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Re: Photonen und Masse

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Contents

  Re: Photonen und Masse Carla Schneider <carla_schn@proton.me> - 2025-08-02 16:42 +0200
    Re: Photonen und Masse "Klaus H." <kl.huller@web.de> - 2025-08-02 17:32 +0200
    Re: Photonen und Masse Carla Schneider <carla_schn@proton.me> - 2025-08-04 01:37 +0200

#158579 — Re: Photonen und Masse

Stefan Ram wrote:
> 
> Carla Schneider <carla_schn@proton.me> schrieb oder zitierte:
> :Kai-Martin Knaak wrote:
> :>On Thu, 31 Jul 2025 09:15:10 +0200, Axel Berger wrote:
> :>>Kai-Martin Knaak wrote:
> :>>>Diese Formel ist nicht auf Photonen anwendbar.
> . . .
> :>>Wenn
> :>>2 kg Wasserstoff mit 16 kg Sauerstoff reagieren sind es hinterher wegen
> :>>der freigesetzten energie weniger als 18 kg Wasser. Eine alte
> . . .
> :Theoretisch. Experimentell kann man aber nicht zeigen dass die Ruhemasse
> :des Photons Null ist sondern nur eine obere Grenze dafuer angeben,
> 
>   Ja.
> 
>   Nun ging es weiter oben im Diskussionsverlauf auch um die Frage
>   der Anwendbarkeit und Erhaltung:
> 
>   Die Einstein-Beziehung zwischen Energie und Impuls lautet in
>   Einheiten mit c=1:
> 
> E^2 = p^2 + m^2
> 
>   und gilt tatsächlich immer für jedes System (wie zum Beispiel ein
>   Atom). Man muß nur klarmachen, auf was sie sich bezieht und bei
>   zeitlichen Entwicklungen immer dasselbe System betrachten.
> 
>   Aus der Erhaltung von Energie und Impuls bei einem geschlossenem
>   System folgt mit ihr auch die Erhaltung der Masse. Daher bleiben
>   18 kg immer 18 kg, solange man dasselbe geschlossene System
>   betrachtet. Der Eindruck, daß Masse verloren gehe, entsteht,
>   wenn man hinterher Teilsysteme getrennt behandelt, also nicht
>   mehr das ursprüngliche System behandelt, wodurch Beiträge der
>   Bewegung zur Masse verloren gehen.
> 
>   Beispiel: Wenn ein Elektron und ein Positron in zwei Gamma-Quanten
>   (Photonen) zerstrahlt hat das Gamma-Paar hinterher dieselbe
>   Masse wie das Elektronen-Positronen-Paar zuvor. Wählt man aber
>   ein einzelnes Photon als System, so hat es keine Masse.

D.h. du misst die Masse in dem System in dem der Impuls Null ist.
Da die beiden Photonen entgegengesetze Impulse haben
bekommst du eine Masse die der Gesamtenergie entspricht.
Wenn ein Photon als Kugelwelle ausgestrahlt wird ist dann nicht auch sein Impuls Null - 
solange es nicht gemessen wird ?

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#158580

Am 02.08.25 um 16:42 schrieb Carla Schneider:
> Stefan Ram wrote:
>>
>>    Wenn ein Elektron und ein Positron in zwei Gamma-Quanten
>>    (Photonen) zerstrahlt hat das Gamma-Paar hinterher dieselbe
>>    Masse wie das Elektronen-Positronen-Paar zuvor. Wählt man aber
>>    ein einzelnes Photon als System, so hat es keine Masse.
> 
> D.h. du misst die Masse in dem System in dem der Impuls Null ist.
> Da die beiden Photonen entgegengesetze Impulse haben
> bekommst du eine Masse die der Gesamtenergie entspricht.
> Wenn ein Photon als Kugelwelle ausgestrahlt wird ist dann nicht auch sein Impuls Null -
> solange es nicht gemessen wird ?
>
Wenn es nicht 'gemessen' wird, kann man nicht wissen, wo es ist, muß 
also bis zum Beweis des Gegenteils davon ausgehen, daß es gleichmäßig 
über das gesamte Universum verschmiert ist. Solange es nicht irgendeine 
wahrnehmbare Wechselwirkung mit irgendwas ausführt, kann man ja noch 
nicht einmal 'wissen', daß es überhaupt existiert (Frage am Rande: hätte 
die Aussage 'es existiert' dann irgendeinen Sinn?).

Sobald es sich aber durch irgendeinen Effekt verrät, schlägt die 
Unschärferelation zu. Kann man auch nur in der allerschwächsten Weise 
seinen Aufenthaltsort eingrenzen, wird der Zustand bzw. das Meßergebnis 
Impuls=0 unmöglich.

