RegistrierenRegistrieren   LoginLogin   FAQFAQ    SuchenSuchen   
Photon mit c
Gehe zu Seite 1, 2, 3  Weiter 
Neue Frage »
Antworten »
    Foren-Übersicht -> Astronomie
Autor Nachricht
Thomas Sablonski
Gast





Beitrag Thomas Sablonski Verfasst am: 04. Jun 2014 12:33    Titel: Photon mit c Antworten mit Zitat

Hat ein (sich mit c bewegendes) Photon ein Gravitationsfeld, obwohl es masselos ist?
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 14061

Beitrag TomS Verfasst am: 04. Jun 2014 13:07    Titel: Antworten mit Zitat

Ja.

Nicht gemäß der Newtonschen Mechanik, jedoch gemäß der ART. Da ist nämlich nicht die Masse sondern der Energie-Impuls-Druck-Tensor die Quelle der Gravitation (= der Raumzeitkrümmung).

In der ART betrachtet man aber natürlich nicht einzelne Photonen sondern ein klassisches elektromagnetisches Feld.

_________________
Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.
DrStupid



Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 3390

Beitrag DrStupid Verfasst am: 04. Jun 2014 13:56    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:
Nicht gemäß der Newtonschen Mechanik


Doch, auch gemäß Newtonscher Mechanik.
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 14061

Beitrag TomS Verfasst am: 04. Jun 2014 14:11    Titel: Antworten mit Zitat

Nein. Wie?

Ein Photon ist gemäß der Newtonschen Mechanik masselos, erzeugt also kein Gravitationsfeld.

_________________
Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.


Zuletzt bearbeitet von TomS am 05. Jun 2014 00:23, insgesamt einmal bearbeitet
DrStupid



Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 3390

Beitrag DrStupid Verfasst am: 04. Jun 2014 14:42    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:
Ein Photon ist gemäß der Newtonschen Mechnaik masselos, erzeugt also kein Gravitationsfeld.


Da kollidieren wieder mal die verschiedenen Massebegriffe. Um die übliche Diskussion um das böse M-Wort zu vermeiden, verwende ich im Folgenden stattdessen Newtons Terminologie.

Photonen haben einen Impuls. Das folgt zwar nicht aus der klassischen Mechanik, weil es da keine Photonen gibt, aber es lässt sich mit Hilfe der klassischen Mechanik aus ihren Eigenschaften ableiten:

Es ist bekannt, dass Photonen einen Strahlungsdruck erzeugen. Das lässt sich sowohl theoretisch herleiten, als auch experimentell überprüfen. Wenn also ein Strom von Photonen auf einen Körper trifft, dann wirkt auf diesen eine Kraft. Das dritte Axiom besagt, dass dabei eine umgekehrt gleich große Kraft auf die Photonen wirkt. Aus dem zweiten Axiom folgt, dass diese Kraft proportional zur Impulsänderung des Photonenstroms ist. Wenn diese Kraft von Null verschieden ist (und das ist sie), dann haben Photonen auch einen von null verschiedenen Impuls. Andernfalls würden sie die Impulserhaltung verletzen.

Den Impuls definiert Newton als Produkt aus Geschwindigkeit und der sogenannten "Menge der Materie". Worum es sich bei dieser ominösen Größe konkret handelt, kann uns im im aktuellen Fall egal sein. Entscheidend ist, dass sie von Null verschieden sein muss, wenn der Impuls von Null verschieden ist.

In seinem Gravitationsgesetz sagt Newton weiter, dass die Kraft zwischen zwei Körpern proportional zu ihrer Menge der Materie ist. Da Photonen eine von Null verschiedene Menge der Materie haben, können sie im Rahmen der klassischen Mechanik also auch eine von Null verschiedene Gravitationskraft bzw. ein Gravitationsfeld erzeugen.
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 14061

Beitrag TomS Verfasst am: 04. Jun 2014 15:20    Titel: Antworten mit Zitat

Also verkürzt sagst du, dass



im Rahmen der Newtonschen Mechanik für den Spezialfall v=c gilt.

Im Rahmen der Newtonschen Mechanik gilt aber auch



Und diese Gleichung ist für Photonen falsch!!

D.h. du bastelst dir einer Untermenge an Gleichungen, für die das funktioniert, und ignorierst, dass es in anderen Gleichungen zu Widersprüchen führt. Insgs. ist die Newtonsche Mechnaik also für Photonen nicht konsistent anwendbar.

(du ignorierst weiterhin, dass im Rahmen der Newtonschen Mechanik Geschwindigkeitsänderungen aufgrund äußeren Kräfte möglich sind, für Photonen jedoch sicher nicht, da v = c = const.)

