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D2
Anmeldungsdatum: 10.01.2012
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 D2 Verfasst am: 06. Okt 2012 16:36 Titel: Geladene Körper- freier Fall |
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Meine Frage:
1. Alle beschleunigte Körper erzeugen eine EM Strahlung.
Bedeutet dass, dass solche Körper in dem Gravitazionfeld einer Masse langsamer als neutralle Körper gleicher Masse fallen?
Meine Ideen:
Wenn die Aussage 1. gilt, und die EM Strahlung den Körper verläst, dann ist Energie aufgebraucht, und da der Körper nicht an Masse verlieren kann, muss meiner Meinung nach so ein geladener Körper mit einer Verzögerung fallen, die zu einer verminderter Aufprallgeschwindigkeit führen wird.
Aber die Aussage 1. kann nicht stimmen, wenn man zusammen mit so einem fallenden Körper ein Radioempfänger fallen läst. Dieser Empfänger wird keine EM Strahlung registrieren können, da der Empfänger relativ zum Körper ruht. Also doch keine Strahlung und Proton und Neutron werden sagen wir auf dem Mond gleichzeitig fallen? Wo ist mein Denkfehler?
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
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| TomS Verfasst am: 07. Okt 2012 01:09 Titel: |
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Das Problem ist komplizierter, als es zunächst aussieht.
Frage: wie definierst du Strahlung?
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Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago. |
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D2
Anmeldungsdatum: 10.01.2012
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
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| TomS Verfasst am: 07. Okt 2012 17:41 Titel: |
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Diese Feststellungen haben nichts mit der ursprünglichen Frage zu tun.
Es geht doch darum, ob elektrisch geladenen, fallende Körper, frei fallen gemäß dem Äquivalenzprinzip, oder ob sie elektromagnetisch strahlen und Energie verlieren.
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D2
Anmeldungsdatum: 10.01.2012
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18073
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| TomS Verfasst am: 07. Okt 2012 18:09 Titel: |
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Es geht um eine frei fallende elektrische Ladung. Dabei besteht das Problem darin, dass deren Beschleunigung nur von einem stationären, also nicht fallenden Beobachter aus wahrgenommen wird; für diesen existiert aber sicher ein elektromagnetisches Feld, einfach weil sich die Ladung relativ zu ihm bewegt. Die Ladung selbst ist frei fallend und daher unbeschleunigt.
Daher gilt der Satz, dass beschleunigte Ladungen strahlen, hier nicht so ohne weiteres. Eine im Gravitationsfeld der Erde ruhende Ladung spürt gemäß dem Äquivalenzprinzip eine Beschleunigung, sie strahlt jedoch nicht.
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18073
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| TomS Verfasst am: 07. Okt 2012 18:54 Titel: |
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Wir hatten das Problem übrigens schon mal hier diskutiert.
http://www.physikerboard.de/lhtopic,26947,0,0,asc,.html
Die wesentliche Erkenntnis war, dass frei fallende Ladungen wohl strahlen, dass es dazu aber keine absolute Übereinstimmung bei den Experten gibt. Was ist dann in diesem Zusammenhang deine Frage?
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D2
Anmeldungsdatum: 10.01.2012
Beiträge: 1723
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| D2 Verfasst am: 07. Okt 2012 19:05 Titel: |
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| TomS hat Folgendes geschrieben: | | Es geht um eine frei fallende elektrische Ladung. Dabei besteht das Problem darin, dass deren Beschleunigung nur von einem stationären, also nicht fallenden Beobachter aus wahrgenommen wird; für diesen existiert aber sicher ein elektromagnetisches Feld, einfach weil sich die Ladung relativ zu ihm bewegt. |
Der Beobachter bewegt sich im Gravitationsfeld nicht, falls dieser EM Strahlung registrieren sollte versucht der Beobachter die Energiequelle der Strahlung zu ermitteln. Da Ereignise wie eine Ausstahlung bzw. Registrierung eines Photons absolut sind und entweder von allen möglichen Beobachter oder von keinem einzigen beobachtet werden können und es definitiv Beobachter gibt die Null registrieren, gibt es einfach keine Strahlung, die eine fallende Ladung abgeben kann.
| TomS hat Folgendes geschrieben: | | Die Ladung selbst ist frei fallend und daher unbeschleunigt. |
Das ist die wahrscheinliche Erklärung.
