Groups | Search | Server Info | Keyboard shortcuts | Login | Register [http] [https] [nntp] [nntps]

Groups > de.sci.physik > #139343

Re: Gedankenspiel Massen oder Energieerhalt?

Show all headers | View raw

</scorefile>, da ich gerade nichts Besseres zu tun habe:

Carla Schneider wrote:

> Thomas 'PointedEars' Lahn wrote:
>> Oliver Jennrich wrote:
>> > Thomas 'PointedEars' Lahn <PointedEars@web.de> writes:
>> >> Carla Schneider wrote:
>> >>> Energie war bei ihrer "Erfindung" nur eine Rechengroesse.
>> >>> Aber seit wir wissen dass E=mc², wissen wir dass sie auch eine Masse
>> >>> hat. Damit ist sie aber keine reine Rechengroesse mehr, die Frage wo
>> >>> eine Masse sich befindet, ist berechtigt.
>> >> Das ist grober Unfug.
>> > Warum sollte das grober Unfug sein?
>> 
>> Die Aussage â??Energie hat eine Masseâ?? ist pseudowissenschaftliches
>> Gewäsch und führt tatsächlich in die Irre.  Viele Laien nehmen dann
>> nämlich an, Photonen hätten Energie, also müssten sie auch eine (von
>> null verschiedene) Masse haben.
> 
> Sieht ja auch so so aus.

Wie es aussieht ist etwas anderes als wie es (theoretisch) ist.

> Absorbiere die Photonen mit irgendwas,

Sprachlich korrekt wäre "Lass die Photonen von irgendwas absorbiert werden".

> z.B. in einem Kasten in dem man erst ein Loch oeffnet wo man sie 
hineinschickt und dann das Loch wieder schliesst.

Erstens "sind" sowieso schon Photonen "in" dem Kasten (d. h. die 
Wahrscheinlichkeit, ein Photon im Kasten zu detektieren ist grösser als 0), 
da dieser eine Temperatur hat.

Zweitens funktioniert das so nicht, da man nicht mit Sicherheit sagen kann, 
ob/wann das zusätzliche Photon im Kasten ist (Photonen sind Quantenobjekte, 
keine Energiebälle).  Aber man kann *theoretisch* das Loch so klein machen, 
dass kaum wieder *Licht* herauskommt; das ist ja das Lehrbuchbeispiel, um 
einen Schwarzen Körper zu konstruieren.

> Und danach ist der Kasten um genau den Betrag schweerer der den
> absorbierten Photonen entspricht. Aufgrund der Energieerhaltung kann das
> gar nicht anders sein.

Natürlich trüge die kinetische/Gesamt-Energie der Photonen als Komponenten 
in diesem Fall zur *Ruhe*-Energie des Gesamtsystems bei, und das würde sich 
darin äussern, dass für das System eine grössere _Masse_ (nicht: Gewicht) 
gemessen/berechnet werden würde.  (Die grössere Masse würde sich in einem 
grösseren Gewicht äussern, wenn man dieses mäße.)

Das heisst aber NICHT, dass Photonen eine (von null verschiedene) Masse 
hätten.  Haben sie nämlich nicht.  Wäre es anders, dann würden sie sich im 
Vakuum nicht mit der Geschwindigkeit c (Konstante in der Lorentz-
Transformation, i.d.R. gleichgesetzt mit der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum) 
bewegen (können), denn für Ihre Geschwindigkeit v muss gemäss SRT gelten:

    E^2 = m^2 c^4 + p^2 c^2 = gamma^2 m^2 c^4
<=> 1/gamma^2 = 1 - v^2/c^2 = m^2 c^4/E^2
<=>                       v = c sqrt(1 - m^2 c^4/E^2)

und nur mit m = 0 kann sich

    v = c

ergeben.  Ausserdem ergibt sich aus der Unschärfebedingung

    (Delta x) (Delta p)     >= hbar/2

für die elektromagnetische Wechselwirkung nur dann die beobachtete 
unendliche Reichweite (Delta x) falls m = 0:

<=> (Delta x) (Delta E)/c   >= hbar/2
<=> (Delta x) m c           >= hbar/2
<=>               (Delta x) >= hbar/(2 m c).  (q.e.d.)

Ein einzelnes Photon des (für Menschen) sichtbaren Lichts mit der 
Wellenlänge λ = 550 nm würde übrigens die Masse des Gesamtsystems nur um

  Delta m = (Delta E)/c^2 = h f/c^2 = h/(lambda c) ~ 4.019 * 10^-36 kg

erhöhen.  Zum Vergleich: Die Elektronenmasse ist ~ 511 keV/c^2
~ 9.109 * 10^-31 kg; dafür wäre eine Wellenlänge von 2.403 pm (oder weniger) 
bzw. eine Frequenz in der Grössenordnung 10^20 Hz (oode höher), also ein 
Gamma-Photon, nötig.  (Genau solche Gamma-Photonen, wie bei der PET durch 
Annihilation erzeugt werden.)

