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Groups > de.sci.physik > #137121 > unrolled thread

Energieerhaltung und Dopplereffekt

Started byAndreK <akls@gmx.de>
First post2021-02-10 11:05 +0100
Last post2021-12-27 20:55 +0100
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Contents

  Energieerhaltung und Dopplereffekt AndreK <akls@gmx.de> - 2021-02-10 11:05 +0100
    Re: Energieerhaltung und Dopplereffekt AndreK <akls@gmx.de> - 2021-02-10 11:21 +0100
      Re: Energieerhaltung und Dopplereffekt Fritz <mogined@nurfuerspam.de> - 2021-02-10 12:10 +0100
        Re: Energieerhaltung und Dopplereffekt AndreK <akls@gmx.de> - 2021-02-10 12:44 +0100
          Re: Energieerhaltung und Dopplereffekt Kurt <kurt.bindl@t-online.de> - 2021-02-10 14:42 +0100
            Re: Energieerhaltung und Dopplereffekt Sebastin Wolf <invaild@invaild.net> - 2021-02-10 14:47 +0100
            Re: Energieerhaltung und Dopplereffekt AndreK <akls@gmx.de> - 2021-02-10 16:55 +0100
              Re: Energieerhaltung und Dopplereffekt Kurt <kurt.bindl@t-online.de> - 2021-02-20 15:09 +0100
                Re: Energieerhaltung und Dopplereffekt Sebastin Wolf <invaild@invaild.net> - 2021-02-20 15:13 +0100
          Re: Energieerhaltung und Dopplereffekt Sebastin Wolf <invaild@invaild.net> - 2021-02-10 14:48 +0100
      Re: Energieerhaltung und Dopplereffekt AndreK <akls@gmx.de> - 2021-02-10 21:02 +0100
    Re: Energieerhaltung und Dopplereffekt Carla Schneider <carla_sch@yahoo.com> - 2021-02-10 15:51 +0100
      Re: Energieerhaltung und Dopplereffekt AndreK <akls@gmx.de> - 2021-02-10 16:44 +0100
        Re: Energieerhaltung und Dopplereffekt Carla Schneider <carla_sch@yahoo.com> - 2021-02-10 17:23 +0100
      Re: Energieerhaltung und Dopplereffekt Fritz - Till Eulenspiegel und Trollfuetterer <mogined@nurfuerspam.de> - 2021-02-10 17:12 +0100
    Re: Energieerhaltung und Dopplereffekt AndreK <akls@gmx.de> - 2021-02-11 09:04 +0100
    Re: Energieerhaltung und Dopplereffekt Thomas 'PointedEars' Lahn <PointedEars@web.de> - 2021-11-27 02:00 +0100
    Re: Energieerhaltung und Dopplereffekt Hans-Peter Diettrich <DrDiettrich1@aol.com> - 2021-11-27 07:42 +0100
      Re: Energieerhaltung und Dopplereffekt Thomas 'PointedEars' Lahn <PointedEars@web.de> - 2021-11-27 19:15 +0100
        Re: Energieerhaltung und Dopplereffekt Hans-Peter Diettrich <DrDiettrich1@aol.com> - 2021-11-28 02:40 +0100
      Re: Energieerhaltung und Dopplereffekt Dieter Heidorn <d.heidorn@t-online.de> - 2021-12-27 20:55 +0100

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#137121 — Energieerhaltung und Dopplereffekt

FromAndreK <akls@gmx.de>
Date2021-02-10 11:05 +0100
SubjectEnergieerhaltung und Dopplereffekt
Message-ID<s00bf4$fei$1@dont-email.me>
Ich grübel schon länger über die Antwort auf folgende Frage nach.

Ein Photon der Frequenz f0 wird im ruhenden Körper 1 der Masse m1 
erzeugt und im Körper 2 der Masse m2 absorbiert. Dieser entfernt sich 
radial mit der Geschwindigkeit v2 von Körper 1. Beide Körper bilden 
jeweils ein Inertialsystem, alles im Vakuum. Aus der Sicht des 
absorbierenden Körpers 2 ist die Frequenz/Energie des einfallenden 
Photons durch die Rotverschiebung geringer als aus der Sicht von Körper 
1. Wo verbleibt der Differenzbetrag der Energie?