Da die Kraft des Gravitationsfelds auf alle Teile der Ladung gleichzeitig wirkt, wird diese Ladung nicht verzehrt und kann keine EM Welle abstrahlen.
| TomS hat Folgendes geschrieben: | | Daher gilt der Satz, dass beschleunigte Ladungen strahlen, hier nicht so ohne weiteres. Eine im Gravitationsfeld der Erde ruhende Ladung spürt gemäß dem Äquivalenzprinzip eine Beschleunigung, sie strahlt jedoch nicht. |
Die Ladung kann auch dann nicht strahlen, wenn diese frei fällt(beim Aufprall: ja, beim freien Fall -nie)
Äqualenzprinzip der Beobachtung wird sonst verletzt, da mit der Ladung fallender Beobachter keine EM Strahlung registrieren kann. Energierhaltung wird veletzt, da der in grav.Feld ruhender Beobachter die Energiequelle nicht lokalisieren kann. Sonst müssen alle grose el. neutrale Körper die aus mehreren Ladungen bestehen auch EM Wellen abstrahlen die sich teilweise nicht kompensieren und registriert werden können.
Kein Experiment der Welt kann so was registrieren, die Atome(s. Bohrsches Atommodel) strahlen auch nicht ab, oder?
| TomS hat Folgendes geschrieben: | | D2 hat Folgendes geschrieben: | | Welche Schwachstellen hat dann die Annahme das ein Elektron immer als ein Teilchen und niemalls als eine Welle unterwegs ist? |
- die Stabilität der Orbits im Atom
- ist nicht erklärbar |
Jetzt zu der 1. Frage
Wenn eine stationäre Orbit(freier Fall) vorliegt, wird keine EM Welle abgestrahlt, auch dann nicht wenn es sich um eine Ladung handelt.
P.S. Alle strahlende, beschleunigte Ladungen die wir kennen werden assimetrisch beschleunigt. Das bedeutet dass unsere technische Möglichkeiten uns nicht erlauben die Trägheit zu überlisten. Wir sind nicht im stande die Kraft so gleichmäsig zu verteilen, das der beschleunigter Körper keine Verzehrung erfährt. Die Gravitationskraft aber beschleunigt zwar die Ladung, zu einer Strahlung kommt es nie. Von einem Paradox kann nie die Rede sein. Alle Beobachter beobachten gar nix.
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18073
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| TomS Verfasst am: 07. Okt 2012 19:45 Titel: |
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| D2 hat Folgendes geschrieben: | | TomS hat Folgendes geschrieben: | | Es geht um eine frei fallende elektrische Ladung. Dabei besteht das Problem darin, dass deren Beschleunigung nur von einem stationären, also nicht fallenden Beobachter aus wahrgenommen wird; für diesen existiert aber sicher ein elektromagnetisches Feld, einfach weil sich die Ladung relativ zu ihm bewegt. |
Der Beobachter bewegt sich im Gravitationsfeld nicht, falls dieser EM Strahlung registrieren sollte versucht der Beobachter die Energiequelle der Strahlung zu ermitteln. Da Ereignise wie eine Ausstahlung bzw. Registrierung eines Photons absolut sind und entweder von allen möglichen Beobachter oder von keinem einzigen beobachtet werden können … |
Dachte ich auch, ist aber nicht so. Ein Beispiel ist der Unruh-Effekt bzw. die Unruh-Strahlung, wo tatsächlich zwei verschiedene Beobachter im selben Raumbereich einmal Strahlung (Photonen) registrieren, einmal nicht. Das Konzept des „Teilchens“ ist kein allgemein kovariantes Konzept.
