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kelloggs
Anmeldungsdatum: 08.06.2014
Beiträge: 244
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 kelloggs Verfasst am: 31. Aug 2014 01:46 Titel: Casimir-Effekt in einem rotierenden System? |
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ich weiß nicht ob diese Themen hier erwünscht sind aber ich möchte kurz eine Idee vorstellen, die mich seit kurzem beschäftigt.
 http://www.bilder-upload.eu/upload/dc3289-1409438755.png
Die grauen Flächen sollen leitfähige (metallische) Bereiche des Hohlzylinders darstellen. Man stelle sich nun vor, dass der innere Hohlzylinder gedreht wird (siehe Video:http://tinypic.com/player.php?v=2jaayjm%3E&s=8#.VAJMDGMtpGs). Die leitfähigen Bereiche von Innen- und Außenzylinder werden zyklisch aneinander vorbeibewegt. Während die leitfähigen Bereich sich gegenüberstehen hat man den Casimir Effekt sodass die metallischen Bereiche der Hohlzylinder sich gegenseitig anziehen. Die Z-Achse des inneren Hohlzylinders wird sozusagen auf der xy Ebene verschoben (der äußere Hohlzylinder ist starr montiert). Die Auslenkung sollte in radialer Richtung zur inneren Hohlzylinderachse stattfinden (falls hier ein Denkfehler vorliegt dann bitte ich euch mich darauf hinzuweisen).
Die Drehung des Hohlzylinder sollte aber durch diese Kraft/Auslenkung nicht beeinflusst werden. Kann man diesen Gedanken nachvollziehn?
Natürlich darf es zu keinem Zusammenstoß der Innenseite des äußeren Hohlzylinders und der Außenseite des inneren Hohlzylinders kommen. Man hat also nur einen kleinen Spielraum bei der man die Auslenkung des inneren Hohlzylinders zur Energiegewinnung verwenden könnte.
Durch die fortlaufende Drehung des Hohlzylinders verschwindet die Kraft der radialen Auslenkung sobald die metalischen Bereiche der Hohlzylinder sich nicht mehr gegenüberstehen und die Achse könnte durch einen Rückstellmechanismus wieder in ihre Ursprungsposition gebracht werden.
Ich weiß der Casimir Effekt macht sich nur auf extrem kleinen Distanzen bemerkbar (Nanometerbereich) aber würde so eine Systematik zur Energiegewinnung theoretisch funktionieren?
Gibt es eigentlich Forscher/Fachkundige der Quantenmechanik, die daran glauben, dass die Quantenmechanik eines Tages eine Endlösung für die Freimachung von Energie liefern kann?
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Peff
Anmeldungsdatum: 04.05.2014
Beiträge: 135
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| Peff Verfasst am: 31. Aug 2014 11:57 Titel: |
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Nur mal so aus Neugier: Wie würdest du denn die winzig kleine Kraft, die durch den Casimir-Effekt auf die beiden Hohlzylinder wirkt, auslenken bzw. zur Energiegewinnung nutzen wollen?
Und was meinst du bitte mit "Endlösung für die Freimachung von Energie"?
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kelloggs
Anmeldungsdatum: 08.06.2014
Beiträge: 244
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| kelloggs Verfasst am: 31. Aug 2014 18:49 Titel: |
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ich denke man müsste die Auslenkung in eine Art Kreisbewegung umwandeln und diese Kreisbewegung kann dann durch eine klassische Generatorvorrichtung in verwendbare Energie umwandeln.
eine Möglichkeit wäre vielleicht wenn der gesamte äußere Hohlzylinder aus leitfähigem Material besteht. Ich frag mich ob es dann zu einer kreisförmigen Auslenkung kommt - siehe hier
http://www.bilder-upload.eu/upload/18d895-1409502843.png
http://tinypic.com/player.php?v=2ugcwn7%3E&s=8#.VANQpmMtpGs
Mit Endlösung meine ich eine Energiequelle, bei der sozusagen keine Ressourcen verbraucht werden müssen (man muss nichts verbrennen oder fusionieren um diese Energie freizumachen)
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Peff
Anmeldungsdatum: 04.05.2014
Beiträge: 135
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| Peff Verfasst am: 31. Aug 2014 20:37 Titel: |
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Ich bin zwar kein Experimental-Physiker aber ich könnte mir vorstellen, dass die Kraft die benötigt wird, um den inneren Zylinder in Bewegung zu bringen größer wäre, als die Energieausbeute aus der Auslenkung.