_________________
Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.


Zuletzt bearbeitet von TomS am 05. Jun 2014 00:26, insgesamt 2-mal bearbeitet
Ich



Anmeldungsdatum: 11.05.2006
Beiträge: 711
Wohnort: Mintraching

Beitrag Ich Verfasst am: 04. Jun 2014 16:45    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:
Insgs. ist die Newtonsche Mechnaik also für Photonen nicht konsistent anwendbar.
...weswegen man eigentlich auch keine solche Aussage treffen kann:
TomS hat Folgendes geschrieben:
Nicht gemäß der Newtonschen Mechanik, jedoch gemäß der ART.
DrStupid



Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 3390

Beitrag DrStupid Verfasst am: 04. Jun 2014 23:33    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:
Also verkürzt sagst du, dass


im Rahmen der Newtonschen Mechnaik für den Spezialfall v=c gilt.


1. Vorsicht mit dem "m"! Das ist in der klassischen Mechanik etwas anderes als in der SRT.

2. Im Spezialfall v=c gilt die klasische mechanik nicht mehr. Deshalb liefert sie für Photonen beisielsweise auch eine zu kleine Lichtablenkung an der Sonne.

Das war aber nicht das Thema. Es ging hier nur um die Frage ob Photonen in der klassische Mechanik ein Gravitationsfeld generieren. Es ging nicht darum, ob die klassische Mechanik dafür auch die korrekten Werte liefert.

TomS hat Folgendes geschrieben:

Im Rahmen der Newtonschen Mechanik gilt aber auch



Und diese Gleichung ist für Photonen falsch!!


Dasselbe in Grün: Die klassische Mechanik liefert zwar eine Energie für Photonen, aber nicht die richtige.

TomS hat Folgendes geschrieben:
D.h. du bastelst dir einer Untermenge an Gleichungen


Nein, die Gleichungen hat Newton gebastelt. Ich verwende sie nur.

TomS hat Folgendes geschrieben:
und ignorierst, dass es in anderen Gleichungen zu Widersprüchen führt.


Das ignoriere ich keineswegs. Das war hier nur nicht das Thema.

TomS hat Folgendes geschrieben:
Insgs. ist die Newtonsche Mechnaik also für Photonen nicht konsistent anwendbar.


Das ist richtig, aber ebenfalls ein anderes Thema.

TomS hat Folgendes geschrieben:
(du ignorierst weiterhin, dass im Rahmen der Newtonschen Mechanik Geschwindigkeitsänderungen aufgrund äußeren Kräfte möglich sind, für Photonen jedoch sicher nicht, da v = c = const.)


Da liegst Du gleich in doppelter Hinsicht falsch: Erstens ignoriere ich das nicht und zweitens kann sich die Geschwindigkeit von Photonen ändern. Offenbar hast Du übersehen, dass die Geschwindigkeit ein Vektor ist.
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 14061

Beitrag TomS Verfasst am: 04. Jun 2014 23:38    Titel: Antworten mit Zitat

DrStupid hat Folgendes geschrieben:
Das war aber nicht das Thema. Es ging hier nur um die Frage ob Photonen in der klassische Mechanik ein Gravitationsfeld generieren. Es ging nicht darum, ob die klassische Mechanik dafür auch die korrekten Werte liefert.

Wenn eine Theorie eine falsche Vorhersage macht, dann ist sie in dem Kontext eben nicht anwendbar. Es ist egal, ob sie etwas falsch, mehr falsch, oder ganz falsch ist. Die Newtonsche Mechanik ist auf masselose Photonen einfach nicht anwendbar.

_________________
Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.
DrStupid



Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 3390

Beitrag DrStupid Verfasst am: 04. Jun 2014 23:45    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:
Wenn eine Theorie eine falsche Vorhersage macht, dann ist sie in dem Kontext eben nicht anwendbar. Es ist egal, ob sie etwas falsch, mehr falsch, oder ganz falsch ist. Die Newtonsche Mechanik ist auf masselose Photonen einfach nicht anwendbar.


Damit sägst Du Dir den Ast ab, auf dem Du sitzt. Wie willst Du denn feststellen, ob eine Theorie falsche Aussagen macht, ohne sie in dem entsprechenden Kontext anzuwenden?
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 14061

Beitrag TomS Verfasst am: 04. Jun 2014 23:50    Titel: Antworten mit Zitat

Ach komm.

Du wendest die Theorie an. Sie liefert inkonsistente Ergebnisse. Du verwirfst die Theorie.

So einfach.

_________________
Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.
DrStupid



Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 3390

Beitrag DrStupid Verfasst am: 04. Jun 2014 23:56    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:
Du wendest die Theorie an.


Na bitte, es geht doch. Genau das habe ich getan.

TomS hat Folgendes geschrieben:
Sie liefert inkonsistente Ergebnisse. Du verwirfst die Theorie.


Das haben bereits andere getan, aber darum ging es hier nicht.
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 14061

Beitrag TomS Verfasst am: 05. Jun 2014 00:24    Titel: Antworten mit Zitat

DrStupid hat Folgendes geschrieben:
... aber darum ging es hier nicht.

Genau.

Thomas Sablonski hat Folgendes geschrieben:
Hat ein (sich mit c bewegendes) Photon ein Gravitationsfeld, obwohl es masselos ist?