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#158588

Stefan Ram wrote:
> 
> Carla Schneider <carla_schn@proton.me> schrieb oder zitierte:
> >D.h. du misst die Masse in dem System in dem der Impuls Null ist.
> 
>   Ja. Und ich denke es ist auch so, daß die Energie der beiden Photonen
>   in diesem System minimal ist. Die Energie eines Photons ist
> 
> E = hf, wobei
> 
> E die Energie des Photons,
> h das Plancksche Wirkungsquantum und
> f die Frequenz des Photons ist.
> 
>   Bewegt man sich mit v auf die Photonenquelle zu, so wird die Frequenz
>   zu f'=f*Wurzel((1+(v)/(c))/(1-(v)/(c))),
> 
>                     v
>                 1 + -
>                     c
> f' = f * Wurzel -----
>                     v
>                 1 - -
>                     c
> 
>   (Doppler-Effekt, Formel vom Chatbot).
> 
>   Für v>0 ist f'>f: Der Beobachter bewegt sich auf die Photonenquelle
>   zu, und es ergibt sich Blauverschiebung.
> 
>   Für v<0 ist f'<f: Der Beobachter bewegt sich von der Photonenquelle
>   weg, und es ergibt sich Rotverschiebung.
> 
>   Nach den Berechnungen eines Chatbots verändern sich durch solche
>   Relativbewegungen eines Beobachters die Frequenzen der beiden
>   Photonen und damit die Summe ihrer Energien. Für eine bestimmte
>   Geschwindigkeit v wird diese Summe minimal. Wenn der Chatbot
>   richtig gerechnet hat, heißt dies, das solche ein Photonenpaar ein
>   bestimmtes v, also ein bestimmtes System auszeichnet, und ich nehme
>   an, dies ist gerade das System, in dem der Impuls des Paares 0 ist.
> 
>   Wenn etwas Masse hat, zeichnet es immer ein bestimmtes System
>   aus. Im Gegensatz dazu zeichnet ein einzelnes Photo ohne
>   Masse kein System besonders aus.
> 
> >Da die beiden Photonen entgegengesetze Impulse haben
> >bekommst du eine Masse die der Gesamtenergie entspricht.
> 
>   Ja, dies folgt ja aus
> 
> E^2 = m^2 + p^2
> 
>   mit p=0.
> 
> >Wenn ein Photon als Kugelwelle ausgestrahlt wird ist dann nicht auch sein Impuls Null -
> >solange es nicht gemessen wird ?
> 
>   Mit dieser Frage bin ich nicht gut vertraut, aber ich vermute es so:
> 
>   (Semi-)Klassisch ist im Teilchenbild eine Kugelwelle ein Mittelwert
>   aus sehr vielen Photonen, die mit gleicher Wahrscheinlichkeit in
>   jede Richtung abgegeben werden. Ein einzelnes Photon hat dann immer
>   einen anderen Impuls als Null, aber der Mittelwert der Impulse
>   aller Photonen nähert sich stochastisch 0 an.
> 
>   Nichtklassisch würde man vielleicht statistische Quantenfeldtheorie
>   verwenden. Dort behandelt man üblicherweise Feldmoden in rechteckigen
>   Kästen und keine Kugelwellen. Aber man könnte auch mit Kugelkoordina-
>   ten arbeiten um dann vielleicht bestimmte Kugelmoden zu erhalten.
>   Aber leider kenne ich mich damit nicht aus.

Viel verwendet wird z.B. 
https://en.wikipedia.org/wiki/Technetium-99m
Das sendet ein Gammaquant von 140keV aus und wandelt sich dabei in Tc99 um.
D.h. es wird dabei um das gleiche Masse-Energieequivalent leichter.
Eigentlich ist dieses Gammaquant eine Kugelwelle solange man es nicht detektiert - oder ?




> 
>   PS:
> 
>   Die zweidimensionale Darstellung
> 
>                     v
>                 1 + -
>                     c
> f' = f * Wurzel -----
>                     v
>                 1 - -
>                     c
> 
>   und die eindimensionale Darstellung
> 
> f'=f*Wurzel((1+(v)/(c))/(1-(v)/(c)))
> 
>   wurden beide von einem Python-Skript, an dem ich gerade arbeite,
>   erzeugt. Meine Eingabe lautete:
> 
> f' = f * sqrt {{1+{v/c}}/{1-{v/c}}}
> 
>   . Die Eingabe wird zunächst in lexikalische Einheiten zerlegt:
> 
> Tokens: [Token(NAME, 'f'), Token(PRIME, "'"), Token(OP, '='),
> Token(NAME, 'f'), Token(OP, '*'), Token(NAME, 'sqrt'),
> Token(LBRACE, '{'), Token(LBRACE, '{'), Token(NUMBER, '1'),
> Token(OP, '+'), Token(LBRACE, '{'), Token(NAME, 'v'),
> Token(OP, '/'), Token(NAME, 'c'), Token(RBRACE, '}'),
> Token(RBRACE, '}'), Token(OP, '/'), Token(LBRACE, '{'),
> Token(NUMBER, '1'), Token(OP, '-'), Token(LBRACE, '{'),
> Token(NAME, 'v'), Token(OP, '/'), Token(NAME, 'c'),
> Token(RBRACE, '}'), Token(RBRACE, '}'), Token(RBRACE, '}')]
> 
>   , dann erhält man eine strukturierte interne Darstellung
>   der Eingabe:
> 
> HBox([Prime(Name('f'), count=1), Operator('='), Name('f'),
> Operator('*'), Sqrt(HBox([Fraction(HBox([Number('1'),
> Operator('+'), HBox([Fraction(Name('v'), Name('c'))])]),
> HBox([Number('1'), Operator('-'), HBox([Fraction(Name('v'),
> Name('c'))])]))]))])
> 
>   , aus dieser können dann externe Darstellungen wie die obigen
>   erzeugt werden.

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