Eine Energiequelle, bei der keinerlei Ressourcen verbraucht werden? Kann mir beim heutigen Wissensstand der Physik (mit Quantenphysik hat das gar nichts zutun) nicht vorstellen, dass das möglich ist, denn E=mc^2
Hast du da konkrete Vorstellungen?
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kelloggs
Anmeldungsdatum: 08.06.2014
Beiträge: 244
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| kelloggs Verfasst am: 01. Sep 2014 13:58 Titel: |
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ich würde sagen das hängt von der Größe der Konstruktion ab. wenn man so eine Vorrichtung im Nanobereich konstruieren würde (könnte?), dann wären auch die Verluste nicht mehr so tragend.
in der Quantenmechanik scheint es diese Energiequellen zu geben da es nie zu einem Stillstand der Quantenteilchen (also alle Teilchen, die eine gewisse Größe unterschreiten) kommt auch wenn man noch so sehr die Energie dieser Teilchen reduzieren möchte. Irgendetwas scheint den Teilchen einen Stoß zu geben bevor sie zum Stillstand kommen.
ich möchte an dieser Stelle auch eine kleine Spekulation loswerden: die Vakuumfluktuationen scheinen den Teilchen diesen entscheidenden Stoß zu geben sodass sie nicht zum Stillstand kommen können. Jetzt habe ich aber eine weitere Vorstellung: beim Casimir Effekt werden die Vakuumfluktuationen zwischen den leitfähigen Platten ja zu einem gewissen Grad unterbunden. Würde das nicht bedeuten, dass eventuelle Teilchen zwischen den Platten sich "mehr" abkühlen könnten als Teilchen außerhalb der Platten da sie nicht so regelmäßig von den Vakuumfluktuationen angestoßen werden?
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jh8979
Moderator
Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8583
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| jh8979 Verfasst am: 01. Sep 2014 14:13 Titel: |
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| kelloggs hat Folgendes geschrieben: |
in der Quantenmechanik scheint es diese Energiequellen zu geben da es nie zu einem Stillstand der Quantenteilchen (also alle Teilchen, die eine gewisse Größe unterschreiten) kommt auch wenn man noch so sehr die Energie dieser Teilchen reduzieren möchte. Irgendetwas scheint den Teilchen einen Stoß zu geben bevor sie zum Stillstand kommen.
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Auch in der Quantenmechanik gilt die Energieerhaltung ohne Ausnahme.
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kelloggs
Anmeldungsdatum: 08.06.2014
Beiträge: 244
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| kelloggs Verfasst am: 01. Sep 2014 16:29 Titel: |
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| jh8979 hat Folgendes geschrieben: | | Auch in der Quantenmechanik gilt die Energieerhaltung ohne Ausnahme. |
Makroskopisch betrachtet ja - aber die kleinsten Teilchen erhalten auf ihren niedrigsten Energieniveaus von irgendwo Energie ansonsten müssten auch diese zu einem Stillstand kommen.
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jh8979
Moderator
Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8583
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| jh8979 Verfasst am: 01. Sep 2014 16:31 Titel: |
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| kelloggs hat Folgendes geschrieben: | | jh8979 hat Folgendes geschrieben: | | Auch in der Quantenmechanik gilt die Energieerhaltung ohne Ausnahme. |
Makroskopisch betrachtet ja - aber die kleinsten Teilchen erhalten auf ihren niedrigsten Energieniveaus von irgendwo Energie ansonsten müssten auch diese zu einem Stillstand kommen. |
Nein tun sie nicht. Die Energieerhaltung gilt ohne Ausnahme.
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kelloggs
Anmeldungsdatum: 08.06.2014
Beiträge: 244
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| kelloggs Verfasst am: 01. Sep 2014 16:38 Titel: |
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okay, was wäre dann deine Erklärung warum man 0 Kelvin nicht erreichen kann oder warum man Impuls und Ort von Teilchen nicht 100%tig exakt festlegen kann?
vielleicht weil sie durch dieses unbekannte Energiequelle ständig in Bewegung gehalten werden sodass man sie nicht punktgenau lokalisieren kann?