Nein, da in der Newtonschen Mechanik die Masse die Quelle der Gravitation darstellt. Aber da ...
TomS hat Folgendes geschrieben:
... die Newtonsche Mechanik für Photonen nicht konsistent anwendbar ist

folgt, dass ...
Ich hat Folgendes geschrieben:
... man eigentlich auch keine solche Aussage treffen kann.


Die Newtonsche Mechanik ist also ungeeignet.

_________________
Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.
DrStupid



Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 3390

Beitrag DrStupid Verfasst am: 05. Jun 2014 00:47    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:
Die Newtonsche Mechanik ist also ungeeignet.


Warum hast Du sie dann erwähnt?
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 14061

Beitrag TomS Verfasst am: 05. Jun 2014 06:41    Titel: Antworten mit Zitat

Um genau das zu klären.
_________________
Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.
Ich



Anmeldungsdatum: 11.05.2006
Beiträge: 711
Wohnort: Mintraching

Beitrag Ich Verfasst am: 05. Jun 2014 23:59    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:
Wenn eine Theorie eine falsche Vorhersage macht, dann ist sie in dem Kontext eben nicht anwendbar. Es ist egal, ob sie etwas falsch, mehr falsch, oder ganz falsch ist.
Der Vollständigkeit halber: Das ist ein Punkt, in dem wir beide uns immer wieder widersprechen.
Jede physikalische Theorie ist falsch, jede physikalische Theorie liefert falsche Vorhersagen. Und es gibt Riesenunterschiede zwischen etwas falsch, mehr falsch, oder ganz falsch. Etwas falsch ist Physik, mehr falsch ist vielleicht ein vereinfachendes oder veraltetes Modell, ganz falsch ist eben falsch - oder Crackpotterei, wenn der Proponent das nicht einsieht.
Ein Grundsatz ist äußerst wichtig in der heutigen Physik: Alles, was wir wissen oder rechnen können ist "falsch". Aber bei weitem nicht so falsch, dass es nutzlos wäre. Du kannst dich nicht einfach hinstellen und sagen: Nicht exakt richtig = gar nichts wert. Dann müsstest du die Physik aufgeben. Falls du es noch nicht kennen solltest, lies Asimovs Essay.

Im konkreten Fall: wenn wir bei Newton mal die Aussage kriegen, dass ein Photon Masse hat und mal, dass es die nicht hat, dann kann Newton diese Frage nicht entscheiden und man darf nicht sagen, dass das Photon bei Newton keine Masse hat.
Wenn DrStupid aber zeigt, dass das Photon bei Newton immer eine Masse hat, aber je nach Rechnung verschiedene Werte dafür liefert, dann darf er m.E. einen Schritt weiter gehen und behaupten, das Photon habe aich bei Newton Masse. Ein Warnhinweis, dass Newton eigentlich gar nicht mit den Dingern umgehen kann, wäre dann aber vielleicht nicht schlecht.
jh8979
Moderator


Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8228

Beitrag jh8979 Verfasst am: 06. Jun 2014 00:03    Titel: Antworten mit Zitat

Es gibt einen Unterschied zwischen "falsch" und "Näherung"...
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 14061

Beitrag TomS Verfasst am: 06. Jun 2014 06:52    Titel: Antworten mit Zitat

jh8979 hat Folgendes geschrieben:
Es gibt einen Unterschied zwischen "falsch" und "Näherung"...

Danke.

_________________
Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 14061

Beitrag TomS Verfasst am: 06. Jun 2014 07:11    Titel: Antworten mit Zitat

Ich hat Folgendes geschrieben:
TomS hat Folgendes geschrieben:
Wenn eine Theorie eine falsche Vorhersage macht, dann ist sie in dem Kontext eben nicht anwendbar. Es ist egal, ob sie etwas falsch, mehr falsch, oder ganz falsch ist.
Der Vollständigkeit halber: Das ist ein Punkt, in dem wir beide uns immer wieder widersprechen.

Nein, nicht wirklich, wir legen nur unterschiedliche Schwerpunkte.

Selbstverständlich wird man versuchen, den Gültigkeitsbereich von Theorien zu erproben und zu erweitern. Und natürlich wird man dabei an Grenzen stoßen. Die Frage ist nur, wie sich das bemerkbar macht.

Interessanterweise liefern unzureichende Theorien manchmal nicht ganz unplausible Resultate (Lichtablenkung und Schwarzschildradius in der Newtonschen Theorie, Bohrsches Atommodell). Häufig handelt es sich dabei aber eher um Zufälligkeiten.

Und es ist eben ein großer Unterschied, ob ich
A) eine Theorie innerhalb ihres Gültigkeitsbereiches verwende und dabei sehr präzise Vorhersagen erhalte (im Sinne von sehr guten Näherungen), wie z.B. die klassische Newtonsche Mechanik angewandt auf Planetensysteme, verbunden mit der Erkenntnis, dass ich z.B. für die Perihelpräzession noch keine Erklärung habe,
oder ob ich
B) eine Theorie auf Phänomene anwende, die definitiv außerhalb ihres Gültigkeitsbereiches liegen (masselose Photonen in der Netonschen Mechanik, stabile Atome mittels klassischer Elektrodynamik).