Bei kleiner Geschwindigkeit v2 << c kann ohne Relativitätstheorie 
einfach vom Dopplereffekt ausgegangen werden. Wenn die Massen m1 m2 groß 
sind, spielt die kinetische Energieübertragung durch den Photonenimpuls 
keine Rolle.

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#137123

FromAndreK <akls@gmx.de>
Date2021-02-10 11:21 +0100
Message-ID<s00cc3$rm$1@dont-email.me>
In reply to#137121
On 10.02.2021 11:05, AndreK wrote:
> Wo verbleibt der Differenzbetrag der Energie?

Ist das eine mögliche Antwort?

Mit dem Wechsel des Inertialsystems erhält man eine andere Gesamtenergie 
des Systems. Auch die chemische Bindungsenergie der absorbierenden 
Moleküle ist abhängig von der Geschwindigkeit!? Bewegen sich die 
Moleküle weg, brauchen wir energiereichere Strahlung zum Aufknacken der 
Bindung. Bewegen sich die Moleküle zu uns, reicht eine geringere 
Photonenenergie zum Aufknacken der Bindung.

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#137127

FromFritz <mogined@nurfuerspam.de>
Date2021-02-10 12:10 +0100
Message-ID<f968dc83-0f12-43f3-c295-8b4c5ac05003@fritzs.eternal-september.org>
In reply to#137123
On 10.02.21 near 11:21, AndreK suggested:
> On 10.02.2021 11:05, AndreK wrote:
>> Wo verbleibt der Differenzbetrag der Energie?
> Ist das eine mögliche Antwort?
> 
> Mit dem Wechsel des Inertialsystems erhält man eine andere Gesamtenergie 
> des Systems. Auch die chemische Bindungsenergie der absorbierenden 
> Moleküle ist abhängig von der Geschwindigkeit!? Bewegen sich die 
> Moleküle weg, brauchen wir energiereichere Strahlung zum Aufknacken der 
> Bindung. Bewegen sich die Moleküle zu uns, reicht eine geringere 
> Photonenenergie zum Aufknacken der Bindung.

Durchforste mal: <https://www.einstein-online.info/>

-- 
Fritz
Zentrum Liberale Moderne <https://libmod.de/>
Paneuropa <https://www.paneuropa.at/>

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#137135

FromAndreK <akls@gmx.de>
Date2021-02-10 12:44 +0100
Message-ID<s00h8e$p8t$1@dont-email.me>
In reply to#137127
On 10.02.2021 12:10, Fritz wrote:

> Durchforste mal: <https://www.einstein-online.info/>
>


Die Antwort ist dort nicht zu finden. Meine Frage ist eine 
Grundlagenfrage, ein sehr einfaches Szenario, das mit klassischer Physik 
beschrieben werden kann ohne Anwendung relativistischer Effekte.


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#137138

FromKurt <kurt.bindl@t-online.de>
Date2021-02-10 14:42 +0100
Message-ID<i8i64pF9ijoU1@mid.individual.net>
In reply to#137135
Am 10.02.2021 um 12:44 schrieb AndreK:
> On 10.02.2021 12:10, Fritz wrote:
> 
>> Durchforste mal: <https://www.einstein-online.info/>
>>
> 
> 
> Die Antwort ist dort nicht zu finden. Meine Frage ist eine 
> Grundlagenfrage, ein sehr einfaches Szenario, das mit klassischer Physik 
> beschrieben werden kann ohne Anwendung relativistischer Effekte.
> 
> 
> 

Die Antwort ist sehr einfach.

a) es gibt kein Photon
b) es gibt keine Energie.

Willst die Umstände verstehen dann lass Dinge die nicht existieren 
einfach weg.

  Kurt

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#137139

FromSebastin Wolf <invaild@invaild.net>
Date2021-02-10 14:47 +0100
Message-ID<s00o4k$1u87$1@gioia.aioe.org>
In reply to#137138
Am 10.02.2021 um 14:42 schrieb Kurt:
> a) es gibt kein Photon
> b) es gibt keine Energie.

