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

Groups > de.sci.physik > #155829

Re: Gedankenspiel Massen oder Energieerhalt?

Show all headers | View raw

Stefan Ram wrote:
> 
> Carla Schneider <carla_schn@proton.me> schrieb oder zitierte:
> >Stefan Ram wrote:
> >>Carla Schneider <carla_schn@proton.me> schrieb oder zitierte:
> >>>Die Energie die in die Abstrahlung geht, geht natuerlich
> >>>nicht in die Beschleunigung des Teilchens, also gilt fuer
> >>>Ladungen nicht f=m*a sondern da kommt noch ein Term fuer die Abstrahlung
> >>>dazu.
> >>Würdest Du dann sagen, daß ein geladenes Teilchen im Schwerefeld
> >>langsamer fällt als ein nicht geladenes Teilchen?
> >Allerdings nicht messbar, es ist schon schwierig die Wirkung der Schwerkraft auf
> >geladene Teilchen zu messen, weil durch die Ladung viel groessere Kraefte wirken.
> 
>   In einem Gedankenexperiment könnte man davon ausgehen, daß es kein
>   äußeres elektrisches Feld gibt, so daß diese Kraft entfallen würde
>   und nur etwaige Kräfte durch die Wechselwirkung eines elektrischen
>   Teilchens mit seinem eignen Feld zu berücksichtigen wären.

Das geht nur wenn keinerlei Materie in der Naehe ist,
ansosten entstehen Elektrische Felder durch Polarisation,
oder Influenz.

> 
>   Jedenfalls geht man heute davon aus, daß ein geladenes Teilchen
>   genauso schnell fällt wie ein entsprechendes neutrales.

Praktisch ist das auch so, der Unterschied ist zu klein um ihn 
durch Messung nachzuweisen.


>   Denn
>   im Rahmen der allgemeinen Relativitätstheorie (ART) darf man in
>   einem frei fallenden Labor nicht erkennen, ob man frei fällt oder
>   fern jeder Gravitation ruht.

Das stimmt aber nur naeherungsweise, das Labor muss so klein sein 
dass es die Inhomogenitaeten nicht merkt. Z.B. befindet man sich ja auf
der Erdumlaufbahn im freien Fall, aber Koerper auf benachbarten Bahnen fallen 
verschieden schnell, und das faellt auf wenn man lang genug beobachtet.
Das nicht so wenn man fern jeder Gravitation ruht.
Ein geladener Koerper strahlt auf so einer Kreisbahn EM Wellen ab und veraendert
seine Bahn. Die Wellenlaengen die dabei entstehen sind im allgemeinen
sehr viel groesser als seine Umlaufbahn, erst dort entstehen die Wellen,
was naeher ist, ist Nahfeld.







>  Würde ein geladenes Teilchen aber
>   langsamer fallen, könnte man daran diesen Unterschied erkennen.
> 
>   Allerdings schreibt [3] 2001 (übersetzt):
> 
> |Im Prinzip könnte man die Frage klären, indem man eine große
> |Ladung in einer Rakete gleichmäßig beschleunigt und beobachtet,
> |ob mehr Treibstoff benötigt wird als für eine neutrale
> |Nutzlast gleicher Masse. Wir würden darauf wetten, daß mehr
> |Treibstoff benötigt wird, was bedeuten würde, daß die
> |Minkowski-Energie die physikalisch relevante "Energie" ist.
> [3]

Auch wieder so ein praktisch unbeobachtbarer Effekt.
Was man aber praktisch beobachten kann ist wie Elektronen 
in einem Beschleuniger langsamer beschleunigen als es ihrer Masse
und der auf sie wirkenden Beschleunigungskraefte entspricht,
von wegen der Synchrotronstrahlung die man auch beobachten kann.