B) geht im Sinne der Wissenschaftstheorie mit einem Paradigmenwechsel einher, den man zwar während der Entwicklung nicht als solchen wahrnimmt, der aber in der Rückschau einen Bruch darstellt. Die Entwicklung der QM war nie als derartiger Paradigmenwechsel geplant, und man hat über viele Jahre ein Konglomerat aus alten und neuen Ideen verwendet. Rückblickend ist das Bohrsche Atommodell aber einfach falsch. Es stellt keine Näherung dar, es ist inkonsistent, es kann praktisch kein einziges Phänomen der QM richtig vorhersagen oder beschreiben.

Und genauso verhält es sich mit masselosen Photonen im Rahmen der Newtonschen Theorie. Diese liefert nicht nur unpräzise sondern schlicht falsche Vorhersagen und Inkonsistenzen:
- die Newtonsche Theorie kann nicht für m=0 formuliert werden
- die Newtonsche Theorie lässt keine Grenzgeschwindigkeit zu
- aus der Newtonsche Theorie folgt bei nicht-verschwindender Kraft eine Beschleunigung
- setzt man p=mv voraus, so folgt die falsche kinetische Energie
- ...

Angesichts dieser Probleme nun Cherry Picking zu betreiben und ein Paar nicht sofort offensichtlich falsche und "nicht ganz so falsche" Ergebnisse zu betrachten ist m.E. unzulässig. Die Gesamtheit der Aussagen für m=0 ist wertlos.

Und deswegen darf (muss) man in der Rückschau durchaus davon sprechen, dass die Newtonsche Mechanik - angewandt auf masselose Photonen - inkonsistent und daher als physikalische Theorie schlicht unbrauchbar bzw. falsch ist.

_________________
Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 14061

Beitrag TomS Verfasst am: 06. Jun 2014 08:55    Titel: Antworten mit Zitat

Ich hat Folgendes geschrieben:
Im konkreten Fall: wenn wir bei Newton mal die Aussage kriegen, dass ein Photon Masse hat und mal, dass es die nicht hat, dann kann Newton diese Frage nicht entscheiden und man darf nicht sagen, dass das Photon bei Newton keine Masse hat.

Nicht Newton sagt, dass das Photon keine Masse hat, sondern die Natur; das ist doch das Wesen des Photons.

Ich hat Folgendes geschrieben:
Wenn DrStupid aber zeigt, dass das Photon bei Newton immer eine Masse hat, aber je nach Rechnung verschiedene Werte dafür liefert, dann darf er m.E. einen Schritt weiter gehen und behaupten, das Photon habe aich bei Newton Masse.

Wenn aus einer Theorie zwei sich widersprechende Aussagen folgen, dann ist die Theorie inkonsistent. Einen Schritt weiterzugehen bedeutet dann, die Theorie zu verwerfen.

Mich würde interessieren, wie denn ein Satz von Gleichungen für Photonen im Rahmen der Newtonschen Theorie aussähe und was dabei noch vom Wesen des Photons übrig bleibt. Anders gefragt, welche Eigenschaften des Photons muss ich aufgeben, um im Rahmen der Newtonschen Mechanik eine mathematisch konsistente (wenn auch bzgl. der Natur falsche) Beschreibung zu erhalten.

1) Die in den Newtonschen Gleichungen erscheinende Masse m kann ich nicht Null setzen, da die Gleichungen damit sofort zu Nichts zerbröseln. Also muss das Photon eine Masse haben, alleine aus Konsistenzgründen.

2) Wenn Photonen eine Kraft auf einen Körper ausüben (Lichtdruck), dann übt der Körper auch eine Kraft auf das Photon aus. Unter Benutzung von F=ma bzw. aufgrund der Impulserhaltung muss also eine nicht-konstante Geschwindigkeit v folgen und damit das Konzept der konstanten Lichtgeschwindigkeit aufgegeben werden.

Ist es sinnvoll, das noch als Photon zu bezeichnen?

_________________
Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.
Ich



Anmeldungsdatum: 11.05.2006
Beiträge: 711
Wohnort: Mintraching

Beitrag Ich Verfasst am: 06. Jun 2014 10:24    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:
Ist es sinnvoll, das noch als Photon zu bezeichnen?
Das "Photon", von dem wir hier sprechen, ist sowieso kein Photon, sondern (in der RT) ein gedachtes Partikel auf einer lichtartigen Geodäte. Seine einzig relevante Eigenschaft ist seine Energie bzw. sein Impuls. Wenn es sinnvoll ist, das als Photon zu bezeichnen, dann könnte man ein lichtschnelles Partikel mit gegebenem Impuls bei Newton auch als Photon bezeichnen.
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 14061

Beitrag TomS Verfasst am: 06. Jun 2014 11:10    Titel: Antworten mit Zitat

Ich hat Folgendes geschrieben:
Seine einzig relevante Eigenschaft ist seine Energie bzw. sein Impuls. Wenn es sinnvoll ist, das als Photon zu bezeichnen, dann könnte man ein lichtschnelles Partikel mit gegebenem Impuls bei Newton auch als Photon bezeichnen.