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jh8979
Moderator
Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8583
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| jh8979 Verfasst am: 01. Sep 2014 16:53 Titel: |
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| kelloggs hat Folgendes geschrieben: |
vielleicht weil sie durch dieses unbekannte Energiequelle ständig in Bewegung gehalten werden sodass man sie nicht punktgenau lokalisieren kann? |
Nein, sondern weil es schlicht keine kleinen Bälle sind. Da Du das aber anscheinend nicht hören willst, lass ich es hiermit bleiben.
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kelloggs
Anmeldungsdatum: 08.06.2014
Beiträge: 244
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| kelloggs Verfasst am: 01. Sep 2014 16:59 Titel: |
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| jh8979 hat Folgendes geschrieben: | | Nein, sondern weil es schlicht keine kleinen Bälle sind. Da Du das aber anscheinend nicht hören willst, lass ich es hiermit bleiben. |
Ich kann auch abstrakt denken. Was soll man sich unter Quantenteilchen vorstellen und wie kann man Energie mit diesen Quantenteilchen verbinden?
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kelloggs
Anmeldungsdatum: 08.06.2014
Beiträge: 244
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| kelloggs Verfasst am: 01. Sep 2014 17:49 Titel: |
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es wäre wirklich toll wenn meine du deine Betrachtungen ebenfalls preisgeben würdest.
Die Sache mit der Energieerhaltung lässt sich ja im Prinzip mit der Ballbetrachtung einfach nachvollziehn (zumindest für Leute wie mich):
mikroskopisch betrachtet wird das Teilchen/der Ball durch diese Fluktuationen in eine Richtung angestoßen aber weil diese Fluktuationen überall stattfinden wird das Teilchen im nächsten Augenblick in eine andere Richtung gestoßen und in Summe wird das Teilchen nach einer gewissen Zeit wieder auf seinen ursprünglichen Ort zurückgestoßen und hat makroskopisch betrachtet keinen Weg zurückgelegt.
Es heißt ja wenn es mehrere Erklärungen für ein Problem gibt dann stimmt meistens die einfachere. Natürlich war das keine physikalische mathematisch belegte Erklärung aber sie könnte zumindest in die richtige Richtung weisen.
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index_razor
Anmeldungsdatum: 14.08.2014
Beiträge: 3259
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| index_razor Verfasst am: 01. Sep 2014 20:19 Titel: |
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Am Grundzustand bist du erst wenn alle höher-energetischen Zustände unbesetzt sind (ihre Besetzungswahrscheinlichkeit null ist). Mit T->0 verlieren alle thermodynamischen Größen ihren Einfluß auf genau diese Besetzungswahrscheinlichkeit. D.h. je weiter du das System abkühlst, desto mehr beraubst du dich der Fähigkeit es noch weiter abzukühlen. M.a.W. du bekommst irgendwann einfach keine Wärme mehr aus dem System gepumpt. Dazu brauchst du keinen Mechanismus der ständig von außen Energie zuführt. Es reicht die, die schon drin ist.
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kelloggs
Anmeldungsdatum: 08.06.2014
Beiträge: 244
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| kelloggs Verfasst am: 01. Sep 2014 21:06 Titel: |
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nun mir fällt ein Argument dazu ein: Bremsstrahlung. Umgangssprachlich wird es auch magnetische Kühlung genannt, denke ich.
Könnte man sich nicht ein Szenario berechnen, bei dem durch Bremsstrahlung das letzte Quentchen Energie aus einem Teilchen herausgestrahlt wird?
sowas wie ein inverser Zyklotron bei dem das Teilchen ins Zentrum strudelt anstatt das es nach außen beschleunigt wird.
Ich verstehe nicht ganz was du mit "bei T = 0 verlieren alle thermodynamischen Größen ihren Einfluss auf die Besetzungswahrscheinlichkeit" meinst. Ist Bremsstrahlung eine thermodynamische Größe?