> 
>   Diese Formulierung zeigt, daß, zumindest 2001, diese Frage
>   vielleicht immer noch nicht als geklärt betrachtet wird!
> 
>   Man scheint hier den Bereich der Schulbuchphysik zu verlassen
>   und sich direkt in die aktuelle Forschung zu begeben.
> 
>   Zum Beispiel findet man einen Artikel [4] aus den "Annals of
>   Physics" mit Datum "August 2024" (!).
> 
>   Nun kann man natürlich fragen, ob das beim Fallen beschleunigte
>   geladene Teilchen denn strahlt (und woher gegebenenfalls die
>   Energie dieser Stahlung kommt).

Ich wuerde zuerst mal fragen was fuer Wellenlaenge denn diese Strahlung hat.
Ein Beobachter der deutlich naeher dran ist als die Wellenlaenge kann die Strahlung
nicht beobachten, er sieht nur das Nahfeld.


> 
>   Aus Sicht der ART wäre allerdings ein Teilchen, das auf der Erde
>   ruht "beschleunigt" (weg von seiner Geodätischen, das heißt der
>   "natürlichen" Bahn des freien Falls). Sollte das dann strahlen?
> 
>   Man kann insgesamt vier Fälle unterscheiden:
> 
>   Vorbemerkung zu den vier Fällen: Wenn man das Koordinatensystem
>   eines frei fallenden Systems mit dem eines von der Erdoberfläche
>   getragenen Systems vergleichen will, reicht eine Lorentz-Trans-
>   formation der speziellen Relativitätstheorie nicht aus und man
>   muß eine Metrik gemäß der ART aufstellen.
> 
>   Zweite Vorbemerkung: Die folgenden Aussagen beruhen auf einem
>   Artikel der angesehenen Web-Enzyklopädie "Wikipedia". Das Thema
>   ist aber vielleicht immer noch nicht abschließend geklärt, so daß
>   diese Aussagen nicht als ganz sicher betrachtet werden dürfen.
> 
>   FF: Das frei fallende Elektron aus der Sicht eines mitfallenden
>   Beobachters. Für diesen Beobachter ruht das Elektron und strahlt
>   nicht.

Trotzdem sieht der Beobachter das Feld des Elektrons. 
Es ist fuer ihn allerdings ein statisches Feld.
Statische Felder machen keine Wellen sagt er sich.
Ein im Erdsystem ruhender Beobachter sieht das Feld genauso,
aber es ist fuer ihn ein veraenderliches Feld, er nimmt daher an
dass es strahlt.

> 
>   FE: Das frei fallende Elektron aus der Sicht eines von der
>   Erdoberfläche getragenen Beobachters. Für diesen Beobachter wird
>   das Elektron beschleunigt und strahlt.

Nicht wirklich, er sieht das veraenderliche Feld des Elektrons aber keineswegs das Strahlungsfeld,
dazu ist er viel zu nah dran.

> 
>   EF: Das von der Erdoberfläche getragene Elektron aus der Sicht
>   eines frei fallenden Beobachters. Für diesen Beobachter wird das
>   Elektron beschleunigt und strahlt.

Er sieht ein veraenderliches Feld.

> 
>   EE: Das von der Erdoberfläche getragene Elektron aus der Sicht
>   eines von der Erdoberfläche getragenen Beobachters. Für diesen
>   Beobachter wird das Elektron nicht beschleunigt und strahlt nicht.

Er sieht aber trotzdem das Feld, und schliesst daraus dass es 
sich nicht veraendert darauf dass es nicht strahlen kann.

> 
>   Nun erscheint es sicher als schwer vorstellbar, daß ein und
>   dasselbe Teilchen für einige Beobachter strahlt und für andere
>   nicht, denn abgestrahlte Photonen sollten ja meßbar sein, und das
>   Ergebnis dieser Messung sollte für alle Beobachter gleich sein.


Das wuerde ich nicht sagen, der Beobachter im System das relativ zur
Ladung ruht, sieht ein statisches elektrisches Feld.
Der Beobachter im System das sich relativ zur Ladung beschleunigt bewegt,
oder umgekehrt sieht zusaetzlich Strahlung.
Die Ladung ist ein Monopol, deshalb geht seine Feldstaerke mit r^-2 genau
wie das Strahlungsfeld.
D.h. beide sehen das Feld und interpretieren es evtl. verschieden.




