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D2
Anmeldungsdatum: 10.01.2012
Beiträge: 1723
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 D2 Verfasst am: 16. Feb 2013 16:45 Titel: Anologien zu der Lorentzkraft in der Mechanik |
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Meine Frage:
Kann man Magnus-Effekt
"Ein rotierender Körper (Zylinder oder Kugel) wird im rechten Winkel zur Anströmrichtung abgelenkt."
http://de.wikipedia.org/wiki/Magnus-Effekt
mit Lorentzkraft vergleichen?
Die Lorentzkraft auf eine bewegte Ladung in einem Magnetfeld wirkt ...
... senkrecht zur Bewegungsrichtung der Ladung
... senkrecht zu den Magnetfeldlinien
http://www.abi-physik.de/buch/das-magnetfeld/lorentzkraft/
Meine Ideen:
Ich wüsste nicht warum ich diese Analogie so schnell verwerfen soll.
Gibt es ähnliche Beispiele in der Mechanik oder Hydraulik, wenn die Kräfte senkrecht zu der Bewegungsrichtung entstehen?
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jh8979
Moderator
Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8586
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| jh8979 Verfasst am: 17. Feb 2013 00:49 Titel: |
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Vergleiche kann man immer... ich wüsste nur nicht was diese "Analogie" in diesem Fall bringt...
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D2
Anmeldungsdatum: 10.01.2012
Beiträge: 1723
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jh8979
Moderator
Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8586
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| jh8979 Verfasst am: 18. Feb 2013 01:31 Titel: |
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| D2 hat Folgendes geschrieben: |
Ich bin der Meinung, dass die ganze Elektrodynamik ohne Asnahmen mit Analogien aus Hydraulik erklärt werden können.
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Für einfache Stromkreise mag das zutreffen. Für die ganze Elektrodynamik aber wohl kaum. Ansonsten wäre ich mal gespannt zu erfahren was denn die Analogie ist zur Abstrahlung von EM-Wellen bei beschleunigten Ladungen, oder Wellenleitern oder selbst die einfache Coulombkraft,...
Analogien machen solange Sinn wie sie einem helfen etwas zu verstehen.. ich bezweifle das das hier der Fall ist.
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18351
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| TomS Verfasst am: 18. Feb 2013 07:11 Titel: |
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| D2 hat Folgendes geschrieben: | | Ich bin der Meinung, dass die ganze Elektrodynamik ohne Asnahmen mit Analogien aus Hydraulik erklärt werden können. |
Analogien reichen in der Physik nicht aus, gefragt sind quantitative Ergebnisse.
Wenn deine Aussage also richtig sein soll, dann musst du zeigen, wie sich die Phänomenone, die mittels der Maxwellgleichungen erklärbar sind, ohne diese rein auf Basis der relativistischen (!) Mechanik verstehen lassen. Dazu benötigst du exakte Gleichungen. Ohne diese ist die Aussage haltlos.
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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
Beiträge: 1723
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| D2 Verfasst am: 18. Feb 2013 22:10 Titel: |
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| jh8979 hat Folgendes geschrieben: | | D2 hat Folgendes geschrieben: |
Ich bin der Meinung, dass die ganze Elektrodynamik ohne Asnahmen mit Analogien aus Hydraulik erklärt werden können. |
Für einfache Stromkreise mag das zutreffen. Für die ganze Elektrodynamik aber wohl kaum. Ansonsten wäre ich mal gespannt zu erfahren was denn die Analogie ist zur Abstrahlung von EM-Wellen bei beschleunigten Ladungen, oder Wellenleitern oder selbst die einfache Coulombkraft,... |
Abstrahlung von EM-Wellen entspricht einem Sprinkler /Rasensprenger/Zerstäuber/ Sprüher
Wellenleitern ? Wenn die Anspielung auf Totalreflektion bezieht
http://www.physik.uni-wuerzburg.de/uploads/media/Laser_Skript_XI.pdf
dann gibt es eine Lösung, wo man auf die Wellennatur des Lichtes(EM Welle) ganz verzichtet werden kann.
