Widerspruch zu Newton?

burri · Anmeldungsdatum: 30.09.2011 Beiträge: 159

Wenn zwei Massen sich voneinander abstoßen, und eine Masse wird danach zerstrahlt, also in Energie, wie bspw. IR-Strahlung umgewandelt,

hat man mit der Zerstrahlung der Masse nicht auch den Impuls der Masse vernichtet?

Vorausgesetzt sei, dass die Masse rundum gleichförmig in Strahlung umgewandelt wird.

willyengland · Anmeldungsdatum: 01.05.2016 Beiträge: 869

Wie genau wird "zerstrahlt"?
Photonen haben auch einen Impuls!

burri · Anmeldungsdatum: 30.09.2011 Beiträge: 159

hallo Willy,
in allen Richtungen und mit gleicher Intensität.
Einfach nur mal angenommen, dies wäre möglich.

ML · Anmeldungsdatum: 17.04.2013 Beiträge: 3559

Hallo,

burri · Anmeldungsdatum: 30.09.2011 Beiträge: 159

Hallo,

von der Position der Impuls tragenden Materie aus, tritt die Strahlung in allen Richtungen mit Lichtgeschwindigkeit aus.

Meinst du der Impuls bleibt deshalb in der Strahlung erhalten, weil in Ausbreitungsrichtung, sich die Frequenz der Strahlung erhöht, und gegen die Ausbreitungsrichtung sich erniedrigt?

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 21442

Ich weiß wirklich nicht, wie du dir das vorstellst.

Zunächst mal zerstrahlt Materie nicht einfach so, es bedarf eines Teilchen-Antiteilchen-Paares, z.B. eines Elektrons und eines Positrons.

(ich setze im folgenden c = 1)

Nehmen wir an, beide i = 1,2 mit identischer Ruhemasse m tragen Impuls

und Energie

mit

Betrachten wir den Vorgang im Schwerpunktsystem S. Hier gilt für die Impulsvektoren

d.h. der Impuls P des Gesamtsystems ist Null. Die Gesamtenergie E beträgt

Außerdem gilt im Schwerpunktsystem natürlich

Für das aus der Annihilation resultierende Photon-Paar gilt bei verschwindender Ruhemasse und unter Beachtung von Energie- und Impulserhaltung analog

Der Gesamtimpuls ist erhalten.

Natürlich kann man den Vorgang in einem beliebigen anderen Bezugsystem S‘ betrachten. Alle Größen werden entsprechend umgerechnet, einige Zusammenhänge werden dadurch komplizierter. Es gilt jedoch weiterhin Energie- und Impulserhaltung, d.h. für die neuen Größen

Myon · Anmeldungsdatum: 04.12.2013 Beiträge: 6200

Anschaulich kann man sich die Impulserhaltung auch mit dem Dopplereffekt erklären (wie schon von ML geschrieben), der für einen relativ zum Teilchen bewegten Beobachter auftritt:

Ein Teilchen der Masse zerfalle in 2 Photonen, welche in entgegengesetzer Richtung abgestrahlt werden.

Ruhesystem des Teilchens: Die Photonen haben die Frequenz

In einem 'System, das sich mit

in Richtung der abgestrahlten Photonen bewegt:
Die Frequenz der Photonen ist (Dopplereffekt)

Die Photonen haben also einen Gesamtimpuls

was gleich dem Impuls des Teilchens vor dem Zerfall ist.