Zu den anderen Fragestellungen lies dir bitte mal die Referenzen im anderen Thread durch, sonst führen wir die selbe Diskussion noch mal.
| D2 hat Folgendes geschrieben: | | Da die Kraft des Gravitationsfelds auf alle Teile der Ladung gleichzeitig wirkt, wird diese Ladung nicht verzehrt und kann keine EM Welle abstrahlen. |
Darum geht es doch gar nicht. Es geht um idealisierte Punktladungen.
| D2 hat Folgendes geschrieben: | | Die Ladung kann auch dann nicht strahlen, wenn diese frei fällt |
Doch
| D2 hat Folgendes geschrieben: | | Äqualenzprinzip der Beobachtung wird sonst verletzt … |
Das wäre so, aber das muss nicht schlimm sein, da wir die ART ja um den Elektromagnetismus erweitern und das Äquivalenzprinzip dafür nicht gelten muss.
| D2 hat Folgendes geschrieben: | | … die Atome(s. Bohrsches Atommodel) strahlen auch nicht ab, oder? |
Ja, aber das hat rein gar nichts mit der Relativitätstheorie und den hier diskutierten Fragestellungen zu tun!!!
| D2 hat Folgendes geschrieben: | | TomS hat Folgendes geschrieben: | | D2 hat Folgendes geschrieben: | | Welche Schwachstellen hat dann die Annahme das ein Elektron immer als ein Teilchen und niemals als eine Welle unterwegs ist? |
- die Stabilität der Orbits im Atom
- ist nicht erklärbar |
Jetzt zu der 1. Frage
Wenn eine stationäre Orbit(freier Fall) vorliegt, wird keine EM Welle abgestrahlt, auch dann nicht wenn es sich um eine Ladung handelt. |
Eine elektrische Punktladung in einem klassischen elektromagnetischen Feld fällt nicht frei; sie spürt eine Kraft. Du darfst das Äquivalenzprinzip nicht einfach auf eine andere Wechselwirkung anwenden.
| D2 hat Folgendes geschrieben: | | Die Gravitationskraft aber beschleunigt zwar die Ladung, zu einer Strahlung kommt es nie. Von einem Paradox kann nie die Rede sein. Alle Beobachter beobachten gar nix. |
Wie im anderen Thread diskutiert sieht das die Mehrheit der Wissenschaftler anders.
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18073
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D2
Anmeldungsdatum: 10.01.2012
Beiträge: 1723
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| D2 Verfasst am: 07. Okt 2012 20:31 Titel: |
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Danke für die Links,
mein Englisch ist noch nicht so weit, aber ich lasse nicht locker und was english betrifft bin ich sicher, dass ich weiter komme.
Ich reduziere meine Fragen auf wesentliche.
Muss die fallende Ladung im Falle der EM Ausstrahlung langsamer fallen?
(falls ja, wird der mitfalender Beobachter dies übrigens auch registrieren, da dieser die Ladung überholen wird).
Wenn nein, was liefert dann die Strahlungsenergie?
Was hindert eine experimentele Untersuchung des Problems?
Die nicht ausreichende Meßgenauigkeit unserer Meßgeräte?
Folgendes Paradox. Die Ladung fällt auf den Boden welches ein Spiegel enthält. Das ausgestrahlte Photon dieser Ladung wird reflektiert und kollidiert mit der immer noch fallenden Ladung, so dass diese etwas abgelenkt wird, also eine seitliche Kraft erfährt.
Wird die Kollision für alle Beobachter statfinden?
Auch für den freifallenden(gleiche synchrone Fallgeschwindigkeit) Beobachter?
Ab wann wird für diesen Beobachter dieses Photon erkennbar sein?
Gibt es dafür plausibele Antworten?
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18073
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| TomS Verfasst am: 07. Okt 2012 20:40 Titel: |
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| D2 hat Folgendes geschrieben: | | Muss die fallende Ladung im Falle der EM Ausstrahlung langsamer fallen? |
m.E. ja
| D2 hat Folgendes geschrieben: | | (falls ja, wird der mitfalender Beobachter dies übrigens auch registrieren, da dieser die Ladung überholen wird). |
m.E. ja
| D2 hat Folgendes geschrieben: | Was hindert eine experimentele Untersuchung des Problems?
Die nicht ausreichende Meßgenauigkeit unserer Meßgeräte? |
Die Winzigkeit der Effekte
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D2
Anmeldungsdatum: 10.01.2012
Beiträge: 1723
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| D2 Verfasst am: 21. Feb 2013 19:55 Titel: |
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Was ist, wenn die fallende Ladung nur beim Aufprall zu strahlen beginnt?
