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Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Impuls`ive Gedanken


Eyk van Bommel
28.11.07, 09:14
Man nehme einen Zauberstab, an dem man an beiden Enden Photonen emittieren kann. (Anstatt eines Zauberstabs, kann man aber auch zwei Laserpointer zusammenkleben!)

Nun lassen wir ihn schwerelos im Weltall treiben. Ich lasse auf einer Seite ein Photon emittieren. Jetzt besitzt das Photon einen Impuls und der Zauberstab den Gegenimpuls! Dieser Impuls wandert nun auf die andere Seite des Zauberstabs und ich lasse auf der anderen Seite ein Photon emittieren. Was passiert? Nimmt das Photon den Impuls des vorherigen Photons auf und der Stab beleibt stehen? Dann hätte ich zwar Energie in das Photon gesteckt aber keinen Impuls, der kommt ja vom vorherigen Photon? Das Photon erzeugt einen eigenen Impuls, der der Bewegung entgegen wirkt, der Zauberstab bleibt im Raum stehen? Was passiert dann mit den beiden Impulsen in dem Zauberstab? Selbst wenn sie gegenläufig sind, können sie sich nicht aufheben! So wie zwei Billartkugeln würden sich die ET im Zauberstab verhalten sich im Zauberstab von Ende zu Ende bewegen! Was passiert wenn ich das solange mache bis meine Duracell`s aufgebraucht sind? Dann hätte ich doch einen ziemlich impulsiven Zauberstab, der sich nicht durch den Raum bewegt!

Jetzt betrachte ich die Energie:
Das Photon besitzt eine Energie und einen dem entsprechenden Impuls. Der Zauberstab wurde auch um den selben Impuls beschleunigt! Da der Zauberstab nun eine höhere Geschwindigkeit besitzt, kann ich das direkt in Energie umrechnen! Hat der Zauberstab wirklich an Energie verloren? Hat seine relativistische Masse nicht zugenommen und ist E=m*c^2? Verliert die Sonne wirklich Energie? Und wenn ja wie? Durch Photonen ja wohl nicht, den die beschleunigen das Atom von dem sie sich trennen um ihren eigen Impuls! Und das erhöht die relativistische Masse=Energie!

Völlig verwirrt starte ich nun in den
Guten Morgen –euch allen!

Gruß
EVB

cadrim
28.11.07, 11:45
ich dachte photonen beschleunigen nicht, sondern haben c und lassen daher keinen impuls zurueck?

Eyk van Bommel
28.11.07, 12:06
Tja - wenn es nur so einfach wäre!

Photonen-Impuls
p = h • f / c.

Wenn du ein Photon an einem H-Atom reflektieren lässt, dann erhält das H-Atom sogar zwei Impulse! Wobei das „zweite“ Photon weniger Energie besitzt (besitzen soll) wie das 1. die Differenz sollte die Energie sein um dass das H-Atom beschleunigt wurde! Was aber irgendwie wirr ist, den egal wie schnell die WW ist, ich kann immer einen Zeitpunkt t finden indem das Photon kurz mit dem H-Atom verschmolzen ist! Dann kann ich das System aber wieder als ruhend im Raum betrachten und warum sollte dann das Photon noch wissen das vor langer, langer Zeit mal ein Impuls abgegeben hat?

Also du kannst mit einem Laser Atome beschleunigen!

Gruß
EVB

quick
28.11.07, 12:40
Hallo Eyk,

man kann den Vorgang beliebig aufteilen, Ergebnis muß immer gleich sein.

Nimmt das Photon den Impuls des vorherigen Photons auf und der Stab beleibt stehen?