Bezeichnen kann man es wie man will, aber es funktioniert nicht konsistent.

Newton:








Photon:



aber







Wie bringst du das konsistent zusammen?

Wie formulierst du eine Newtonsche Theorie für masselose Photonen konstanter Geschwindigkeit bei gleichzeitig nicht-verschwindender Kraft F? Wie löst du das Problem, dass du eine andere Energie-Impuls-Beziehung hast?

Es geht mir nicht darum, wie man das in Worten beschreben könnte, sondern darum, wie ein in sich konsistentes mathematisches Modell aussähe.

_________________
Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.
Ich



Anmeldungsdatum: 11.05.2006
Beiträge: 711
Wohnort: Mintraching

Beitrag Ich Verfasst am: 06. Jun 2014 13:44    Titel: Antworten mit Zitat

Die konstante Geschwindigkeit kommt aus der RT, diese Randbedingung kann man bei Newton nicht setzen. Es geht, denke ich, auch gar nicht um ein konsistentes Modell eines Photons, sondern um die Gravitationswirkung eines lichtschnellen Teilchens. Da musst du aber DrStupid fragen.
DrStupid



Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 3390

Beitrag DrStupid Verfasst am: 06. Jun 2014 19:24    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:
B) eine Theorie auf Phänomene anwende, die definitiv außerhalb ihres Gültigkeitsbereiches liegen (masselose Photonen in der Netonschen Mechanik, stabile Atome mittels klassischer Elektrodynamik).


Dass die klassische Mechanik eine falsche Lichtablenkung für Photonen liefert, liegt nicht daran, dass sie masselos sind (hier liegt vielmehr die Verwendung eines Massebegriffes außerhalb seines Gültigkeitsbereiches vor) sondern im Wesentlichen an ART-Effekten.

TomS hat Folgendes geschrieben:
- die Newtonsche Theorie kann nicht für m=0 formuliert werden
- die Newtonsche Theorie lässt keine Grenzgeschwindigkeit zu
- aus der Newtonsche Theorie folgt bei nicht-verschwindender Kraft eine Beschleunigung
- setzt man p=mv voraus, so folgt die falsche kinetische Energie


Das liegt nicht an der Impulsdefinition oder den Newtonschen Axiomen, sondern an der in der klassischen Mechanik gültigen Transformation. Und die Gravitation ist noch einmal ein Thema für sich. Damit kommt auch die SRT nicht klar.

TomS hat Folgendes geschrieben:

Angesichts dieser Probleme nun Cherry Picking zu betreiben und ein Paar nicht sofort offensichtlich falsche und "nicht ganz so falsche" Ergebnisse zu betrachten ist m.E. unzulässig. Die Gesamtheit der Aussagen für m=0 ist wertlos.


Es genügt, die Transformation zu ersetzen und nichts anderes hat Einstein getan. Du tust immer so, als ob mit der SRT eine völlig neue Physik erfunden wurde. So funktioniert die Naturwissenschaft aber nicht. Da baut Neues immer auf Altem auf und es wird selektiv das ersetzt, was unbedingt ersetzt werden muss (in diesem Fall die Transformation und alles was davon abnhängt) und alles andere (also beispielsweise die Impulsdefinition oder die Newtonschen Axiome) bleibt erhalten.

TomS hat Folgendes geschrieben:
Und deswegen darf (muss) man in der Rückschau durchaus davon sprechen, dass die Newtonsche Mechanik - angewandt auf masselose Photonen - inkonsistent und daher als physikalische Theorie schlicht unbrauchbar bzw. falsch ist.


Das heißt nicht, dass man ihr Aussagen unterstellem darf, die ihr widersprechen. Im Gegensatz zu Deiner Behauptung erzeugen Photonen in der klassischen Mechanik ein Gravitationsfeld. Ich habe ausführlich begründet, warum das so ist. Leider bist Du darauf nicht eingegangen und stattdessen auf einen unbedeutenden Nebenkriegsschauplatz ausgewichen. Das die klassische Mechanik unter relativistisachen Bedingungen vesagt, war hier nicht das Thema und wird von niemandem bestritten.
DrStupid



Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 3390

Beitrag DrStupid Verfasst am: 06. Jun 2014 19:34    Titel: Antworten mit Zitat

Ich hat Folgendes geschrieben:
Wenn DrStupid aber zeigt, dass das Photon bei Newton immer eine Masse hat, aber je nach Rechnung verschiedene Werte dafür liefert