So lange diese sich auf einer Orbit befindet - keine Strahlung,
nur wenn die Ladung warum auch immer von einer Orbit zu anderer wechselt darf die Energie abgestrahlt oder absorbiert werden.
So werden keine Erhaltungsgesetze verletzt und Borsches Atommodell darf weiter existieren?
Vielleicht kann man diese Vermutung beweisen, in dem man Ladungen nur in eine Richtung kontinuierlich beschleunigt. Ohne Richtungswechsel dann keine Abstrahlung EM Wellen. Ich hoffe solche Geräte existieren oder können gebaut werden.
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Lösungen gibt es immer, man muss nur darauf kommen. |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18073
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| TomS Verfasst am: 21. Feb 2013 21:53 Titel: |
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Die frei fallende Ladung strahlt aber immer; Annahmen wie "was ist, wenn ..." sind sinnlos.
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D2
Anmeldungsdatum: 10.01.2012
Beiträge: 1723
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| D2 Verfasst am: 23. Feb 2013 11:34 Titel: |
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Ich habe lange über beschleunigte Ladungen nachgedacht, die EM Wellen ausstrahlen oder absorbieren
https://lp.uni-goettingen.de/get/text/6010
Und schlage vor die Ursache und Wirkung beim Beschleunigungsvorgang einer Ladung genau unter die Lupe zu nehmen. Es sieht danach aus, das die Wirkung für die Ursache gehalten wird und umgekehrt.
Stellen wir uns für einen Moment vor, dass nur die Ladungen, die EM Wellen abgestrahlt haben, tatsächlich beschleunigt waren. Die Ursache der Strahlung war unweigerliche assymetrische Deformation des Ladungsfeldes einer Ladung während des Beschleunigungsvorganges. Zur Erinnerung: Eine ruhende oder gleichmäßig(kräftefrei) bewegte Ladung strahlt nicht(die notwendige Deformation des E-Feldes ist schlicht nicht vorhanden, also EM-Wellen Ausstrahlung findet nicht statt).
Jetzt suche ich nach Ladungen die frei von Kräften sind und postuliere, dass solche Ladungen prinzipiell nicht imstande sind die EM Wellen zu erzeugen. Z.B. wenn Empfänger beschleunigt Richtung einer ruhender Ladung bewegt wird, erwarte ich kein Empfang.
Eine punktförmige Ladung, die in einem Gravitationsfeld frei fällt erfährt keine Deformation ihres E-Feldes, also kann so eine Ladung auch nicht strahlen. Sollte diese doch tun, möchte ich gerne Wissen wie die Gravitationskraft es schaffen soll das E-Feld der Ladung zu deformieren?
Wird wiederum eine ruhende Ladung von einem Photon angestoßen, findet nicht nur Beschleunigung der Ladung statt, sondern vor allem die Deformation des E-Feldes der Ladung, die Ladung muss Energie und Impulsaustausch mit dem Photon über sich ergehen lassen, das Photon welches die Ladung angestoßen hat wird durch diese Ladung „absorbiert“ um sofort! weiteres(oft gestreutes Photon genannt) Photon abzustrahlen um sich dann mit einer neuer erworbener Geschwindigkeit vom Kollisionsplatz zu entfernen.
http://www.physicsmasterclasses.org/exercises/bonn2/de/inhalt-3.2.3.html
Die von Ort der Kollision entfernte Ladung strahlt nicht mehr, da Deformation ihres E Feldes ist wieder Null.
Fazit. Wenn man annimmt, dass die Ursache der Strahlung die Deformation des E-Feldes der Ladung ist, hat man ein paar Paradoxen weniger. Da darf sogar eine Ladung die um eine andere ihre Runden zieht(Bohrsches Atommodell) gewisse Zeit(solange Gleichgewicht der Kräfte herrscht) dies strahlungsfrei tun. Ob Elektronen tatsächlich ihre Bahnen um die Protonen ziehen oder nicht, ist nicht so prinzipiell, wichtig ist dass man erlauben kann einer Ladung im Bereich eines Punktfeldes(E-Feld, bzw. Gravitationsfeld) frei bewegen ohne dabei strahlen zu müssen, falls die Bahnen geladenen Teilchen stabil sind. Umgekehrt: Instabilität führt zwangsläufig zu EM-Wellen Ausstrahlung.