Hier könnte es sein, wo Du einen kleinen Denkfehler machst. Solange der Impuls sich im Zauberstab fortbewegt, bewegt sich der Stab nicht! Wenn man dies berücksichtigt ist alles ok.
Rückstoßimpuls des ersten Photons ---> Bewegung des Stabs
Rückstoßimpuls des zweiten Photons--->Stillstand des Stabs
Gesamtimpuls = 0, Bewegung = 0

mfg
quick

Eyk van Bommel
28.11.07, 13:36
Hi quick,
Solange der Impuls sich im Zauberstab fortbewegt, bewegt sich der Stab nicht! Wenn man dies berücksichtigt ist alles ok.
Da hast du teilweise irgendwie ja recht! Aber wann bewegt er sich dann? Wann fängt der Stab an sich zu bewegen? Bei einem Billardtisch wäre es klar! Die Kugel gibt den Impuls am Rand ab, und der Tisch fliegt nach vorn! Dann würde die Kugel aber liegen bleiben! :confused: Oder muss ich den Stab als „ET“ bereifen? Aber das fällt echt schwer? Denn der Impuls müsste sich wie von „Wattebausch“ zu „Wattebausch“ (Atomzu Atom) ausbreiten!

Und zweitens:
Rückstoßimpuls des ersten Photons ---> Bewegung des Stabs
Rückstoßimpuls des zweiten Photons--->Stillstand des Stabs

Zu: Rückstoßimpuls des zweiten Photons--->Stillstand des Stabs.

Dann würde ich den Impuls des Stabes auf das Photon übertragen? Aber wozu braucht man dann noch Energie für das zweite Photon aufbringen? Das wäre doch dann wie bei einer Newton-Wiege! Ich erzeuge auf einer Seite einen Impuls und auf der andern Seite fliegt die Kugel (das Photon) weg? Dann bleibt der Stab (die Kugeln ruhig liegen)

Bin mir nicht sicher, ob mir deine Erklärung ausreicht!?

Gruß
EVB

Eyk van Bommel
28.11.07, 14:23
Und noch was zum Stillstand des Stabes! Angenommen ein Beobachter auf einem zweiten Zauberstab nennen wir ihn mal „Harry“ (verdammt ich hätte einen Besen als Objekt nehmen sollen), hätte denselben Impuls wie der erste Zauberstab nach dem Impuls des ersten Photons. Er hat sich aber bis dahin nicht zurückgeschaut! Jetzt tut er es aber!:rolleyes: Und siehe da! Beim aussenden des zweiten Photons bleibt der Stab nicht mehr stehen!:eek: Sondern er fliegt in die andere Richtung :eek: ! Mit dem Impuls des zweiten Photons:eek: !

Wer zerschlägt den „Gordischen-Photonen-Knoten“ :confused:

Gruß
EVB

rene
28.11.07, 16:48
Bei einem Billardtisch wäre es klar! Die Kugel gibt den Impuls am Rand ab, und der Tisch fliegt nach vorn! Dann würde die Kugel aber liegen bleiben! Oder muss ich den Stab als „ET“ bereifen? Aber das fällt echt schwer?

Der Billardtisch ist ja auch um einiges schwerer als eine Billardkugel und wird somit beim Impulsaustausch aufgrund seiner Trägheit (Impulsänderung pro Zeit) kaum nach vorne befördert. Die Kugel kommt aufgrund der Verformungsarbeit an der nachgebenden Bandenverkleidung sowie aufgrund der Reibungsarbeit auf dem Filztuch zum Stehen.

Ich habe dir schon mal gesagt dass du dir unbedingt den klassischen nichtrelativistischen Impulsaustausch mittels Rechnung durchexerzieren solltest. Solange du das nicht begriffen hast, verirrst du dich mit deiner Phantasie umso mehr im Quantenbereich, da sich keine einfachen Analogien in schlüssiger Weise herleiten lassen.

Grüsse, rene

richy
28.11.07, 17:54
Ob Besen oder Zauberstab :-)
Ich haette dennoch noch eine Frage @rene
cadrims Einfand scheint logisch. Aber Plaene ueber Photonenantriebe gibt es, also uebt das Photo einen Impuls aus wenn es emmitiert wird.
Kraft ist zeitliche Impulsaenderung. d(p(t))/dt
Zum einen m*v oder h*f/c
Welches ist nun die zeitabhaengige Groesse ?
h und c koennen es nicht sein , da bleibt im Grunde nur noch die Frequenz.
Aus Sicht der EM Welle wird diese aufgeschaltet, dadurch aendern sich die Frequenzanteile am Ort der Emission. Da habe ich wieder drei Fragen.