> 
>   Die Auflösung dieses scheinbaren Widerspruchs (nach [2])
>   ist vielleicht noch unglaublicher: Der Beobachter in EE
>   hat einen Ereignishorizont, und die Strahlung geht in einen
>   Bereich der Raumzeit, in dem er sie nicht sehen kann!
>   (Ich weiß nicht, ob dies auch für FF anwendbar ist.)
> 
>   Es steht zum Beispiel direkt im Titel von
> 
> [0] C. De Almeida and A. Saa, "The radiation of a uniformly
> accelerated charge is beyond the horizon: a simple derivation,"
> American Journal of Physics, vol. 74, no. 2, pp. 154?158,
> 2006. (hier zitiert nach [5])
> 
>   Ich folgte hier nur dem Wikipädie-Artikel "Paradox of radiation of
>   charged particles in a gravitational field", der auf Ergebnissen
>   beruht, die erst in dem 60er und 80er Jahren gefunden wurden.
> 
>   Dort bezieht man sich für die Ergebnisse zu FF bis EE insbesondere
>   auf
> 
> [1] Rohrlich, Fritz (1965). Classical Charged Particles.
> Reading, Mass.: Addison-Wesley.
> 
>   und für die Horizonte auf
> 
> [2] Boulware, David G. (1980). "Radiation from a Uniformly
> Accelerated Charge". Ann. Phys. 124 (1): 169?188.
> 
>   .
> 
> [3] Radiation from a Uniformly Accelerated Charge
> and the Equivalence Principle, Stephen Parrott, 2001
> 
>   [3] betrachtet [2] wohl etwas kritisch
> 
> [4] On the radiation field of a linearly accelerated charged
> particle in Born?Infeld theory,
> 
>   Es gibt einen Review-Artikel von 2012:
> 
> [5] Electrodynamics of Radiating Charges, Øyvind Grøn

