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Rotverschiebung - Relativität Energie?

31 Beiträge ▪ Schlüsselwörter: Licht, Quantenphysik, Photonen ▪ Abonnieren: Feed E-Mail

Rotverschiebung - Relativität Energie?

17.03.2009 um 16:25
nee, die energie verschwindet nicht, im ganzen ist sie einfach länger messbar... dass hat im grunde auch nichts mit der relativität zu tun.

siehe auch

Photonen Energie in abhängigkeit der Expansion des Univ

mich hat das auch mal aufs glatteis geführt... ist das selbe problem.


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Rotverschiebung - Relativität Energie?

17.03.2009 um 19:52
@newbie:
Ich verstehe die Erklärung.
Jedoch hat diese Erklärung einen Haken:

Wenn man wirklich von der Leistung des Messgerätes ausgeht, so meinst du, also welche gemessen wird, und E = P*t, dann müssten alle Photonen dieselbe Energie haben, aber das ist nicht der Fall!
Mathematisch so ausgedrückt:

E = h*f
f = c/lambda --> E = (h*c) / lambda

Was hier wichtig ist ist der Term f = c/lambda.

Umgestellt: c = lambda*f
--> Da c eine Konstante ist, muss es so sein, dass, wenn sich lambda erhöht, sich f im gleichen Maße verringert.

Nun ist t = 1/f --> c = lambda/t

t = lambda/c

--> Verringert sich lambda, dann verringert sich die Messungszeit, das ist klar. Dann erhöhrt sich aber auch die Frequenz im selben Maße, wie sich lambda verringert.

Fazit:
Was man mit deinem Experiment beweist ist die Konstanz von c.

Die Energie wäre aber auch immer konstant - und ich meine IMMER, egal bei welchem Photon, denn die Energie eines Photones ist ja allein von seiner Frequenz bzw. Wellenlänge abhängig.

Das wäre aber absurd. Mit einem Leistungsmesser, wie du ihn beschreibst, beweist man nicht viel bezüglich meiner Frage.

Verstehst du meine Erklärung?^^


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Rotverschiebung - Relativität Energie?

17.03.2009 um 19:57
@JPhys:

Stellt das den Energieerhaltungssatz in Frage?
Falls es wirklich so ist, dass Energie relativ zum Bezugssystem ist?


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Rotverschiebung - Relativität Energie?

17.03.2009 um 20:09
@mastermind
Stellt das den Energieerhaltungssatz in Frage?
Falls es wirklich so ist, dass Energie relativ zum Bezugssystem ist?

Nein die Energie bleibt in jedem Bezugsystem erhalten ist aber nicht uebrall die gleiche Zahl...

Genaus wie der Impuls in jedem Bezugsystem erhalten bleibt und nicht uberall die gleich Zahl ist

Aber Energie und Impuls richtig zusammengefasst bilden einen Vierervetor und der ist als Objekt in allen systemen gleich....

Stell dir einfach ein Objekt vor das du aus verschiedene Winkeln an siehst

Was bei dem Objekt laenge Breite und hoehe ist hanegt davon ab von wo du drauf schaust das Objekt selbst aber nicht.....

Das Objekt selbst ist der Vektor die einzelnen Eintraeg aendern sich je nach Blickwinkel.....

wenn du willst koennen wir (fiuer Newtonmechnik) mit Engerie und Impulserhaltung in verscheidhen systemen das gleich Problem loesen damit du siehst das die erhaltung nihct der relativitate widerspricht


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Rotverschiebung - Relativität Energie?

17.03.2009 um 20:19
@mastermind

was du machst ist das herumschieben einer formel, die erklärt erstmal gar nichts, außer das frequenz und wellenlänge über c in beziehung stehen (was du meinst ist mir schon klar und du hast recht, in so fern man das nicht genauer betrachtet). weiterhin sollte aus dem anderen thread klar werden das du hier nicht mit der teilcheninterpretation weiter kommst. da bist du jetzt zu fest gefahren. wenn du das photon schon als quant interpretierst, dann aber richtig mit wellenfunktion etc. sonst kommst du da nicht zur richtigen lösung. um das hier zu erklären bräuchte ich jetzt etwas länger und darauf hab ich keine lust. stell dir ein photon doch einfach als ein seil vor, dass eine begrenzte räumliche ausdehnung hat (das photo-quant) und jetzt interpretier deine vermutung noch einmal.
Zitat von mastermindmastermind schrieb:Stellt das den Energieerhaltungssatz in Frage?
Falls es wirklich so ist, dass Energie relativ zum Bezugssystem ist?
nein, energieerhaltung gilt auch in der SRT (im inertialsystem). das energie relativ zum bezugssystem ist bedeutet nicht das sie nicht erhalten bleibt, sie ist nur nicht invariant unter einer lorentz transformation. man kann sich nicht einfach ein teil des ganzen heraus picken und so interpretieren wie man es grade braucht.


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Rotverschiebung - Relativität Energie?

17.03.2009 um 20:31
@newbie:
Ich bin mit dem was du zitiert hast auf das eingegangen, was JPhys gesagt hat.

Aber du scheinst ja JPhys auch Recht zu geben ( das energie relativ zum bezugssystem ist bedeutet nicht das sie nicht erhalten bleibt, ), und das war ja meine Frage: Ist Energie relativ zum Bezugssystem? Damit wäre die Antwort: JA.