1) Eine unendlich schnelle zeitliche Aenderung kann es nicht geben, sonst waere der Impuls unendlich gross. Wie berechne ich praktisch d/dt ?
Sicherlich eine komplizierte Angelegenheit.
2) Betrachte ich den Aufschaltort , dann laege hier ein anderes Spektrum vor als in einiger Entfernung dazu. Das wuerde doch fuer einzelne Photonen aber dem Impulserhaltungssatz wiedersprechen.
3) Betrachte ich Licht mit einigen scharfen Frequenzen.
Muss ich jeder Frequenz ein Photon zuordnen oder kann ein Photon auch ein Frequenzgemisch darstellen ?
E=h*f
f steht doch sicherlich fuer nur eine Frequenz, kein Gemisch wie beim Aufschaltvorgang.

Also einfach gefragt:
Was passiert genau wenn ich eine Taschenlampe, besser Laser anschalte ?
Oder eben am Abstrahlungsort.
Ausser dass es hell wird :-)
Insbesonders wo bleiben die hochfrequenten Photonen des Aufschaltvorganges ?

Eyk van Bommel
28.11.07, 18:03
Hi rene,
Der Billardtisch ist ja auch um einiges schwerer als eine Billardkugel und wird somit beim Impulsaustausch aufgrund seiner Trägheit (Impulsänderung pro Zeit) kaum nach vorne befördert. Die Kugel kommt aufgrund der Verformungsarbeit an der nachgebenden Bandenverkleidung sowie aufgrund der Reibungsarbeit auf dem Filztuch zum Stehen.

Aber im Quantenbereich gibt es keine Reibung! Und wenn du mir das Quantenfiltztuch zeigst! Und mir sagst was Verformungsarbeit ist und mir sagst das die Verformungsarbeit am Ende nicht in Photonen umgewandelt wird die aber wiederum einen Impuls besitzen – dann ja dann werde ich alles klassisch betrachten!

Gruß
EVB

quick
28.11.07, 18:44
Hallo Eyk,

ich hatte mit rene und JCG schon mal eine längere Diskussion über den Impuls von Photonen. Vielleicht schaust Du mal rein.
http://www.quanten.de/forum/showthread.php5?p=6768&highlight=druck+un+Gegendruck+im+Universum#post676 8

Nochmal im Detail, wie ich es meinte:
1.)Erstes Photon fliegt weg--->Stab übernimmt den Impuls--->am Stabende wird Impuls vernichtet-->Stab in Bewegung gesetzt.
2.) Zweites Photon fliegt weg--->Stab übernimmt den Impuls--->am Stabende wird Impuls vernichtet--->dadurch kommt Stab zum Stillstand

Andere Möglichkeit: Der Impuls "verläuft" sich im Stab und wird in Wärme umgesetzt.:(

mfg
quick

Jogi
28.11.07, 19:38
Hi EvB.

Hast du dir mal überlegt, wie der Impuls des emittierten Photons mit dem "Leerwerden" der Duracell zusammenhängt?

Das Photon trägt Energie fort, die zuvor in der Duracell gespeichert war.
Aber das war sie garantiert nicht als klassischer Bewegungsimpuls, das ist der entscheidende Unterschied zwischen quantenphysikalischer und klassischer Betrachtung.
Man darf einfach den Impuls des Photons nicht klassich betrachten.
Es hat ja keine Ruhemasse, muss deshalb auch nicht durch einen "Stoss" beschleunigt werden.
Die Emission des Photons "raubt" ja dem betroffenen Elektron Energie.
Aber nicht indem sich das Photon vom Elektron "abstösst", und es dadurch langsamer wird, nein es ist eher mit der Luftbetankung eines Flugzeuges durch ein anderes zu vergleichen:
Das betankte Flugzeug kann wieder "Gas geben", das andere muss Sprit sparen und deshalb langsamer fliegen.
Ist der Unterschied zum klassischen Stoss klar?