Nebenbei ohne Wellenmodell allein durch reine Geometrie eines Elementarteilchens kann man z. B. Fermatsches oder Huygens-Fresnelsche Prinzip erklären.
http://www.bilder-hochladen.tv/pic/FMHGwuYw/
einfache Coulombkraft - Unterdruck / Überdruck(Ladungen entsprechen Volumen, positives Volumen wird vom negativen angezogen)
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Lösungen gibt es immer, man muss nur darauf kommen. |
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D2
Anmeldungsdatum: 10.01.2012
Beiträge: 1723
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| D2 Verfasst am: 18. Feb 2013 23:17 Titel: |
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| TomS hat Folgendes geschrieben: |
Analogien reichen in der Physik nicht aus, gefragt sind quantitative Ergebnisse.
Wenn deine Aussage also richtig sein soll, dann musst du zeigen, wie sich die Phänomenone, die mittels der Maxwellgleichungen erklärbar sind, ohne diese rein auf Basis der relativistischen (!) Mechanik verstehen lassen. Dazu benötigst du exakte Gleichungen. Ohne diese ist die Aussage haltlos. |
Mir ist klar dass konkrette quantativen Ergebnissen gefragt sind.
Ich bin der Meinung dass die relativistischen Mechanik und Maxwellgleichungen zwei Seiten einer Medalie sind. Beispiele: Welle-Teilchen-Dualismus, das Modell der Materiewellen, Quantenmechanik.
Farraday und Maxwell sind zwar dabei gescheitert, aber anscheinend gibt es einen Weg
http://books.google.de/books?id=1RAxJc0M_aEC&pg=PA3&lpg=PA3&dq=maxwell+gleichungen++mechanische+Analogien&source=bl&ots=BG6zycbgjJ&sig=q-hnhx-sjPxCzq7hZ7fqqMx_WUI&hl=de&sa=X&ei=0qUiUaT6AYGJ4ASAyIGwCg&sqi=2&ved=0CEMQ6AEwBA#v=onepage&q=maxwell%20gleichungen%20%20mechanische%20Analogien&f=false
Sollte ich mich irren, lasse ich mich besseren belehren.
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jh8979
Moderator
Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8586
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| jh8979 Verfasst am: 19. Feb 2013 01:48 Titel: |
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| D2 hat Folgendes geschrieben: |
Abstrahlung von EM-Wellen entspricht einem Sprinkler /Rasensprenger/Zerstäuber/ Sprüher
Wellenleitern ? Wenn die Anspielung auf Totalreflektion bezieht
http://www.physik.uni-wuerzburg.de/uploads/media/Laser_Skript_XI.pdf
dann gibt es eine Lösung, wo man auf die Wellennatur des Lichtes(EM Welle) ganz verzichtet werden kann.
Nebenbei ohne Wellenmodell allein durch reine Geometrie eines Elementarteilchens kann man z. B. Fermatsches oder Huygens-Fresnelsche Prinzip erklären.
http://www.bilder-hochladen.tv/pic/FMHGwuYw/
einfache Coulombkraft - Unterdruck / Überdruck(Ladungen entsprechen Volumen, positives Volumen wird vom negativen angezogen) |
Einfach irgendwelche Phänomene nennen, die irgendwie ähnlich sind, ist keine besonders hilfreiche Analogie... eine Analogie wäre, dass beschleunigte Volumen (=Ladungen) EM-Wellen abstrahlen (kein Wasser, was ja Volumen=Ladung entspricht bei Dir)...
Kurz: Elektrodynamik lässt sich nicht per Hydrodynamik erklären.
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D2
Anmeldungsdatum: 10.01.2012
Beiträge: 1723
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| D2 Verfasst am: 19. Feb 2013 22:59 Titel: |
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| jh8979 hat Folgendes geschrieben: | Einfach irgendwelche Phänomene nennen, die irgendwie ähnlich sind, ist keine besonders hilfreiche Analogie... eine Analogie wäre, dass beschleunigte Volumen (=Ladungen) EM-Wellen abstrahlen (kein Wasser, was ja Volumen=Ladung entspricht bei Dir)...
Kurz: Elektrodynamik lässt sich nicht per Hydrodynamik erklären. |
Man sagt viele Flüsse landen in einem Meer, aber in diesem konkreten Fall war ich etwas voreilig.
Der Grundgedanke ist, dass ich die Inkompressibilität des Wasser und der Ladungen in geschlossenen Systemen(Rohleitungen und el. Leitungen) so zusagen von innen betrachtet habe, ohne nachzudenken, was eigentlich „draußen“, also außerhalb der Leitungen für ein Medium herrscht. Deine Kritik ist berechtigt und da habe schon ich interessante Ansätze, die momentan mehr Fragen als Antworten aufwerfen. Die „Ladungen“ im hydraulischen Variante scheinend dynamisch zu sein. Mindestens ist die „Anziehung“ und „Abstoßung“ ist dann leicht zu erklären und nicht nur zwischen ruhenden „Ladungen“ sondern auch in ihrer Bewegung. Zusätzlich aber entstehen andere Probleme, die ich mir selbst erst beantworten muss.