Es gibt keinen Kurt.

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#137146

FromAndreK <akls@gmx.de>
Date2021-02-10 16:55 +0100
Message-ID<s00vv4$9lc$1@dont-email.me>
In reply to#137138
On 10.02.2021 14:42, Kurt wrote:
> Am 10.02.2021 um 12:44 schrieb AndreK:
>> On 10.02.2021 12:10, Fritz wrote:
>>
>>> Durchforste mal: <https://www.einstein-online.info/>
>>>
>>
>>
>> Die Antwort ist dort nicht zu finden. Meine Frage ist eine
>> Grundlagenfrage, ein sehr einfaches Szenario, das mit klassischer
>> Physik beschrieben werden kann ohne Anwendung relativistischer Effekte.
>>
>>
>>
>
> Die Antwort ist sehr einfach.
>
> a) es gibt kein Photon
> b) es gibt keine Energie.
>
> Willst die Umstände verstehen dann lass Dinge die nicht existieren
> einfach weg.
>
>   Kurt


Die Wirkung von Photonen kann man heutzutage sogar direkt sehen. Das 
Bildrauschen in Sensoren teilt sich auf in konstantes elektronisches 
Rauschen und belichtungsabhängiges sogenanntes Quantenrauschen. Die 
Rauschvarianz gegenüber der Belichtung aufgetragen ist eine schöne 
Gerade entsprechend der Poissonstatistik der Photonen. Damit kann jeder 
ohne teures Laborequipment beweisen, dass Lichtenergie in diskreten 
Energiepaketen, den Photonen übertragen wird.



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#137253

FromKurt <kurt.bindl@t-online.de>
Date2021-02-20 15:09 +0100
Message-ID<i9cjg5Fet4uU1@mid.individual.net>
In reply to#137146
Am 10.02.2021 um 16:55 schrieb AndreK:
> On 10.02.2021 14:42, Kurt wrote:
>> Am 10.02.2021 um 12:44 schrieb AndreK:
>>> On 10.02.2021 12:10, Fritz wrote:
>>>
>>>> Durchforste mal: <https://www.einstein-online.info/>
>>>>
>>>
>>>
>>> Die Antwort ist dort nicht zu finden. Meine Frage ist eine
>>> Grundlagenfrage, ein sehr einfaches Szenario, das mit klassischer
>>> Physik beschrieben werden kann ohne Anwendung relativistischer Effekte.
>>>
>>>
>>>
>>
>> Die Antwort ist sehr einfach.
>>
>> a) es gibt kein Photon
>> b) es gibt keine Energie.
>>
>> Willst die Umstände verstehen dann lass Dinge die nicht existieren
>> einfach weg.
>>
>>   Kurt
> 
> 
> Die Wirkung von Photonen kann man heutzutage sogar direkt sehen. Das 
> Bildrauschen in Sensoren teilt sich auf in konstantes elektronisches 
> Rauschen und belichtungsabhängiges sogenanntes Quantenrauschen. Die 
> Rauschvarianz gegenüber der Belichtung aufgetragen ist eine schöne 
> Gerade entsprechend der Poissonstatistik der Photonen. Damit kann jeder 
> ohne teures Laborequipment beweisen, dass Lichtenergie in diskreten 
> Energiepaketen, den Photonen übertragen wird.
> 
> 
> 
> 

Reine Einbildung und Vorgesagtes.

Es gibt keine Photonen, es gibt keine Energie.

Übrigens: Quanten wirst du auch vergeblich suchen.

  Kurt

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#137254

FromSebastin Wolf <invaild@invaild.net>
Date2021-02-20 15:13 +0100
Message-ID<s0r5ef$1eh4$1@gioia.aioe.org>
In reply to#137253
Am 20.02.2021 um 15:09 schrieb Kurt:

> Reine Einbildung und Vorgesagtes.
> 
> Es gibt keine Photonen, es gibt keine Energie.
> 
> Übrigens: Quanten wirst du auch vergeblich suchen.