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index_razor
Anmeldungsdatum: 14.08.2014
Beiträge: 3259
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| index_razor Verfasst am: 01. Sep 2014 21:38 Titel: |
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Wofür soll "Bremsstrahlung" jetzt ein Argument sein? Daß es Methoden gibt, sehr tiefe Temperaturen zu erzeugen, ist glaube ich klar. (Auch wenn mir nicht bekannt ist, daß magnetische Kühlung irgendwas mit Bremsstrahlung zu tun hätte.) Nur werden die Schritte, die man damit in Richtung  macht, immer kleiner.
| kelloggs hat Folgendes geschrieben: |
Könnte man sich nicht ein Szenario berechnen, bei dem durch Bremsstrahlung das letzte Quentchen Energie aus einem Teilchen herausgestrahlt wird?
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Bremsstrahlung gibt es doch nur bei geladenen massiven Teilchen. Die haben dann die minimale Energie m. Allerdings kann man natürlich berechnen, wie sich ein System im Grundzustand verhält. Nur durch eine Folge thermodynamischer Prozesse kommt man da mit realen Körpern praktisch schlecht hin.
| Zitat: |
Ich verstehe nicht ganz was du mit "bei T = 0 verlieren alle thermodynamischen Größen ihren Einfluss auf die Besetzungswahrscheinlichkeit" meinst. Ist Bremsstrahlung eine thermodynamische Größe? |
Ich meine damit, daß du soviel an dem System rumschrauben kannst wie du willst, die Entropie wird nicht mehr kleiner und damit kriegst du auch keine Wärme mehr raus. Und die Möglichkeiten die Temperatur zu senken, schwinden.
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kelloggs
Anmeldungsdatum: 08.06.2014
Beiträge: 244
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| kelloggs Verfasst am: 02. Sep 2014 05:32 Titel: |
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oha, da hab ich was schönes reininterpretiert. Ich war der Meinung magnetische Kühlung bedeutet das bewegte geladene Teilchen durch Magnetfelder abgelenkt werden, dabei Bremsstrahlung abgeben und dadurch kühler werden.
würde sowas theoretisch funktionieren?
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kelloggs
Anmeldungsdatum: 08.06.2014
Beiträge: 244
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| kelloggs Verfasst am: 02. Sep 2014 19:07 Titel: |
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tja, es ist nun offensichtlich, dass meine Ansichten bezüglich Energie und Energieerhaltung für viele ein Dorn im Auge ist und die glänzende Unwissenheit mit der ich argumentiere lässt nochmal so vielen die Grausbirn aufsteigen. Könnten wir daher vielleicht zum Anfangsthema dieses Threads zurückkehren und nur die Fakten betrachten, die man vom Casimir Effekt kennt?
Es ist Fakt, dass es diese Casimir Kraft zwischen 2 leitfähigen Platten gibt und wie würde sich diese Kraft in einem drehbaren System auswirken? Könnte da jemand eine fachliche Meinung dazu abgeben?
Ich habe nochmal eine Veränderung vorgenommen sodass der innere Hohlzylinder sich nun fix um die Z Achse dreht und der äußere Hohlzylinder "ausgelenkt" wird (da ich nur 4 Szenen habe bewegt sich der äußere Hohlzylinder nur auf einer viereckige Kreisbahn aber die Grundidee sollte klar sein). Wie ist eure Meinung zu diesem Bewegungsablauf? Kann man den Bewegungsablauf nachvollziehn oder wurde etwas gravierendes übersehen?
HQ Bild: http://www.bilder-upload.eu/upload/bfbf59-1409677510.png
LQ Video:http://tinypic.com/player.php?v=2r2yqg4%3E&s=8#.VAXxdGMtpGs
HQ Video Dropbox link:https://www.dropbox.com/s/az2s727th1bfbbr/rotation.wmv?dl=0
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frustudent
Gast
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| frustudent Verfasst am: 02. Sep 2014 19:15 Titel: |
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Nur ein kurzer Hinweis: Der Casimir-Effekt tritt nicht nur zwischen leitfähigen Platten auf, sondern allgemein zwischen 2 "Sachen". Es könnten also auch nicht leitfähige Platten sein, oder auch irgendwelche Kugeln, oder sonst irgendwelche beliebigen Formen, die Rechnungen werden dann einfach nur komplizierter bzw. nicht mehr analytisch lösbar.
