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Rekursive Definition des Elektromagnetismus?
 
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MBastieK



Anmeldungsdatum: 06.10.2012
Beiträge: 8
Wohnort: Berlin

Beitrag MBastieK Verfasst am: 14. Sep 2014 17:51    Titel: Rekursive Definition des Elektromagnetismus? Antworten mit Zitat

Hallo,
schönen guten Tag.

Man sagt, dass der Magnetismus die Längenkontraktion des Coulomb-Feldes(elektrischen Feldes) ist. D.h. man 'sieht' ein verstärktes, gestauchtes elektrisches Feld aus einem gewissen Bezugssystem als Magnetismus.
Gleichzeitig sagt man, dass das Austauschteilchen des Elektromagnetismus das (virtuelle) Photon ist, welches eine magnetische Komponente besitzt.

Wo setzt denn nun die Begründung des Magnetismus bzw. Elektromagnetismus an?

Mit freundlichen Grüssen
Sebastian

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Ein unbekannter Faktor kann alles verkehren.
isi1



Anmeldungsdatum: 03.09.2006
Beiträge: 2780

Beitrag isi1 Verfasst am: 19. Sep 2014 09:55    Titel: Antworten mit Zitat

Ja, man kann die magnetischen Effekte weitgehend durch die Lorentz-Kontraktion erklären (siehe Sexl/Schmidt, Raum-Zeit-Relativität, Vieweg studium, S. 110). Geht man nach der 'Relativistischen Elektrodynamik', ist das Magnetfeld keine eigenständige Größe sondern ein Hilfskonstukt zur leichteren Berechnung der Vorgänge in der gewöhnlichen Umgebung.

Mich störte schon immer der Gedankenversuch, neben einem Elektronenstrahl herzufliegen und dabei das Magnetfeld (abhängig von der Relativgeschwindigkeit) zu messen. Je nach der Geschwindigkeit des Messgeräts misst es das Magnetfeld sorum oder andersrum oder auch gar kein Magnetfeld. Es wäre mir schon lieber, nur mit Größen zu arbeiten, die mehr Konstanz zeigen. Nach "Ockhams Rasiermesser" wäre demnach die Relativistische Elektrodynamik vorzuziehen, für die es nur das Elektromagnetische Feld gibt und nicht mehr das elektrische und das magnetische Feld getrennt. Ähnlich der Raumzeit, die gezeigt hat, dass die getrennte Betrachtung des Raumes und der Zeit nicht immer korrekt ist.

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Grüße aus München, isi •≡≈ ¹₁₂½√∠∞±∫αβγδεηκλπρσφω ΔΣΦΩ
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 13870

Beitrag TomS Verfasst am: 19. Sep 2014 10:42    Titel: Antworten mit Zitat

Das elektromagnetische Feld ist eine aus den Eichfeldern abgeleitete Größe



d.h. zunächst ist A fundamental.

Im Falle des hamiltonschen Formalismus erhält man als fundamentale Freiheitsgrade



d.h. A° ist lediglich ein Hilfsfeld (Lagrange-Multiplikator), E° existiert nicht, da F antisymmetrisch, die Transversalitätsbedingung (Gaußsches Gesetz) eliminiert noch einen von drei (i=1,2,3) Freiheitsgraden, so dass letztlich zwei Freiheitsgrade (entsprechend der beiden Polarisationen) übrigbleiben. Das Magnetfeld erscheint in diesem Formalismus überhaupt nicht mehr, kann aber natürlich weiterhin aus A abgeleitet werden, wenn man möchte.

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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.


Zuletzt bearbeitet von TomS am 19. Sep 2014 13:11, insgesamt einmal bearbeitet
jh8979
Moderator


Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8210

Beitrag jh8979 Verfasst am: 19. Sep 2014 11:10    Titel: Antworten mit Zitat

isi1 hat Folgendes geschrieben:
Ja, man kann die magnetischen Effekte weitgehend durch die Lorentz-Kontraktion erklären (siehe Sexl/Schmidt, Raum-Zeit-Relativität, Vieweg studium, S. 110). Geht man nach der 'Relativistischen Elektrodynamik', ist das Magnetfeld keine eigenständige Größe sondern ein Hilfskonstukt zur leichteren Berechnung der Vorgänge in der gewöhnlichen Umgebung.