Und den Kurt gibts auch gar nicht...

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#137140

FromSebastin Wolf <invaild@invaild.net>
Date2021-02-10 14:48 +0100
Message-ID<s00o6o$1u87$2@gioia.aioe.org>
In reply to#137135
Am 10.02.2021 um 12:44 schrieb AndreK:
> Meine Frage ist eine 
> Grundlagenfrage, ein sehr einfaches Szenario, das mit klassischer Physik 
> beschrieben werden kann ohne Anwendung relativistischer Effekte.

Dann mach mal. Der Nobelpreis ist dir sicher.

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#137156

FromAndreK <akls@gmx.de>
Date2021-02-10 21:02 +0100
Message-ID<s01ee8$5ge$1@dont-email.me>
In reply to#137123
On 10.02.2021 11:21, AndreK wrote:
> On 10.02.2021 11:05, AndreK wrote:
>> Wo verbleibt der Differenzbetrag der Energie?
>
> Ist das eine mögliche Antwort?
>
> Mit dem Wechsel des Inertialsystems erhält man eine andere Gesamtenergie
> des Systems. Auch die chemische Bindungsenergie der absorbierenden
> Moleküle ist abhängig von der Geschwindigkeit!? Bewegen sich die
> Moleküle weg, brauchen wir energiereichere Strahlung zum Aufknacken der
> Bindung. Bewegen sich die Moleküle zu uns, reicht eine geringere
> Photonenenergie zum Aufknacken der Bindung.
>
>


Zum gegenwärtigen Stand, irgendwo ist noch der Wurm in der Logik drin.


1. Die Energie eines abgeschlossenen Systems hängt von der Wahl des 
Inertialsystems ab. Das betrifft trivialerweise nicht nur die kinetische 
Energie von Körpern in Abhängigkeit von ihrem Betrag der 
Geschwindigkeit, sondern auch die elektromagnetische Energie aller 
Photonen, hier aber gemäß dem Dopplereffekt.

2. Energie kann sich im gewählten Inertialsystem in einzelnen Vorgängen 
umwandeln. Die Gesamtenergie ist konstant.

3. Wenn die Energie der Photonen aus atomaren Übergängen stammt, dann 
muss die Energie der atomaren Übergänge auch vom Inertialsystem abhängen.








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#137143

FromCarla Schneider <carla_sch@yahoo.com>
Date2021-02-10 15:51 +0100
Message-ID<6023F2F1.1F200745@yahoo.com>
In reply to#137121
AndreK wrote:
> 
> Ich grübel schon länger über die Antwort auf folgende Frage nach.
> 
> Ein Photon der Frequenz f0 wird im ruhenden Körper 1 der Masse m1
> erzeugt und im Körper 2 der Masse m2 absorbiert. Dieser entfernt sich
> radial mit der Geschwindigkeit v2 von Körper 1. Beide Körper bilden
> jeweils ein Inertialsystem, alles im Vakuum. Aus der Sicht des
> absorbierenden Körpers 2 ist die Frequenz/Energie des einfallenden
> Photons durch die Rotverschiebung geringer als aus der Sicht von Körper
> 1. Wo verbleibt der Differenzbetrag der Energie?
> 
> Bei kleiner Geschwindigkeit v2 << c kann ohne Relativitätstheorie
> einfach vom Dopplereffekt ausgegangen werden. Wenn die Massen m1 m2 groß
> sind, spielt die kinetische Energieübertragung durch den Photonenimpuls
> keine Rolle.

Ersetze das Photon durch eine Pistolenkugel.
Wenn sich koeper 2 von Koerper 1 entfernt kommt die Kugel dort
mit niedriger Relativgeschwindigkeit an als sie dort wo sie abgeschossen wurde hatte,
und hat daher auch eine niedrigere kinetische Energie als beim Abschuss.
Wo ist die Differenz hingekommen ?