Ich habe weder das eine noch das andere gezeigt. Ich habe den Begriff Masse bewusst vermieden und nur gezeigt, dass Photonen das haben, was Newton als "Menge der Materie" bezeichnet. Darüber hinaus ist mir kein alternativer Weg bekannt, der einen anderen Wert für die "Menge der Materie" von Photonen liefert. Wenn sich die "Menge der Materie" und die Masse von Photonen unterscheiden, dann heißt das erst einmal nur, dass sich die "Menge der Materie" und die Masse unterscheiden. Allein daraus kann man noch keine Aussagen über den Wahrheitsgehalt der klassischen Mechanik ableiten.
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 14061

Beitrag TomS Verfasst am: 06. Jun 2014 23:28    Titel: Antworten mit Zitat

DrStupid hat Folgendes geschrieben:
Im Gegensatz zu Deiner Behauptung erzeugen Photonen in der klassischen Mechanik ein Gravitationsfeld. Ich habe ausführlich begründet, warum das so ist. Leider bist Du darauf nicht eingegangen ...

Sorry, aber das kann ich nicht erkennen (oder ich finde es nicht in deinen Ausführungen). Wie soll ein masselosess Teilchen, das nicht der Gleichung F=ma gehorcht, überhaupt im Rahmen der Newtonschen Mechanik beschrieben werden können? Geschweige denn ein Gravitationsfeld erzeugen,?

DrStupid hat Folgendes geschrieben:
Leider bist Du darauf nicht eingegangen und stattdessen auf einen unbedeutenden Nebenkriegsschauplatz ausgewichen

Ich habe die fundamentalen Gleichungen hingeschrieben, die für m=0 inkonsistent werden. Das ist kein unbedeutender Nebenkriegsschauplatz.

_________________
Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 14061

Beitrag TomS Verfasst am: 06. Jun 2014 23:56    Titel: Antworten mit Zitat

Ich hat Folgendes geschrieben:
Die konstante Geschwindigkeit kommt aus der RT, diese Randbedingung kann man bei Newton nicht setzen.

Dann ist es aber kein Photon mehr.

Ich hat Folgendes geschrieben:
Es geht, denke ich, auch gar nicht um ein konsistentes Modell eines Photons, sondern um die Gravitationswirkung eines lichtschnellen Teilchens. Da musst du aber DrStupid fragen.

Es ging (im Sinne des Fragestellers) um das Gravitationsfeld eines masselosen Photons. Und konsistent sollte es schon sein.

_________________
Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 14061

Beitrag TomS Verfasst am: 06. Jun 2014 23:58    Titel: Antworten mit Zitat

Generell: entweder man argumentiert konkret mit einem in sich mathematisch konsistenten Modell, oder man lässt ex ganz bleiben.
_________________
Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.
DrStupid



Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 3390

Beitrag DrStupid Verfasst am: 07. Jun 2014 00:18    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:
Sorry, aber das kann ich nicht erkennen (oder ich finde es nicht in deinen Ausführungen). Wie soll ein masselosess Teilchen, das nicht der Gleichung F=ma gehorcht, überhaupt im Rahmen der Newtonschen Mechanik beschrieben werden können?


Aus dieser Frage kann ich nur schließen, dass Du meine Ausführungen nicht vollständig gelesen hast. Da geht es nicht um die vollständige oder gar korrekte Beschreibung von Photonen im Rahmen der klassischen Mechanik, sondern lediglich darum, was die klassische Mechanik zu deren Gravitation sagt. Wenn Du der Meinung bist, dass meine Argumentation unvollständig oder falsch ist, dann musst Du konkret sagen, was da fehlt oder falsch ist und warum.

TomS hat Folgendes geschrieben:
Ich habe die fundamentalen Gleichungen hingeschrieben, die m.E. Für m=0 inkonsistent werden.


Davon abgesehen, dass die Gleichung für die Energie nicht fundamental ist, sondern aus der mechanischen Arbeit dE=F·ds folgt, gilt sie nur für die kinetische Energie. Davon abgesehen musst Du erst noch begründen, warum die Gleichungen inkonsistent sein sollen.

TomS hat Folgendes geschrieben:
Das ist kein unbedeutender Nebenkriegsschauplatz.


Das glaube ich Dir, wenn Du nachvollziehbar erklären kannst, warum es für das Thema wichtig ist.
DrStupid



Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 3390

Beitrag DrStupid Verfasst am: 07. Jun 2014 00:21    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:
Generell: entweder man argumentiert konkret mit einem in sich mathematisch konsistenten Modell, oder man lässt ex ganz bleiben.


Na dann erklär doch mal konkret mit einem in sich mathematisch konsistenten Modell warum das Photon in der klassischen Mechanik kein Gravitationafeld hat. Das hast Du zwar behauptet, aber bisher noch nicht begründet.
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 14061

Beitrag TomS Verfasst am: 07. Jun 2014 06:33    Titel: Antworten mit Zitat

DrStupid hat Folgendes geschrieben:
Na dann erklär doch mal konkret mit einem in sich mathematisch konsistenten Modell warum das Photon in der klassischen Mechanik kein Gravitationafeld hat. Das hast Du zwar behauptet, aber bisher noch nicht begründet.