>> Oder Masse sei z. B. geschwindigkeitsabhängig (da sich die
>> kinetische Energie ja ändert)M;
> 
> Auch solche Ideen kommt man jetzt bei Photonen nicht,
> weil sie immer die gleiche Geschwindigkeit haben.

Und genau deshalb wird ihre Masse mit m = 0 angenommen, was bisher alle 
Messungen bestätigen:

<https://pdg.lbl.gov/2021/web/viewer.html?file=%2F2021/listings/rpp2021-list-photon.pdf>

>> ein Missverständnis, das durch das Missverständnis des heutzutage vor
>> allem von populärwissenschaftlichen Medien verbreiteten
>> missverständlichen und irreführenden Konzepts â??relativistische Masseâ??
>> nur noch verstärkt wird.
> 
> Pysikstudenten missverstehen populaerwissenschaftliche Medien, und das ist
> ein Problem ?

Wie kommst Du auf "Physikstudenten"?  Ich schrieb von (Physik-)*Laien*.  
Darunter verstehe ich Leute, die weder Physik studieren noch studiert haben 
und die keine Physiker sind.

> Energie hat eine Masse, bei den Bindungsenergien der Atomkerne ist es
> direkt beobachtbar.

Nein.  Stattdessen: Bindungsenergie muss *aufgewendet* werden, um Atomkerne 
(bzw. allgemein: gebundene Systeme) zu *zerstören* (die Bindung
zu lösen).  Das hatten wir hier ausserdem schonmal diskutiert und geklärt, 
und Du warst auch dabei.  Schon wieder vergessen?

,-<https://de.wikipedia.org/wiki/Bindungsenergie>
|
| Bindungsenergie muss aufgebracht werden, um ein gebundenes System aus zwei 
| oder mehr Bestandteilen (beispielsweise einen Himmelskörper, ein Molekül, 
| ein Atom, einen Atomkern), die durch Anziehungskräfte zusammengehalten 
| werden, in seine Bestandteile zu zerlegen.  Eine ebenso große Energie wird 
| freigesetzt, wenn sich das gebundene System aus den Einzelteilen bildet.
| Manchmal wird unter Bindungsenergie nicht diese Energiemenge selbst, 
| sondern die Änderung des Energieinhalts des Systems verstanden, wenn seine 
| Teile sich miteinander verbinden; dann hat sie den gleichen Betrag, ist 
| aber negativ. […]
| 
| Die Bezeichnung Bindungsenergie ist ein gängiger Fachausdruck, aber 
| sprachlich etwas unglücklich gewählt. Sie führt – besonders mit einem 
| nachfolgenden Genitiv, wie z. B. Bindungsenergie „des Uran-Atomkerns“ oder 
| „des ATP-Moleküls“ – leicht zu dem Missverständnis, es handele sich um 
| einen Energiebetrag, der in dem gebundenen System vorhanden ist und aus 
| ihm freigesetzt werden kann. Richtig ist, wie oben gesagt, das Gegenteil: 
| Die Bindungsenergie ist bereits bei der Bildung des gebundenen Systems 
| freigesetzt und abgegeben worden, ist also nun nicht mehr verfügbar.

Bei der Entstehung "leichter" Atomkerne wird Bindungsenergie frei; folglich 
ist die Masse des (gebundenen) Atomkerns kleiner als die Summe der Massen 
der (ungebundenen) Komponenten (Massendefekt).  Damit *entspricht* die 
Bindungsenergie einer Masse.

Das heisst aber NICHT, dass "Energie eine Masse [hätte]".  Das ist Blödsinn, 
sowohl sprachlich als auch konzeptuell.  Energie ist kein Objekt, sondern 
eine physikalische Grösse.  Die Aussage "Energie hat eine Masse" ist somit 
ähnlich sinnvoll wie die Aussage "Länge hat eine Temperatur".

<scorefile>


PointedEars
-- 
Two neutrinos go through a bar ...