Kritik? Einwände?
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Lösungen gibt es immer, man muss nur darauf kommen. |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18073
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| TomS Verfasst am: 23. Feb 2013 12:57 Titel: |
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Schön, dass du dir eigene Gedanken machst, aber die meisten der Probleme sind bekannt und gelöst: klassische Elektrodynamik, Quantenelektrodynamik; das Problem der "frei fallenden Ladung" im Gravitationsfeld ist insbs. rechnerisch kompliziert.
Aber dazu habe ich schon Links gepostet.
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jh8979
Moderator
Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8582
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| jh8979 Verfasst am: 23. Feb 2013 14:00 Titel: |
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| D2 hat Folgendes geschrieben: |
Kritik? Einwände? |
Jede] bewegte Ladung erzeugt ein EM-Feld. Der Unterschied ist, dass beschleunigte Ladungen ein Feld erzeugen, das nur mit ~1/r abfaellt und darum Energie verlieren. Ob dies geschieht oder nicht hat nichts damit zu tun, ob ihre Bahn stabil ist oder nicht, sonder nur damit ob eine Ladung beschleunigt wird oder nicht. Dies ist hat nichts mit QM oder Photonen zu tun und ist ein rein klassisches Phänomen, das seit mehr als 100 Jahren bekannt ist.
http://en.wikipedia.org/wiki/Larmor_formula
http://en.wikipedia.org/wiki/Liénard–Wiechert_potential
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D2
Anmeldungsdatum: 10.01.2012
Beiträge: 1723
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| D2 Verfasst am: 23. Feb 2013 15:51 Titel: |
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1. Feynman 28-4 DIe Kraft eines Elektrons auf sich selbst
s.Formel (28.10), gilt nur für oszillierende Ladungen http://books.google.de/books?id=I-5pEVHoRfUC&pg=PA537&lpg=PA537&dq=28-4+DIe+Kraft+eines+Elektrons+auf+sich+selbst+Feynman&source=bl&ots=YwBtTUUfPI&sig=Gpzhg7D7RCenb9vItbp3h-NNkn0&hl=de&sa=X&ei=eMooUbqqKsrMtQbms4DIBA&sqi=2&ved=0CC4Q6AEwAA#v=onepage&q=28-4%20DIe%20Kraft%20eines%20Elektrons%20auf%20sich%20selbst%20Feynman&f=false
2.Link wahrscheinlich dieser:
http://de.wikipedia.org/wiki/Li%C3%A9nard-Wiechert-Potential
Wir sind nicht imstande das Elektron so mit einer Zange zu packen, dass sein Feld unverändert bleibt, während wir so eine Zange hin und her schleudern. Könnten wir das, wird auf so einer Art beschleunigte Elektron nicht strahlen. Und doch existiert so eine Zange wahrscheinlich- das ist die Gravitation selbst.
Die beschleunigte oder abgebremste Elektronen die wir kennen, strahlen und müssen strahlen, da wir diese Elektronen assymmetrisch beschleunigen oder abbremsen. Wir können nie ihre Trägheit ausschalten. Wir verzerren kugelsymmetrisches Feld einer Ladung durch Beschleunigungsvorgang und zwingen so eine Ladung EM Felder abzugeben.
Das Problem meiner Meinung nach liegt in der Annahme, das das Elektron punktförmig sein soll. Deswegen gelingt auch niemanden eine selbstkonsistente Quantentheorie herzuleiten.
P.S. EM Wellen abgeben, bedeutet Energie abstrahlen.
E oder M Feld besitzen, hat mit der Abstrahlung wenig zu tun.
| Beschreibung: |
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| Dateigröße: |
53.56 KB |
| Angeschaut: |
1985 mal |
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Lösungen gibt es immer, man muss nur darauf kommen. |
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jh8979
Moderator
Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8582
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| jh8979 Verfasst am: 23. Feb 2013 16:31 Titel: |
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Nochmal: Der Effekt ist ein rein klassisches Phänomen und hat nichts mit QM zu tun oder damit ob ein Elektron punktförmig ist oder nicht. Er ist auch unabhängig davon *wie* eine Ladung beschleunigt wird.
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