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#137145

FromAndreK <akls@gmx.de>
Date2021-02-10 16:44 +0100
Message-ID<s00vaj$4e8$1@dont-email.me>
In reply to#137143
On 10.02.2021 15:51, Carla Schneider wrote:
> AndreK wrote:
>>
>> Ich grübel schon länger über die Antwort auf folgende Frage nach.
>>
>> Ein Photon der Frequenz f0 wird im ruhenden Körper 1 der Masse m1
>> erzeugt und im Körper 2 der Masse m2 absorbiert. Dieser entfernt sich
>> radial mit der Geschwindigkeit v2 von Körper 1. Beide Körper bilden
>> jeweils ein Inertialsystem, alles im Vakuum. Aus der Sicht des
>> absorbierenden Körpers 2 ist die Frequenz/Energie des einfallenden
>> Photons durch die Rotverschiebung geringer als aus der Sicht von Körper
>> 1. Wo verbleibt der Differenzbetrag der Energie?
>>
>> Bei kleiner Geschwindigkeit v2 << c kann ohne Relativitätstheorie
>> einfach vom Dopplereffekt ausgegangen werden. Wenn die Massen m1 m2 groß
>> sind, spielt die kinetische Energieübertragung durch den Photonenimpuls
>> keine Rolle.
>
> Ersetze das Photon durch eine Pistolenkugel.
> Wenn sich koeper 2 von Koerper 1 entfernt kommt die Kugel dort
> mit niedriger Relativgeschwindigkeit an als sie dort wo sie abgeschossen wurde hatte,
> und hat daher auch eine niedrigere kinetische Energie als beim Abschuss.
> Wo ist die Differenz hingekommen ?
>

Die Energie der Kugel teilt sich auf Reibungswärme beim Abbremsen und 
kinetischer Energie des Ziels plus Kugel. Die Rechnung dazu ist einfach 
und unabhängig vom Bezugssystem. Nun gibt es aber keine kinetische 
Energie und Abbremsung des Photons. Es trägt Energie entsprechend seiner 
Frequenz und die wird komplett absorbiert. Die Berechnung der Frequenz 
ergibt sich aus der Dopplerverschiebung. Und damit hängt die übertragene 
Energie vom Bezugssystem ab, was für mich paradox klingt.




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#137150

FromCarla Schneider <carla_sch@yahoo.com>
Date2021-02-10 17:23 +0100
Message-ID<60240883.6C155621@yahoo.com>
In reply to#137145
AndreK wrote:
> 
> On 10.02.2021 15:51, Carla Schneider wrote:
> > AndreK wrote:
> >>
> >> Ich grübel schon länger über die Antwort auf folgende Frage nach.
> >>
> >> Ein Photon der Frequenz f0 wird im ruhenden Körper 1 der Masse m1
> >> erzeugt und im Körper 2 der Masse m2 absorbiert. Dieser entfernt sich
> >> radial mit der Geschwindigkeit v2 von Körper 1. Beide Körper bilden
> >> jeweils ein Inertialsystem, alles im Vakuum. Aus der Sicht des
> >> absorbierenden Körpers 2 ist die Frequenz/Energie des einfallenden
> >> Photons durch die Rotverschiebung geringer als aus der Sicht von Körper
> >> 1. Wo verbleibt der Differenzbetrag der Energie?
> >>
> >> Bei kleiner Geschwindigkeit v2 << c kann ohne Relativitätstheorie
> >> einfach vom Dopplereffekt ausgegangen werden. Wenn die Massen m1 m2 groß
> >> sind, spielt die kinetische Energieübertragung durch den Photonenimpuls
> >> keine Rolle.
> >
> > Ersetze das Photon durch eine Pistolenkugel.
> > Wenn sich koeper 2 von Koerper 1 entfernt kommt die Kugel dort
> > mit niedriger Relativgeschwindigkeit an als sie dort wo sie abgeschossen wurde hatte,
> > und hat daher auch eine niedrigere kinetische Energie als beim Abschuss.
> > Wo ist die Differenz hingekommen ?
> >
> 
> Die Energie der Kugel teilt sich auf Reibungswärme beim Abbremsen und
> kinetischer Energie des Ziels plus Kugel. Die Rechnung dazu ist einfach
> und unabhängig vom Bezugssystem. Nun gibt es aber keine kinetische
> Energie und Abbremsung des Photons. Es trägt Energie entsprechend seiner
> Frequenz und die wird komplett absorbiert.