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

Thread

Re: Gedankenspiel Massen oder Energieerhalt? Thomas Heger <ttt_heg@web.de> - 2024-06-05 07:32 +0200
  Re: Gedankenspiel Massen oder Energieerhalt? Rolf Bombach <rolfnospambombach@invalid.invalid> - 2024-06-06 10:46 +0200
    Re: Gedankenspiel Massen oder Energieerhalt? Carla Schneider <carla_schn@proton.me> - 2024-06-06 11:13 +0200
      Re: Gedankenspiel Massen oder Energieerhalt? Carla Schneider <carla_schn@proton.me> - 2024-06-06 12:58 +0200
        Re: Gedankenspiel Massen oder Energieerhalt? Carla Schneider <carla_schn@proton.me> - 2024-06-06 13:51 +0200
          Re: Gedankenspiel Massen oder Energieerhalt? Franz Glaser <franz@meg-glaser.com> - 2024-06-13 07:15 +0200
      Re: Gedankenspiel Massen oder Energieerhalt? Dieter Heidorn <d.heidorn@t-online.de> - 2024-06-10 21:43 +0200
        Re: Gedankenspiel Massen oder Energieerhalt? Thomas Heger <ttt_heg@web.de> - 2024-06-11 06:54 +0200
          Re: Gedankenspiel Massen oder Energieerhalt? Carla Schneider <carla_schn@proton.me> - 2024-06-11 18:23 +0200
            Re: Gedankenspiel Massen oder Energieerhalt? Thomas Heger <ttt_heg@web.de> - 2024-06-12 07:31 +0200
            Re: Gedankenspiel Massen oder Energieerhalt? Carla Schneider <carla_schn@proton.me> - 2024-06-12 14:32 +0200
            Re: Gedankenspiel Massen oder Energieerhalt? Carla Schneider <carla_schn@proton.me> - 2024-06-12 16:38 +0200
              Re: Gedankenspiel Massen oder Energieerhalt? Carla Schneider <carla_schn@proton.me> - 2024-06-12 18:33 +0200
                Re: Gedankenspiel Massen oder Energieerhalt? Franz Glaser <franz@meg-glaser.com> - 2024-06-13 09:44 +0200
                Re: Gedankenspiel Massen oder Energieerhalt? Thomas Heger <ttt_heg@web.de> - 2024-06-14 07:15 +0200
                Re: Gedankenspiel Massen oder Energieerhalt? Carla Schneider <carla_schn@proton.me> - 2024-06-17 13:20 +0200
                Re: Gedankenspiel Massen oder Energieerhalt? Franz Glaser <franz@meg-glaser.com> - 2024-06-18 15:49 +0200
            Re: Gedankenspiel Massen oder Energieerhalt? Rolf Bombach <rolfnospambombach@invalid.invalid> - 2024-06-17 13:12 +0200
      Re: Gedankenspiel Massen oder Energieerhalt? Carla Schneider <carla_schn@proton.me> - 2024-06-23 12:35 +0200
        Re: Gedankenspiel Massen oder Energieerhalt? Carla Schneider <carla_schn@proton.me> - 2024-06-23 13:22 +0200
          Re: Gedankenspiel Massen oder Energieerhalt? Franz Glaser <franz@meg-glaser.com> - 2024-06-23 15:49 +0200
          Re: Gedankenspiel Massen oder Energieerhalt? Carla Schneider <carla_schn@proton.me> - 2024-06-24 11:02 +0200
            Re: Gedankenspiel Massen oder Energieerhalt? Carla Schneider <carla_schn@proton.me> - 2024-06-24 13:13 +0200
              Re: Gedankenspiel Massen oder Energieerhalt? Carla Schneider <carla_schn@proton.me> - 2024-06-24 15:17 +0200
                Re: Gedankenspiel Massen oder Energieerhalt? Carla Schneider <carla_schn@proton.me> - 2024-06-25 01:22 +0200
                Re: Gedankenspiel Massen oder Energieerhalt? Carla Schneider <carla_schn@proton.me> - 2024-06-25 12:51 +0200
                Re: Gedankenspiel Massen oder Energieerhalt? Carla Schneider <carla_schn@proton.me> - 2024-06-26 08:40 +0200
                Re: Gedankenspiel Massen oder Energieerhalt? Carla Schneider <carla_schn@proton.me> - 2024-06-25 14:05 +0200
                Re: Gedankenspiel Massen oder Energieerhalt? Carla Schneider <carla_schn@proton.me> - 2024-06-27 11:46 +0200
                Re: Gedankenspiel Massen oder Energieerhalt? Carla Schneider <carla_schn@proton.me> - 2024-06-28 01:59 +0200
                Re: Gedankenspiel Massen oder Energieerhalt? Carla Schneider <carla_schn@proton.me> - 2024-06-28 23:57 +0200
              Re: Gedankenspiel Massen oder Energieerhalt? Carla Schneider <carla_schn@proton.me> - 2024-06-25 12:04 +0200
        Re: Gedankenspiel Massen oder Energieerhalt? Carla Schneider <carla_schn@proton.me> - 2024-07-18 16:02 +0200
          Re: Gedankenspiel Massen oder Energieerhalt? Carla Schneider <carla_schn@proton.me> - 2024-08-02 11:13 +0200
            Re: Gedankenspiel Massen oder Energieerhalt? Carla Schneider <carla_schn@proton.me> - 2024-08-02 13:17 +0200
          Re: Gedankenspiel Massen oder Energieerhalt? Rolf Bombach <rolfnospambombach@invalid.invalid> - 2024-09-13 17:05 +0200
    Re: Gedankenspiel Massen oder Energieerhalt? Thomas Heger <ttt_heg@web.de> - 2024-06-07 08:29 +0200

csiph-web