Nehmen wir zunächst an, das Photon wäre masselos, d.h. m = 0. Für das Gravitationspotential gilt U ~ m/r. Also ist für m = 0 auch U = 0.

Nehmen wir nun an, das Photon hätte eine konstante Masse m. Dann ist p = mv = mc. Nun folgt aus der Impulserhaltung, dass ein Photon auf einen anderen Körper (z.B. Spiegel) der Masse M einen Rückstoß übertragen kann (messbar z.B. für den Lichtdruck). Und für konstante Masse m folgt für das Photon nach dem Stoß |v'| < c. Daher kann v = c = const. nicht widerspruchsfrei gelten.

Wir müssen also entweder v = c aufgeben (in dem Fall ist es sinnlos, noch von einem Photon sprechen zu wollen), oder wir müssen die Voraussetzung m = const. aufgeben (was uns direkt zur Quantenmechanik mit E = hf führt).

Für m > 0 gilt im Rahmen der Newtonschen Mechanik





Ich könnte jetzt weiterverfolgen, ob man ein variables m einführen kann, so dass weiterhin die beiden Gleichungen gültig bleiben. Ich spare mir das aber, weil wir ja von der zweiten Gleichung wissen, dass sie für Photonen mit v = c = const. und E = hf falsch ist.

D.h. für variables erhält man zumindest einen Widerspruch der Energiegleichung zum Experiment.

Damit habe ich gezeigt, dass die Gleichungen Newtons weder für m = 0 noch für m > 0 gleichzeitig in sich konsistent und mit dem Experiment in Übereinstimmung sein können.

Welchen Ausweg haben wir, um die Idee zu retten?
- variable Geschwindigkeit v sicher nicht
- Modifizierung der Energiegleichung: ja, aber das ist jenseits der Newtonschen Mechanik

Hält man also an den wesentlichen Eigenschaften des Photons fest, so ist U ~ m/r nicht konsistent anwendbar. Damit kann die Newtonsche Mechanik die Frage des Gravitationsfeldes nicht sinnvoll beantworten.

_________________
Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 14061

Beitrag TomS Verfasst am: 07. Jun 2014 06:40    Titel: Antworten mit Zitat

Ich denke, es ist jetzt an dir, für m = 0 (im Sinne des Fragestellers) oder auch für m > 0 zu zeigen, wie man ein Photon mit v = c doch im Rahmen der Newtonschen Mechanik behandeln kann.

DrStupid hat Folgendes geschrieben:
Aus dieser Frage kann ich nur schließen, dass Du meine Ausführungen nicht vollständig gelesen hast.

Ich habe es gelesen, kann es aber nicht nachvollziehen. Ich halte es - wie gesagt - für inkonsistent. Mir fehlt außerdem eine mathematische Beschreibung. Ich habe eine angeführt, und argumentiert, dass sie inkonsistent ist. Also solltest du eine konsistente Beschreibung entwickeln.

DrStupid hat Folgendes geschrieben:
Da geht es nicht um die vollständige oder gar korrekte Beschreibung von Photonen im Rahmen der klassischen Mechanik, sondern lediglich darum, was die klassische Mechanik zu deren Gravitation sagt.

Du redest über ein Objekt x und dessen Eigenschaften wie sie aus einer Untermenge der Newtonschen Mechanik folgen, obwohl du weißt, dass die gesamte Newtonsche Mechanik hier nicht konsistent anwendbar ist. Du kannst nicht "nur" über die Gravitation von x reden. Das ist unwissenschaftlich.

_________________
Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.
DrStupid



Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 3390

Beitrag DrStupid Verfasst am: 07. Jun 2014 13:37    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:
Wir müssen also entweder v = c aufgeben (in dem Fall ist es sinnlos, noch von einem Photon sprechen zu wollen), oder wir müssen die Voraussetzung m = const. aufgeben (was uns direkt zur Quantenmechanik mit E = hf führt).


Richtig, die Masse des Photons ist in der klassischen Mechanik variabel. Ob das zur Quantenmechanik führt, ist ein anderes Thema. Ich bin da eher skeptisch.

TomS hat Folgendes geschrieben:
Für m > 0 gilt im Rahmen der Newtonschen Mechanik





Ich könnte jetzt weiterverfolgen, ob man ein variables m einführen kann, so dass weiterhin die beiden Gleichungen gültig bleiben. Ich spare mir das aber, weil wir ja von der zweiten Gleichung wissen, dass sie für Photonen mit v = c = const. und E = hf falsch ist.


Das musst Du schon genauer erläutern. Ich hoffe, Du hast die klassische kinetische Energie nicht einfach mit der Gesamtenergie des Photons gleichgesetzt. Das wäre natürlich unzulässig, weil es in der klassischen Mechanik keinen Grund für die Annahme gibt, dass das Photon nur kinetische Energie besitzt.

TomS hat Folgendes geschrieben:
Ich habe es gelesen, kann es aber nicht nachvollziehen. Ich halte es - wie gesagt - für inkonsistent.


Was genau ist inkonsistent? Werde doch endlich mal konkret und belasse es nicht bei Behauptungen.