Wenn ich in diesem Falle ein Photon wirklich als Welle betrachte, dann wäre die Frequenz ja völlig wurscht, da bei einer Welle ja die Energie von der Amplitude abhängig ist.
Was käme denn bei der Berechnung mit Wellenfunktion heraus? (Ich will jetzt nicht, dass du dir die Anstrengung machst und alles aufschreibst, nur grob die Ergebnisse.)

@JPhys:
wenn du willst koennen wir (fiuer Newtonmechnik) mit Engerie und Impulserhaltung in verscheidhen systemen das gleich Problem loesen damit du siehst das die erhaltung nihct der relativitate widerspricht

Hm, zeig doch mal, was du meinst, und ich schau, ob ich es verstehe. :)


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Rotverschiebung - Relativität Energie?

17.03.2009 um 22:34
Einfachster Fall

Zwei Billiard Kugel
beide gleiche Masse

System 1
Kugel 1 ruht Kugel 2 bewegt sich mit Geschwindigkeit v

Kugel 1 hat Impuls p1= 0 und Energie E1=0
Kugel 2 hat Impuls P2=mv und Energie E2=1/2m v^2

Nach dem Stoss habe die Kugeln die Geschwindigkeiten u1 und u2

Impulserhaltung
m u1+m u2=m v+0
Energie erhaltung
1/2m u1^2+1/2m u2^2=1/2mv^2

Macht
u1+u2=v
und
u1^2+u2^=v^2

Quadriern der ersten gleichung
u1^2+2u1 u2+u1^2=v^2

u1u2=0

Bei einem stoss bei dem eine Kugel ruht fliegn danach beide im rechten Winkel auseiander....
(kannst dich beim Biliardspielenselsbt davon uberzeugen)
Wie dem auch sei wenn es einzentraler stoss ist heist das u1=0 ist ode u2=0
ensprechend muss dann u2=v bzw u1 =v sein
also entweder trifft man mit einem zentralen stoss dann bleibt di erste kugle liegen und die zweit fliegt soo schnell weiter wie es vorher die erste tat oder man trift nicht dann bleibt die 2te liegen.

System 2

Betrachetn wir es jetzt aus dem Bezugsystem der am Anfang bewegten Kugel
Nun in ihrem eigenen Bezugsyztem bewegt sie sich nicht
statt dessen kommt aus ihrer Sicht die ruhende Kugel auf sie zu

Die Geschwindigkeit der ruhenden kugel im Bezugesystem der bewegten ist gerade

-v
Impulserhaltung(das mal m kuerze ich gleich)
u1+u2=-v
energieerhaltung
u1^2+2u1 u2+u1^2=(-v)^2
Gleich rechung in diesme fall fliegt ruht nach dem stoss die Kugel die im ersten systemvor dem stoss ruhte
Und bewegt sich nach dem stoss die kugle mit -v die im ersten system vor dem Stoss bewegte....

Jezte wir es spassig
system 3 wir betrachten das ganze aus einem System
das sich mit halber geschwindigkeit in die richtung bewegt in die sich dier erste kugle mit ganzer geschwindigkeit bewegt

Die erste Kugel hat dann in diesme System die Geschwindigkeit
v1=v/2
Die zweit Kugel ruht aber unser System bewegt sich ja auf sie zu
Also bewegt sich aus sicht diese Systems die kugel mit
v2=-v/2 in die gegenrichtung

Impulserhaltung
v1+v2=v/2-v/2=0=u1+u2
Energie Erhaltung gibt
(v/2)^2+(-v/2)^2=v^2/2=u1^2+u^2
Alos eine Echt andere Energie

Auch das Gleichungsystem kann man loesen
wie sollte es auch anders sein es kommt u1=-v/2 und u2 =v/2

Also bleibt die Enegri in jedem system erhalten man kann in jedem system die Geschwindigkeiten nach dem Zentralen Stoss aus em erhaltungssatz folgern und wenn man seine Geschwindigkeiten vor dem stoss in ein anderes system trasnformert in diesem die Geschwindigkeiten nach dem stoss ausrechent und sich dann wieder zurueck transformiert kommt das gleich rasu als haette man
direkt im Ursprunglichen Systemr gerechnet

(Also immer die beiden Kugeln tauschen ihre Geschwindigkeiten was immer die beiden Geschwindigkeiten im jeweiligen System auch sein moegen)


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Rotverschiebung - Relativität Energie?

17.03.2009 um 22:38
@mastermind
"Wenn ich in diesem Falle ein Photon wirklich als Welle betrachte, dann wäre die Frequenz ja völlig wurscht, da bei einer Welle ja die Energie von der Amplitude abhängig ist."

Nein die Amplitude sagt dir wieviel Photonen du hast aber die Frequenz sagt dir Wieviel energie ein Photon hat.
E=hf
schau mal in der SRT muss doch die Frequenz vom Bezugsystem schon deshalb abahengen weil die Zeit es tut.


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Rotverschiebung - Relativität Energie?

18.03.2009 um 01:05
@mastermind
Zitat von newbienewbie schrieb:nee, die energie verschwindet nicht, im ganzen ist sie einfach länger messbar
schließ mich ihm an, glaub das wurde in einem ähnlichen thread mal angesprochen, die energie geht nicht verloren, sie ist einfach länger messbar


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Rotverschiebung - Relativität Energie?

18.03.2009 um 01:10
nachtrag:

es ist spät, hab im grunde dasselbe wie newbie geschrieben und den thread hat er mit angegeben, ich sollte schlafen gehn ;)


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