Die gesamte Energie des Photons ist die kinetische Energie und das Photon
traegt auch Impuls, naemlich seine Energie/c , der wird auf m2 uebertragen.
Bei Reflexion waere das doppelt soviel, damit kann man Photonen von der Sonne zum
Antrieb einer Raumsonde verwenden, da wird dann genau der Teil der Energie
die die Photonen  bei der Reflexion und den Dopplereffekt verlieren in zusaetzliche 
kinetische Energie der Raumsonde umsetzen.

> Die Berechnung der Frequenz
> ergibt sich aus der Dopplerverschiebung. Und damit hängt die übertragene
> Energie vom Bezugssystem ab, was für mich paradox klingt.

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#137148

FromFritz - Till Eulenspiegel und Trollfuetterer <mogined@nurfuerspam.de>
Date2021-02-10 17:12 +0100
Message-ID<19e74c50-6565-93b2-183e-11d29c61523a@fritzs.eternal-september.org>
In reply to#137143
On 10.02.21 near 15:51, Carla Schneider suggested:
> Wenn sich koeper 2 von Koerper 1
            ^^^^^^       ^^^^^^^

Pistole gutes Stichwort ....
Du hast einen Knall ......


-- 
Fritz 'Till Eulenspiegel'
Lei Lei - Fosching is heit
In diesem Sinne - 'kurzer Freigang für Trolle & Kreischer'
Jederzeit möglich ° / °°°° (d.a.g. Besuch)

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#137157

FromAndreK <akls@gmx.de>
Date2021-02-11 09:04 +0100
Message-ID<s02oo9$err$1@dont-email.me>
In reply to#137121
On 10.02.2021 11:05, AndreK wrote:
> Ich grübel schon länger über die Antwort auf folgende Frage nach.
>
> Ein Photon der Frequenz f0 wird im ruhenden Körper 1 der Masse m1
> erzeugt und im Körper 2 der Masse m2 absorbiert. Dieser entfernt sich
> radial mit der Geschwindigkeit v2 von Körper 1. Beide Körper bilden
> jeweils ein Inertialsystem, alles im Vakuum. Aus der Sicht des
> absorbierenden Körpers 2 ist die Frequenz/Energie des einfallenden
> Photons durch die Rotverschiebung geringer als aus der Sicht von Körper
> 1. Wo verbleibt der Differenzbetrag der Energie?
>
> Bei kleiner Geschwindigkeit v2 << c kann ohne Relativitätstheorie
> einfach vom Dopplereffekt ausgegangen werden. Wenn die Massen m1 m2 groß
> sind, spielt die kinetische Energieübertragung durch den Photonenimpuls
> keine Rolle.

Lösung des Rätsels: Der letzte Satz war eine falsche Annahme. Die 
kinetische Energie ist zwar quadratisch in v, die Energiezunahme durch 
den Photonenimpuls kann aber nicht vernachlässigt werden, es sei denn v 
liegt bei Null. Nach konkreter Berechnung habe ich herausgefunden:

Betrachtet im Inertialsystem von Masse 1:
Der Energieverlust durch die Rotverschiebung geht in die kinetische 
Energiezunahme der Masse 2 durch den Impuls des absorbierten Photons.
Die Zunahme der kinetischen Energie der Masse 1 ist vernachlässigbar.

Betrachtet im Inertialsystem von Masse 2:
Der Energieverlust durch die Rotverschiebung geht in die kinetische 
Energiezunahme der Masse 1 durch den Impuls des emittierten Photons.
Die Zunahme der kinetischen Energie der Masse 2 ist vernachlässigbar.