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Zuletzt bearbeitet von D2 am 23. Feb 2013 19:06, insgesamt einmal bearbeitet |
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D2
Anmeldungsdatum: 10.01.2012
Beiträge: 1723
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| D2 Verfasst am: 23. Feb 2013 19:05 Titel: |
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| jh8979 hat Folgendes geschrieben: | | Der Effekt(EM Abstrahlung D2) 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. |
Lassen wir diese Aussage so stehen, und fragen wir uns nicht wie die Abstrahlung stattfand. Ich kann gut mit der Aussage leben:
Die Abstrahlung fand statt, weil die elektrische Ladung beschleunigt war.
Ich habe die Tabelle zusammengestellt, wo Elektrodynamik mit der Hydraulik verglichen wird. In der Hydraulik gibt es dann nicht nur Beschleunigungen, sondern auch abgestrahlte Wellen. s.Bild unten.
Wenn man mit dynamischen hydraulischen "Ladungen" arbeitet, gibt es Anziehung- und Abstoßungskräfte. Man kann sogar mit Schläuchen unterschiedlichen Durchmesser positive(Überdruck) und negative(Unterdruck) "Ladungen" nachbilden. Vielleicht kann so eine Analogie nützlich sein um die ablaufende Prozesse besser verstehen zu können.
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18351
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| TomS Verfasst am: 23. Feb 2013 20:45 Titel: |
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So, und jetzt stellst du noch die Gleichungssysteme nebeneinander und vergleichst auf strukturelle Gleichheit
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D2
Anmeldungsdatum: 10.01.2012
Beiträge: 1723
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| D2 Verfasst am: 24. Feb 2013 14:24 Titel: |
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Ich habe keine Erfahrung in etwas auf strukturelle Gleichheit zu überprüfen.
http://www.fh-wedel.de/~si/seminare/ws04/Ausarbeitung/4.Typcheck/staTyp3.htm
Reicht es zu einem Vergleich wenn man die Formel nebeneinander aufschreibt?
Zwar kommen in den Formeln 4-er und sogar 5-er Potenzen vor, aber man kann die Formel in der Praxis auf Herz und Nieren testen.
Ich denke wenn mir ein Fehler wesentlicher Natur untergelaufen ist, dann kann man diesen recht schnell entdecken.
Mit den Schläuchen unterschiedlichen Durchmesser kann man unterschiedliche Teilchen simulieren. Man kann sogar Antiteilchen simulieren und untersuchen, was pasiert, wenn zwei Schläucheöffnungen mit identischen Durchmesser aber mit gegenseitigen Druck(Teilchen/Antiteilchen Modell) auf einander prallen und verschmelzen. Wie gesagt meine Analogie ist extrem simpel, viellleicht sogar zu einfach, sprich primitiv. Na was soll, wenn ich daneben liege, dann liege ich eben daneben. Ich brauche konkrette Kritik an der Stellen wo meine Analogie schwächelt.
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18351
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| TomS Verfasst am: 24. Feb 2013 14:36 Titel: |
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| D2 hat Folgendes geschrieben: | | Reicht es zu einem Vergleich wenn man die Formel nebeneinander aufschreibt? |
Nein. Stell dir zwei Sprachen bzw. zwei Texte vor.
Um eine Entsprechung nachzuweisen reicht eine Tabelle der Wörter nicht aus. Du benötigst Grammatik und Semantik, also Bedeutung.
Schreib die vier Maxwellgleichungen hin und suche strukturell ähnliche Gleichungen. Dann und nur dann besteht die Chance auf eine physikalische Analogie.
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D2
Anmeldungsdatum: 10.01.2012
Beiträge: 1723
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| D2 Verfasst am: 24. Feb 2013 21:44 Titel: |
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Das habe versucht, aber bringt mich das tatsächlich weiter?
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18351
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| TomS Verfasst am: 25. Feb 2013 00:40 Titel: |
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| D2 hat Folgendes geschrieben: | | Das habe versucht, aber bringt mich das tatsächlich weiter? |
Nein, das bringt dich nicht weiter; insbs. weil ich nicht weiß, was deine Gleichungen sein bzw. bedeuten sollen.