Gruß Jogi

rene
28.11.07, 19:57
@@

In der QM gilt der Impuls der klassischen Mechanik nicht mehr und wird durch den Impulsoperator ersetzt. Er ist keine eindeutige Zahl und kann nur über die Wahrscheinlichkeit der Teilchenimpulse bestimmt werden, da gemäss der Heisenbergschen Unschärferelation die Orts- und Impulsinformationen nicht gleichzeitig exakt bestimmbar sind. Die Eigenzustände des Impulsoperators sind ebene Wellen im Ortsraum mit der Wellenlänge lambda=h/p. Somit kann auch die innere Dynamik der relativ unbewegten Ruhemasse (besser invariante Masse) über deren Impulssummen beschrieben werden sowie das Streuverhalten und die Interferenz.

Diese De-Broglie-Wellen im veralteten Bohrschen Atommodell zeigen dies anschaulich: Die Forderung nach einem ganzzahligen Vielfachen des Drehimpulses von h_quer „wickelt“ die Elektronenwelle um den Kern herum. Teilerfremde Wellenlängen überlagern sich nach mehrmaligem Wickeln destruktiv – übrig bleiben die „erlaubten“ Wellenlängen.


Bewegt sich der Körper, so nimmt seine träge Masse m zu. Die relativistische kinetische Energie eines Körpers der trägen Masse m und der Ruhemasse m0 ist

E_kin = (m-m0)*c^2 = m*c^2 - m0*c^2 = E - E0

Für die Gesamtenergie E gilt somit:

E = E0 + E_kin

mit der Ruheenergie E0 und der kinetischen Energie E_kin. Der relativistische Impuls ist dabei gegeben durch

p = m*v = gamma*m0*v

Über die bereits erwähnte Energie-Impuls-Beziehung

E^2 = E0^2 + (p*c)^2 oder
(m*c^2)^2 = (m0*c^2)^2 + (p*c)^2

rechnen wir für ein bosonisches Teilchen mit der invarianten Masse m0=0 und trägen Masse m aus:

E = p*c mit dem Impuls p=E/c für ein Photon und

E = 0 = p*c mit dem Impuls p=0 für ein unbewegtes fermionisches Teilchen mit m=m0.


Grüsse, rene

Uli
28.11.07, 21:21
...
rechnen wir für ein bosonisches Teilchen mit der invarianten Masse m0=0 und trägen Masse m aus:

E = p*c mit dem Impuls p=E/c für ein Photon und

E = 0 = p*c mit dem Impuls p=0 für ein unbewegtes fermionisches Teilchen mit m=m0.


Grüsse, rene

Wie kommst du denn darauf, dass die Energie-Impuls-Beziehung mit dem Spin zu tun hat, d.h. für Fermionen eine andere Form als für Bosonen hat ?

Ich denke, das ist nicht so. Es gilt einfach in natürlichen Einheiten, dass das Skalarprodukt des 4-Impulses gleich dem Quadrat der Ruhemasse ist

also
E^2 - p^2 = m^2

(wobei p der 3-Impuls, E die Energie des Teilchens und m seine Ruhemasse ist)

- ganz unabhängig vom Spin und sogar für Teilchen mit Ruhemasse=0.

In der Quantenfeldtheorie ist dies übrigens genau die Bedingung dafür, dass Teilchen reell sind, d.h. sich auf ihrer Massenschale befinden. Nur virtuelle Teilchen/Felder sind nicht auf ihrer Massenschale ("off-shell").

