apfel vom Baum pflücke und in einen Korb lege, ist der Baum um das Gewicht des Apfels leichter geworden und der Korb schwerer. Und ein Teil der Energie die ich zum Abreißen und Transport des Apfels aufgebracht habe, steckt ja im Apfel ohne das die Masse (Stoffmenge) zugenommen hat. So stelle ich mir das mit einem Teilchen vor. Wo steckt die Energie bei einem z.B. Wasserstoffatom? Ist es so wie Dr.Stupid beschrieben hat? e.
TomS	Verfasst am: 12. Jul 2021 11:27    Titel: Danke, Marco hat recht.
as_string	Verfasst am: 12. Jul 2021 11:12    Titel: Re: Relativistische Massezunahme Wasserstoffatom TomS hat Folgendes geschrieben: In beiden Theorien ist es außerdem egal, ob das Atom beschleunigt wird, oder ob du dich sehr schnell an einem Atom vorbei bewegst. Damit sollte klar werden, warum sich an dem Atom nichts ändert. Vielleicht hier noch zur "Beschleunigung": Ich vermute, TomS meinte nicht die Beschleunigung an sich vermutlich, weil natürlich eine Beschleunigung schon was anderes ist, als "keine Beschleunigung", aber ich verstehe ihn so, dass es darum geht: Ob man das eine als ruhend betrachtet und das andere als bewegt oder umgekehrt ändert an der Physik nichts. Gruß Marco
TomS	Verfasst am: 12. Jul 2021 10:39    Titel: Re: Relativistische Massezunahme Wasserstoffatom Dopikus hat Folgendes geschrieben: Wenn man ein Wasserstoffatom auf annähernd Lichtgeschwindigkeit beschleunigt, auf welche Bestandteile des Atoms verteilt sich die Zunahme der Masse? An dem Wasserstoffatom ändert sich nichts, insbs. bleibt die Ruhemasse m identisch! Am besten vergleichst du die kinetische Energie im Rahmen der Newtonschen Mechanik mit der kinetischen Energie im Rahmen der Relativitätstheorie Die kinetische Energie ändert sich, die Ruhemasse nicht. In beiden Theorien ist es außerdem egal, ob das Atom beschleunigt wird, oder ob du dich sehr schnell an einem Atom vorbei bewegst. Damit sollte klar werden, warum sich an dem Atom nichts ändert. Insbs. aus diesen Gründen ist es völlig unnötig und irreführend, eine variable sogenannte "relativistische Masse" zu betrachten; das Konzept ist überholt und wurde schon von Einstein abgelehnt.
DrStupid	Verfasst am: 12. Jul 2021 08:51    Titel: Re: Relativistische Massezunahme Wasserstoffatom Dopikus hat Folgendes geschrieben: Wenn man ein Wasserstoffatom auf annähernd Lichtgeschwindigkeit beschleunigt, auf welche Bestandteile des Atoms verteilt sich die Zunahme der Masse? Um bei Physikern keine Pawlowschen Reflexe auszulösen, spricht man hier besser von einer Zunahme der Energie und die verteilt sich auf alles, was Masse hat - also nicht nur auf die Elementarteilchen, aus denen das System besteht, sondern auch auf die potentielle Energie zwischen ihnen. Das bedeutet gleichzeitig, dass man das nicht so einfach messen kann.
Dopikus	Verfasst am: 12. Jul 2021 07:52    Titel: Relativistische Massezunahme Wasserstoffatom Meine Frage: Wenn man ein Wasserstoffatom auf annähernd Lichtgeschwindigkeit beschleunigt, auf welche Bestandteile des Atoms verteilt sich die Zunahme der Masse? Meine Ideen: Kann man solch eine Differenzierung experimentell nachweisen oder lässt sich die Massezunahme lediglich in einer Formel auf das ganze Teilchen ausdrücken?

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