Machen wir es kurz: die fundamentalen Gleichungen der Elektrodynamik sind die Maxwellgleichungen, die der Hydrodynamik sind (in einer bestimmten Näherung) die Eulergleichungen.
http://de.wikipedia.org/wiki/Maxwell-Gleichungen
http://de.wikipedia.org/wiki/Euler-Gleichungen
Um strukturelle Verwandtschaft nachzuweisen musst du eine Entsprechung zwischen den Symbolen (Maxwellsche Gleichungen: E,B,F,j,...; Eulergleichungen: v,p,...) finden, sowie außerdem eine (damit verträgliche) Entsprechung zwischen den Gleichungen nachweisen.
Bsp. 1: die Gleichungen
x+y = 3xy
a-b = cab
sind strukturell aufeinander abbildbar
Bsp. 2: die Gleichungen
x+y = 3xy
a-b = a² b²
jedoch nicht.
Die Maxwellschen und die Eulergleichungen weisen ebenfalls keine derartige Verwandschaft oder Entsprechung auf. Damit ist die Suche nach einer "strukturerhaltenden Abbildung" zwischen Elektrodynamik und Hydrodynamik gescheitert.
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D2
Anmeldungsdatum: 10.01.2012
Beiträge: 1723
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| D2 Verfasst am: 25. Feb 2013 18:10 Titel: |
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| TomS hat Folgendes geschrieben: | Machen wir es kurz: die fundamentalen Gleichungen der Elektrodynamik sind die Maxwellgleichungen, die der Hydrodynamik sind (in einer bestimmten Näherung) die Eulergleichungen.
http://de.wikipedia.org/wiki/Maxwell-Gleichungen
http://de.wikipedia.org/wiki/Euler-Gleichungen
Um strukturelle Verwandtschaft nachzuweisen musst du eine Entsprechung zwischen den Symbolen (Maxwellsche Gleichungen: E,B,F,j,...; Eulergleichungen: v,p,...) finden, sowie außerdem eine (damit verträgliche) Entsprechung zwischen den Gleichungen nachweisen.
Die Maxwellschen und die Eulergleichungen weisen ebenfalls keine derartige Verwandschaft oder Entsprechung auf. Damit ist die Suche nach einer "strukturerhaltenden Abbildung" zwischen Elektrodynamik und Hydrodynamik gescheitert. |
Da anscheinend das „Scheitern“ mathematisch bestimmt ist, kann ich nicht viel machen als diese Tatsache zu akzeptieren.
| TomS hat Folgendes geschrieben: | | D2 hat Folgendes geschrieben: | | Das habe versucht, aber bringt mich das tatsächlich weiter? |
Nein, das bringt dich nicht weiter; insbs. weil ich nicht weiß, was deine Gleichungen sein bzw. bedeuten sollen. |
Ich versuche doch zu beschreiben, was ich mir überlegt habe.
F/A kennen wir als Druck pro Fläche, ich aber komme zu F/V -Druck pro Volumen.
Ist dieser Druck positiv, haben wir eine Quelle die mitten in der Flüssigkeit in alle denkbaren Richtungen sprudelt. Um dies sich bildlich vorzustellen, sollte man an einen dünnen Schlauch denken aus welchen permanent Flüssigkeit austritt. Wenn F/V negativ ist, dann ist der Schlauch unter Unterdruck und saugt die Flüssigkeit ab. Ob die Eulergleichungen hier mir helfen sollen, ist offen.
Die Flüssigkeit lässt sich nicht komprimieren, aber wenn aus dem Schlauch die Flüssigkeit sprudelt, kommt scheinbar höhere Dichte zur Vorschein. Dort wo die Flüssigkeit abgesaugt wird, haben wir scheinbare Dichteabnahme der Flüssigkeit. Da die Flüssigkeit ihren Volumen niemals ändert und nicht komprimierbar ist, müssen Quellen und Senken paarweise erscheinen bzw. verschwinden.
Diese Quellen und Senken üben Kräfte auf einander aus, die mit Quadrat der Entfernung abnehmen.
Es ist egal ob die Quelle eine Strömung erzeugt, oder ob eine Strömung Quelle und Senke erschafft.
Ich zeichne passende Bilder dazu. Vielleicht kann man jetzt doch besser meine Analogie zu der Elektrodynamik nachvollziehen, bzw. Schwachstellen erkennen und zeigen.
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