On shell and off shell (http://en.wikipedia.org/wiki/Mass_shell)

Für masselose Teilchen (Photonen) entartet dieser Massen-Hyperboloid im Raum von E und p zu einem Kegel - analog zum Lichtkegel.

Gruss, Uli

rene
28.11.07, 21:45
Wie kommst du denn darauf, dass die Energie-Impuls-Beziehung mit dem Spin zu tun hat, d.h. für Fermionen eine andere Form als für Bosonen hat ?

Von virtuellen Photonen oder Teilchen habe ich gar nicht geredet, sondern bloss die Unterschiede zwischen reellen Photonen und Fermionen anhand der Energie-Impuls-Beziehung aufgezeigt. Bei

E^2 = (m*c^2)^2 + (p*c)^2

verschwindet der erste Term (m*c^2)^2 wegen der Ruhemasse 0 bei Photonen.


Grüsse, rene

Eyk van Bommel
29.11.07, 00:19
Hi quick,

Andere Möglichkeit: Der Impuls "verläuft" sich im Stab und wird in Wärme umgesetzt

Jetzt sage mir mal was wärme ist!:)

Wärme ist Bewegung von Teilchen: Sprich nach Photon links und Photon rechts – wäre der Stab um diesen Impuls „wärmer“. Das ist Impuls in einem Stab = Wärme mehr nicht!;)

Oder du nimmst wärme Strahlung! Das sind dann aber wieder Photonen:eek:

@ Rest
Meine Antwort kommt noch! Aber ich suche in den Antworten noch immer nach dem „Quantenfilz“:D

Gruß
EVB

Uli
29.11.07, 02:48
Von virtuellen Photonen oder Teilchen habe ich gar nicht geredet, sondern bloss die Unterschiede zwischen reellen Photonen und Fermionen anhand der Energie-Impuls-Beziehung aufgezeigt. Bei

E^2 = (m*c^2)^2 + (p*c)^2



Und warum schränkst du nun auf Fermionen ein ?
Die Formel - wie sie da steht - gilt für beliebige (reelle) Teilchen: Fermionen, Bosonen - Photon inklusive.

Gruss, Uli

Eyk van Bommel
29.11.07, 11:12
Hallo Zusammen,
spricht was dagegen, dass Photonen tatsächlich Impuls aufnehmen? Sprich die Quelle erfährt keinen Gegenimpuls nur der Empfänger erfährt einen Impuls!

Das würde bedeuten, mit Hilfe von Photonen könnte man sich selbst an den Haaren aus dem Sumpf ziehen! Dafür verlieren aber die ET innerhalb des System Energie! Also sowohl der Energie wie auch der Impulserhaltungssatz würde nicht gebrochen. „Nur“ die vektorielle betrachtungsweise des Impulses müsste man überdenken!

Warum ich überhaupt darauf komme ist ja, dass ich mir Überlegt habe wie die Sonne den Impuls der Photonen, der Kernfussion und des Teilchenwindes „los“ wird!

Die Lösung wäre die Photonen sind die Impuls-Abfalleimer der Sonne.

@JGC und quick: Versucht das mal nachzubauen. Dann müssen wir die ESA oder NSA nur noch überzeugen den „Flieger“ ins All zu werfen und dann schauen wir mal was passiert! :p Das müsste, unglaublicher weise, funktionieren!
http://bp0.blogger.com/_coucZe5Iqjk/R06P7koiZsI/AAAAAAAAABQ/d6yT_MbMz_w/s1600-h/Beamer.jpg

Uli
29.11.07, 11:48
Hallo Zusammen,
spricht was dagegen, dass Photonen tatsächlich Impuls aufnehmen?


Es spricht nichts dagegen, sondern alles dafür.
Photonen transportieren einen Impuls
p = hquer * k
dabei ist k der Wellenvektor.
Das hatte wohl Rene schon zu erklären versucht.