(from: WolframAlpha)

Back to de.sci.physik | Previous | Next — Previous in thread | Next in thread | Find similar

Thread

Re: Gedankenspiel Massen oder Energieerhalt? Thomas 'PointedEars' Lahn <PointedEars@web.de> - 2021-11-27 01:27 +0100
  Re: Gedankenspiel Massen oder Energieerhalt? Carla Schneider <carla_sch@yahoo.com> - 2021-11-27 10:24 +0100
    Re: Gedankenspiel Massen oder Energieerhalt? Thomas 'PointedEars' Lahn <PointedEars@web.de> - 2021-11-27 16:48 +0100
      Re: Gedankenspiel Massen oder Energieerhalt? Sebastin Wolf <invaild@invaild.net> - 2021-11-27 17:05 +0100
        Re: Gedankenspiel Massen oder Energieerhalt? Rolf Bombach <rolfnospambombach@invalid.invalid> - 2021-11-27 18:12 +0100
    Re: Gedankenspiel Massen oder Energieerhalt? Thomas 'PointedEars' Lahn <PointedEars@web.de> - 2021-11-27 19:11 +0100
      Re: Gedankenspiel Massen oder Energieerhalt? Carla Schneider <carla_sch@yahoo.com> - 2021-11-27 19:59 +0100
        Re: Gedankenspiel Massen oder Energieerhalt? Thomas 'PointedEars' Lahn <PointedEars@web.de> - 2021-11-27 20:11 +0100
          Re: Gedankenspiel Massen oder Energieerhalt? Carla Schneider <carla_sch@yahoo.com> - 2021-11-28 11:43 +0100
            Re: Gedankenspiel Massen oder Energieerhalt? Sebastin Wolf <invaild@invaild.net> - 2021-11-28 11:52 +0100
          Re: Gedankenspiel Massen oder Energieerhalt? Oliver Jennrich <oliver.jennrich@gmx.net> - 2021-11-28 12:16 +0100
            Re: Gedankenspiel Massen oder Energieerhalt? Thomas 'PointedEars' Lahn <PointedEars@web.de> - 2021-11-28 20:51 +0100
              Re: Gedankenspiel Massen oder Energieerhalt? Carla Schneider <carla_sch@yahoo.com> - 2021-11-29 18:26 +0100
                Re: Gedankenspiel Massen oder Energieerhalt? Carla Schneider <carla_sch@yahoo.com> - 2021-11-29 23:48 +0100
                Re: Gedankenspiel Massen oder Energieerhalt? Thomas 'PointedEars' Lahn <PointedEars@web.de> - 2021-11-30 21:46 +0100
                Re: Gedankenspiel Massen oder Energieerhalt? Thomas 'PointedEars' Lahn <PointedEars@web.de> - 2021-12-01 09:24 +0100
                Re: Gedankenspiel Massen oder Energieerhalt? Carla Schneider <carla_sch@yahoo.com> - 2021-12-01 12:25 +0100
                Re: Gedankenspiel Massen oder Energieerhalt? Rolf Bombach <rolfnospambombach@invalid.invalid> - 2021-12-04 12:43 +0100
                Re: Gedankenspiel Massen oder Energieerhalt? Fritz <mogined@nurfuerspam.de> - 2021-12-01 12:58 +0100
                Re: Gedankenspiel Massen oder Energieerhalt? Thomas 'PointedEars' Lahn <PointedEars@web.de> - 2021-12-02 01:22 +0100
                Re: Gedankenspiel Massen oder Energieerhalt? Fritz <mogined@nurfuerspam.de> - 2021-12-02 13:07 +0100
                Re: Gedankenspiel Massen oder Energieerhalt? Thomas 'PointedEars' Lahn <PointedEars@web.de> - 2021-12-02 18:41 +0100
              Re: Gedankenspiel Massen oder Energieerhalt? Oliver Jennrich <oliver.jennrich@gmx.net> - 2021-11-29 22:03 +0100
                Re: Gedankenspiel Massen oder Energieerhalt? Thomas 'PointedEars' Lahn <PointedEars@web.de> - 2021-11-30 21:32 +0100
        Re: Gedankenspiel Massen oder Energieerhalt? Thomas 'PointedEars' Lahn <PointedEars@web.de> - 2021-11-27 20:39 +0100
      Re: Gedankenspiel Massen oder Energieerhalt? Thomas 'PointedEars' Lahn <PointedEars@web.de> - 2021-12-03 02:44 +0100
        Re: Gedankenspiel Massen oder Energieerhalt? Ernst Sauer <Ernst.Sauer@kabelmail.de> - 2021-12-03 16:52 +0100
          Re: Gedankenspiel Massen oder Energieerhalt? Thomas 'PointedEars' Lahn <PointedEars@web.de> - 2021-12-03 20:35 +0100
            Re: Gedankenspiel Massen oder Energieerhalt? Ernst Sauer <Ernst.Sauer@kabelmail.de> - 2021-12-03 21:00 +0100
              Re: Gedankenspiel Massen oder Energieerhalt? Thomas 'PointedEars' Lahn <PointedEars@web.de> - 2021-12-04 00:45 +0100
    Re: Gedankenspiel Massen oder Energieerhalt? Carla Schneider <carla_sch@yahoo.com> - 2021-11-27 19:44 +0100

csiph-web