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#139256

FromThomas 'PointedEars' Lahn <PointedEars@web.de>
Date2021-11-27 02:00 +0100
Message-ID<5410796.kP2tTvtiQE@PointedEars.de>
In reply to#137121
Stefan Ram wrote:

> AndreK <akls@gmx.de> writes:
>>Ein Photon der Frequenz f0 wird im ruhenden Körper 1 der Masse m1
>>erzeugt und im Körper 2 der Masse m2 absorbiert. Dieser entfernt sich
>>radial mit der Geschwindigkeit v2 von Körper 1. Beide Körper bilden
>>jeweils ein Inertialsystem, alles im Vakuum. Aus der Sicht des
>>absorbierenden Körpers 2 ist die Frequenz/Energie des einfallenden
>>Photons durch die Rotverschiebung geringer als aus der Sicht von Körper
>>1. Wo verbleibt der Differenzbetrag der Energie?
> 
>   Man könnte genausogut fragen:
> 
>   Ein Auto hat eine Geschwindigkeit von 25 km/h und eine Masse
>   von einer Tonne, mithin eine kinetische Energie von ½ 1000 kg ·
>   25 (( 1000 m )/( 3600 s ))². Betrachtet man das Auto jedoch
>   aus Sicht des Autos, ist seine Geschwindigkeit 0, und die
>   kinetische Energie ebenfalls. Wo ist die kinetische Energie
>   geblieben?

Ausnahmsweise ein richtiges physikalisches Argument von Stefan Ram, wenn 
auch nur angedeutet.

Anders und genauer rformuliert: Die kinetische Energie T eines Systems ist 
von der Wahl des Bezugssystems abhängig.  Das ist bei der relativistischen 
kinetischen Energie eines Photons nicht anders als bei der klassisch-
newtonschen kinetischen Energie eines Autos.

Der Unterschied besteht nur darin, dass bei dem Photon T nicht 
geschwindigkeits-, sondern frequenzabhängig ist.  Das hat damit zu tun, dass 
dies gleichermassen für die jeweiligen Impulse p gilt.

Massebehafter Körper:

  p = γ m v = m v/√(1 − v²/c²); für v ≪ c ergibt sich p ≈ m v.
  T = m c² (γ − 1); für v ≪ c ergibt sich T ≈ 1/2 m v².

Masseloses Objekt (kann von der Newtonschen Mechanik nicht adäquat 
beschrieben werden):

  p = ℏ k = ℎ/(2π) 2π/λ = ℎ/λ = ℎ f/c.
  T = ℎ f.

Zu diesem grossen Unterschied kommt es aufgrund der allgemeineren (aus der 
Minkowski-Metrik herleitbaren) Energie–Impuls-Beziehung:

  E = √(m²c⁴ + p²c²).

Für m ≠ 0:

  E = √(m²c⁴ + γ²m²v²c²) = γ m c².
  E₀ = E(p = 0) = m c².

Für m = 0:

  E = p c = ℎ f/c · c = ℎ f.    (Planck–Einstein-Beziehung)
  E₀ = 0,

wobei E₀ die Ruhe-Energie, d. h. die Energie des Systems in relativer Ruhe 
ist.

Für die kinetische Energie gilt aber:

  T = E − E₀.

Folglich für m ≠ 0 und m = 0 jeweils die oben angegebenen Formeln.

Die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit (im Vakuum und in der flachen 
Raumzeit) wird zwar schon bei der Lorentz-Transformation rein aufgrund von 
Beobachtungen angenommen.  Man kann aber zumindest zeigen, dass dies zu 
konsistenten Ergebnissen führt.  Stellt man nämlich die allgemeine Energie–
Impuls-Beziehung für massebehaftete Systeme nach der Geschwindigkeit um, 
erhält man

  v = c √(1 − m²c⁴/E²).

Daraus folgt, dass massebehaftete Systeme sich nur mit *weniger* als der 
Lichtgeschwindigkeit im Vakuum (c) durch ebendieses bewegen *können* und 
dass masselose Systeme (wie Photonen) sich in *jedem* Bezugssystem mit c 
bewegen *müssen*.

Siehe auch:

<https://www.researchgate.net/publication/338166335_From_the_norm_of_the_four-momentum_to_the_energy-momentum_relation>

Man korrigiere mich wo nötig.