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index_razor
Anmeldungsdatum: 14.08.2014
Beiträge: 3259
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| index_razor Verfasst am: 02. Sep 2014 19:51 Titel: |
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| kelloggs hat Folgendes geschrieben: | oha, da hab ich was schönes reininterpretiert. Ich war der Meinung magnetische Kühlung bedeutet das bewegte geladene Teilchen durch Magnetfelder abgelenkt werden, dabei Bremsstrahlung abgeben und dadurch kühler werden.
würde sowas theoretisch funktionieren? |
Durch Bremsstrahlung kannst du dem System natürlich Energie entziehen, aber eine Kühlung ist das nicht unbedingt. Dazu wirst du zumindest phasenweise adiabatische Zustandsänderungen ( ) durchführen müssen. Denn solange du das System nicht thermisch isolierst, bekommst du es ja nicht kälter als die Umgebung, durch die es abgebremst wird.
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kelloggs
Anmeldungsdatum: 08.06.2014
Beiträge: 244
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| kelloggs Verfasst am: 02. Sep 2014 20:54 Titel: |
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| frustudent hat Folgendes geschrieben: | | Nur ein kurzer Hinweis: Der Casimir-Effekt tritt nicht nur zwischen leitfähigen Platten auf, sondern allgemein zwischen 2 "Sachen". Es könnten also auch nicht leitfähige Platten sein, oder auch irgendwelche Kugeln, oder sonst irgendwelche beliebigen Formen, die Rechnungen werden dann einfach nur komplizierter bzw. nicht mehr analytisch lösbar. |
hmm, da müsste ich fragen woher du diese Information hast. Meine bevorzugte Informationsquelle ist natürlich Wiki und dort wird bereits im ersten Satz des Artikels darauf hingedeutet, dass die Platten bzw. die Wechselwirkungspartner leitfähig sein müssen.
Wenn ich aber genauer darüber nachdenke dann lässt die vereinfachte Erklärung des Effekts auch andere Schlüsse zu:
| Zitat: | | Außerhalb der Platten existiert also ein Kontinuum an virtuellen Teilchen, während innerhalb der Platten nur eine diskrete Anzahl von Teilchen entstehen kann, nämlich die, die den Randbedingungen der gegenüberstehenden Platten genügen. Daraus resultiert ein „Photonendruck“ von außen auf die Platten. |
ob nur "leitfähige" Objekte die virtuelle Teilchenanzahl im Zwischenraum der Objekte diskretisieren kann sei mal dahingestellt.
| index_razor hat Folgendes geschrieben: | | Durch Bremsstrahlung kannst du dem System natürlich Energie entziehen, aber eine Kühlung ist das nicht unbedingt. Dazu wirst du zumindest phasenweise adiabatische Zustandsänderungen () durchführen müssen. Denn solange du das System nicht thermisch isolierst, bekommst du es ja nicht kälter als die Umgebung, durch die es abgebremst wird. |
mmh, ich werde meine Vorstellung kurz bildlich darstellen.
die Teilchen kühlen sich von selber aus weil sie ständig abgelenkt werden und dadurch ständig Bremsstrahlung abgeben.
| Beschreibung: |
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index_razor
Anmeldungsdatum: 14.08.2014
Beiträge: 3259
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| index_razor Verfasst am: 02. Sep 2014 21:07 Titel: |
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| kelloggs hat Folgendes geschrieben: |
die Teilchen kühlen sich von selber aus weil sie ständig abgelenkt werden und dadurch ständig Bremsstrahlung abgeben. |
Und mit der Umgebung wechselwirken sie dabei nicht? Die hat eine endliche Temperatur T. Andernfalls hast du natürlich nicht mehr viel zu kühlen.
Im übrigen, wolltest du nicht ursprünglich eine Erklärung dafür gefunden haben, warum eine vollständige Abkühlung eben nicht möglich ist?
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frustudent
Gast
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| frustudent Verfasst am: 02. Sep 2014 21:54 Titel: |
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| Zitat: | | hmm, da müsste ich fragen woher du diese Information hast. Meine bevorzugte Informationsquelle ist natürlich Wiki und dort wird bereits im ersten Satz des Artikels darauf hingedeutet, dass die Platten bzw. die Wechselwirkungspartner leitfähig sein müssen. |
Aus meinen Vorlesungen 
Übrigens steht abei Wikipedia nicht, dass die Platten unbedingt leitfähig sein müssen. Warum (die deutschsprachige) Wikipedia das nur auf leitfähige Platten bezieht weiss ich auch nicht.
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