Mich störte schon immer der Gedankenversuch, neben einem Elektronenstrahl herzufliegen und dabei das Magnetfeld (abhängig von der Relativgeschwindigkeit) zu messen. Je nach der Geschwindigkeit des Messgeräts misst es das Magnetfeld sorum oder andersrum oder auch gar kein Magnetfeld. Es wäre mir schon lieber, nur mit Größen zu arbeiten, die mehr Konstanz zeigen. Nach "Ockhams Rasiermesser" wäre demnach die Relativistische Elektrodynamik vorzuziehen, für die es nur das Elektromagnetische Feld gibt und nicht mehr das elektrische und das magnetische Feld getrennt. Ähnlich der Raumzeit, die gezeigt hat, dass die getrennte Betrachtung des Raumes und der Zeit nicht immer korrekt ist.

Sorry, aber stehen viele Dinge, die sehr "missverständlich" sind - um es mal vorsichtig zu formulieren:
1. Elektrodynamik ist immer eine relativistische Theorie, auch wenn man nicht-relativistische Bewegungen bewegter Ladungen betrachten kann.
2. Das Magnetfeld ist eine physikalische Größe (d.h. messbar) und keine Hilfsgröße.
3. In relativistischen Rechnung ist es meist einfacher mit oder mit zu arbeiten, aber man kann dies genauso mit und tun. Beides hat je nach Problemstellung gewisse Vor- und Nachteile.
isi1



Anmeldungsdatum: 03.09.2006
Beiträge: 2780

Beitrag isi1 Verfasst am: 19. Sep 2014 15:04    Titel: Antworten mit Zitat

jh8979 hat Folgendes geschrieben:
2. Das Magnetfeld ist eine physikalische Größe (d.h. messbar) und keine Hilfsgröße.
Ja, einverstanden, JH, der Hinweis galt auch eher dem vom Fragesteller aufgeworfenen Thema, dass magnetische Effekte auch ohne (den Begriff) Magnetfeld durch die Lorentzkontraktion erklärbar sein können.

@TomS
Auch die Eichtheorien haben uns alle begeistert, bis wir merkten, dass sie auch nur wieder ein neuer mathematischer Aspekt auf die gleichen physikalischen Dinge sind, die durchaus auch auf einen falschen Weg führen können (was ihrer Daseinsberechtigung jedoch keinen Abbruch tut):
Zitat:
Weyl entdeckte die Eichinvarianz zunächst in der Elektrodynamik und versuchte durch Anwendung des Prinzips auf Einsteins allgemeine Relativitätstheorie, die Elektrodynamik und die Gravitation zu einer Theorie zu vereinigen. Die daraus resultierende Theorie erwies sich jedoch als falsch.

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Grüße aus München, isi •≡≈ ¹₁₂½√∠∞±∫αβγδεηκλπρσφω ΔΣΦΩ
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 13870

Beitrag TomS Verfasst am: 19. Sep 2014 15:23    Titel: Antworten mit Zitat

isi1 hat Folgendes geschrieben:
Auch die Eichtheorien haben uns alle begeistert, bis wir merkten, dass sie auch nur wieder ein neuer mathematischer Aspekt auf die gleichen physikalischen Dinge sind, die durchaus auch auf einen falschen Weg führen können (was ihrer Daseinsberechtigung jedoch keinen Abbruch tut):
Zitat:
Weyl entdeckte die Eichinvarianz zunächst in der Elektrodynamik und versuchte durch Anwendung des Prinzips auf Einsteins allgemeine Relativitätstheorie, die Elektrodynamik und die Gravitation zu einer Theorie zu vereinigen. Die daraus resultierende Theorie erwies sich jedoch als falsch.

Eichtheorien sind einfach ein grundlegendes mathematisches Konstruktionsprinzip. Die physikalisch motivierte Auswahl, welche Symmetrie du wie eichst, kann dir die Mathematik nicht abnehmen. Im Falle des Elektromagnetismus ist die Formulierung nun mal physikalisch korrekt.

Worauf ich eigtl. hinaus wollte ist, dass man nicht über "E vs. B" diskutieren sollte, sondern über "A vs. A und E“.

B kann IMMER als abgeleitete Größe betrachtet werden, auch wenn diese eichinvariant und direkt messbar ist, A dagegen nicht. Direkt physikalisch messbare Größen und fundamentale Größen sind nicht unbedingt dasselbe.

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