TomS hat Folgendes geschrieben:
Mir fehlt außerdem eine mathematische Beschreibung.


Wegen F=dp/dt folgt p<>0 aus F<>0. Wegen p=m·v folgt m<>0 aus p<>0. Wegen g=G·m/r² folgt g<>0 aus m<>0.
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 14061

Beitrag TomS Verfasst am: 08. Jun 2014 15:55    Titel: Antworten mit Zitat

Stimmst du mir zu, dass aus F = ma folgt, dass bei F > 0 auch a > 0 und damit v <> const. sein muss?

Und warum sollte die Energie des Photons nicht ausschließlich kinetische Energie sein? Welche weiteren Terme hast du im Sinn?

Und bitte, ich war durchaus sehr konkret. Du bist derjenige, der immer nur die Gleichungen hinschreibt, die unproblematisch sind.

_________________
Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.
DrStupid



Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 3390

Beitrag DrStupid Verfasst am: 08. Jun 2014 20:44    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:
Stimmst du mir zu, dass aus F = ma folgt, dass bei F > 0 auch a > 0 und damit v <> const. sein muss?


Ja, aber das ist hier nur relevant, wenn man davon ausgeht, dass Photonen eine konstante Masse haben. Kannst Du mit den Mitteln der klassischen Mechzanik zeigen, dass diese Bedingung erfüllt ist?

TomS hat Folgendes geschrieben:
Und warum sollte die Energie des Photons nicht ausschließlich kinetische Energie sein? Welche weiteren Terme hast du im Sinn?


Innere Energie.

TomS hat Folgendes geschrieben:
Und bitte, ich war durchaus sehr konkret. Du bist derjenige, der immer nur die Gleichungen hinschreibt, die unproblematisch sind.


Ich habe die Gleichungen hingeschrieben, die für meine Argumentation relevant sind. Dass andere Gleichungen problematisch sind, musst Du erst noch zeigen.
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 14061

Beitrag TomS Verfasst am: 09. Jun 2014 09:40    Titel: Antworten mit Zitat

Habe ich.

Aus F = ma folgt, dass bei Einwirkung einer äußeren Kraft v nicht konstant sein kann, obwohl wir für Photonen wissen, dass v = c = const. gilt.

Berechne doch mal die Reflexion eines Photons an einem Spiegel der Masse M mit Mitteln der Newtonschen Mechanik. Das wird nicht funktionieren, du musst die Newtonschen Mechanik modifizieren.

_________________
Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.
Günther



Anmeldungsdatum: 23.11.2010
Beiträge: 276

Beitrag Günther Verfasst am: 09. Jun 2014 09:46    Titel: Antworten mit Zitat

Kurze Zwischenfrage

DrStupid hat Folgendes geschrieben:
Innere Energie.


Du meinst hier sicherlichlich die 'Innere Energie' U im Sinne der Thermodynamik. , also mit Bezug auf ein Vielteilchensystem.
Wie definierst du U für ein elementares Teilchen, ein Photon, ein Elektron ... ?
D2



Anmeldungsdatum: 10.01.2012
Beiträge: 1723

Beitrag D2 Verfasst am: 09. Jun 2014 10:25    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:
Berechne doch mal die Reflexion eines Photons an einem Spiegel der Masse M mit Mitteln der Newtonschen Mechanik. Das wird nicht funktionieren, du musst die Newtonschen Mechanik modifizieren.
Wie wir wissen, ein Photon wird vom Spiegel absorbiert und ein anderes abgestrahlt so, dass die Impuls- und Energieerhaltungssätze stimmen.
TomS hat Folgendes geschrieben:
Und warum sollte die Energie des Photons nicht ausschließlich kinetische Energie sein?
Welche weiteren Terme hast du im Sinn?
Welche Energieform hat ein Photon wenn dieses dem Gravitationsfeld eines Planeten entkommt?
_________________
Lösungen gibt es immer, man muss nur darauf kommen.
DrStupid



Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 3390

Beitrag DrStupid Verfasst am: 09. Jun 2014 16:20    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:
Aus F = ma folgt, dass bei Einwirkung einer äußeren Kraft v nicht konstant sein kann, obwohl wir für Photonen wissen, dass v = c = const. gilt.


Daraus folgt, dass die Masse nicht konstant ist. Wo ist das Problem?

TomS hat Folgendes geschrieben:
Berechne doch mal die Reflexion eines Photons an einem Spiegel der Masse M mit Mitteln der Newtonschen Mechanik.


Wozu?
DrStupid



Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 3390

Beitrag DrStupid Verfasst am: 09. Jun 2014 16:22    Titel: Antworten mit Zitat

Günther hat Folgendes geschrieben:
Wie definierst du U für ein elementares Teilchen, ein Photon, ein Elektron ... ?


So wie für jedes andere System: als die Summe aller Energien des Systems mit Ausnahme der äußeren Energien.
Neue Frage »
Antworten »
    Foren-Übersicht -> Astronomie