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

(from: WolframAlpha)

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#139257

FromHans-Peter Diettrich <DrDiettrich1@aol.com>
Date2021-11-27 07:42 +0100
Message-ID<j0e2qvFfk44U2@mid.individual.net>
In reply to#137121
On 11/27/21 12:15 AM, Stefan Ram wrote:

>    Ein Auto hat eine Geschwindigkeit von 25 km/h und eine Masse
>    von einer Tonne, mithin eine kinetische Energie von ½ 1000 kg ·
>    25 (( 1000 m )/( 3600 s ))². Betrachtet man das Auto jedoch
>    aus Sicht des Autos, ist seine Geschwindigkeit 0, und die
>    kinetische Energie ebenfalls. Wo ist die kinetische Energie
>    geblieben?

Für den mitreisenden Beobachter wird bei der Beschleunigung (auf die vom 
Tacho angezeigte Geschwindigkeit) die Erde beschleunigt, auch wenn das 
wegen ihrer großen Masse kaum bemerkbar ist.

DoDi

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#139271

FromThomas 'PointedEars' Lahn <PointedEars@web.de>
Date2021-11-27 19:15 +0100
Message-ID<3753312.Mv2g51B4zq@PointedEars.de>
In reply to#139257
Hans-Peter Diettrich wrote:

> On 11/27/21 12:15 AM, Stefan Ram wrote:
> 
>>    Ein Auto hat eine Geschwindigkeit von 25 km/h und eine Masse
>>    von einer Tonne, mithin eine kinetische Energie von ½ 1000 kg ·
>>    25 (( 1000 m )/( 3600 s ))². Betrachtet man das Auto jedoch
>>    aus Sicht des Autos, ist seine Geschwindigkeit 0, und die
>>    kinetische Energie ebenfalls. Wo ist die kinetische Energie
>>    geblieben?
> 
> Für den mitreisenden Beobachter wird bei der Beschleunigung (auf die vom
> Tacho angezeigte Geschwindigkeit) die Erde beschleunigt, auch wenn das
> wegen ihrer großen Masse kaum bemerkbar ist.

1. Unsinn.  Im Ruhesystem des Autos hat die Erdoberfläche
   genau die Relativgeschwindigkeit, die der Tacho anzeigt,
   egal welche Masse sie hat.

2. Das hat nichts mit der kinetischen Energie des Autos zu tun.


PointedEars
-- 
«Nec fasces, nec opes, sola artis sceptra perennant.»
(“Neither high office nor power, only the scepters of science survive.”)

  —Tycho Brahe, astronomer (1546-1601): inscription at Hven

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#139283

FromHans-Peter Diettrich <DrDiettrich1@aol.com>
Date2021-11-28 02:40 +0100
Message-ID<j0g5etFrqv7U1@mid.individual.net>
In reply to#139271
On 11/27/21 7:15 PM, Thomas 'PointedEars' Lahn wrote:
> Hans-Peter Diettrich wrote:
> 
>> On 11/27/21 12:15 AM, Stefan Ram wrote:
>>
>>>     Ein Auto hat eine Geschwindigkeit von 25 km/h und eine Masse
>>>     von einer Tonne, mithin eine kinetische Energie von ½ 1000 kg ·
>>>     25 (( 1000 m )/( 3600 s ))². Betrachtet man das Auto jedoch
>>>     aus Sicht des Autos, ist seine Geschwindigkeit 0, und die
>>>     kinetische Energie ebenfalls. Wo ist die kinetische Energie
>>>     geblieben?
>>
>> Für den mitreisenden Beobachter wird bei der Beschleunigung (auf die vom
>> Tacho angezeigte Geschwindigkeit) die Erde beschleunigt, auch wenn das
>> wegen ihrer großen Masse kaum bemerkbar ist.
> 
> 1. Unsinn.  Im Ruhesystem des Autos hat die Erdoberfläche
>     genau die Relativgeschwindigkeit, die der Tacho anzeigt,
>     egal welche Masse sie hat.

Dann steckt die kinetische Energie also in der Erde?

> 2. Das hat nichts mit der kinetischen Energie des Autos zu tun.

Genau deshalb verstehe ich Deinen Einwand nicht.

DoDi

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