Eyk van Bommel
29.11.07, 12:06
Hi Uli,

Ja! Aber in meiner Vorstellung würden sie keinen Gegenimpuls beim "ablösen" verursachen! Kein Gegenimpuls! Photonen ziehen Enerie und Impuls (Richtungsunabhängig!) aus einem System und transportieren es zu einer anderen Masse. Nur dort verursacht es einen Impuls, der in einer Bewegung endet! Das würde schon ein stückweit dem Impulserhaltungssatz wieder sprechen, da die "vektorielle" (F) information verloren geht/ verändert wird! Nach dem Impulserhaltungssatz dürfte meine "Zeichnung" nicht funktionieren! Da der Laserpointer, eigentlich genauso stark nach hinten "gedrückt" wird (Gegenimpuls) wie das "Segel" nach vorn (Impuls Photonen)!

quick
29.11.07, 14:55
Hallo Eyk,


spricht was dagegen, dass Photonen tatsächlich Impuls aufnehmen? Sprich die Quelle erfährt keinen Gegenimpuls nur der Empfänger erfährt einen Impuls!
Also ich weiß nicht, - wie wolltest Du das mit dem Impulserhaltungssatz vereinbaren?


Warum ich überhaupt darauf komme ist ja, dass ich mir Überlegt habe wie die Sonne den Impuls der Photonen, der Kernfussion und des Teilchenwindes „los“ wird!
Darüber waren wir uns schon einig, dass es dabei warm/heiss werden kann.:)

Dein
Flieger (http://bp0.blogger.com/_coucZe5Iqjk/R06P7koiZsI/AAAAAAAAABQ/d6yT_MbMz_w/s1600-h/Beamer.jpg)
würde prinzipiell funktionieren. Das ist der Nasa bereits bekannt und sie basteln auch dran.
Wenn der Schirm in Deiner Zeichnung ein Spiegel ist, erfährt der Laser bei Aussendung eines Photons einen Rückstoßimpuls p nach links. Der Spiegel erfährt insgesamt einen Impuls von 2p nach rechts, d.h. der Flieger fliegt nach rechts. Ohne Spiegel (nur Laser) fliegt er nach links.

Der Impuls muß bei Absorption und Emission des Photons berücksichtigt werden!

mfg
quick

rene
29.11.07, 20:10
Und warum schränkst du nun auf Fermionen ein ?
Die Formel - wie sie da steht - gilt für beliebige (reelle) Teilchen: Fermionen, Bosonen - Photon inklusive.

Gruss, Uli

Das wollte ich nicht auf die Fermionen einschränken (war unbeabsichtigt). Da war ich didaktisch wohl ein wenig ungeschickt! :o
Ich hab sie einfach als Beispiel genommen.

Grüsse, rene

Eyk van Bommel
29.11.07, 21:53
Hi quick,

Der Spiegel erfährt insgesamt einen Impuls von 2p nach rechts, d.h. der Flieger fliegt nach rechts. Ohne Spiegel (nur Laser) fliegt er nach links.
In meiner Überlegung würde der Laserpointer aber ohne Spiegel oder Schirm sich nicht bewegen! Die Energie und der Impuls der Batterie würde in die Photonen übergehen. Die sich dann vom Laserpointer ablösen und nicht „abstoßen“! Das ist ein Unterschied! Das wäre so wie wenn du ein Teilchen aus dem nichts erzeugst (Aus Impuls und Energie) und es dann einfach loslässt und nicht anschupst! Erst wenn es absorbiert werden würde überträgt es den Impuls. So wie wenn man einen Ball im All fangen würde und ihn dann wieder los lässt. Er hat dann zwar an Energie verloren aber das entspricht ja auch der „Wirklichkeit“. Zusätzliche Energie und Impuls könnte das Photon aber auch über eine Art Swing-by-Manöver holen. Es würde sich an ein ET "binden" und sich mitbeschelunigen lassen, um dann am Scheitelpunkt der Schwingung loszulassen (Sehr bildlich gesprochen!) Das ET hätte dann Impuls verloren ohne das ein Impuls übertragen worden wäre, der zu einer Bwegungsänderung geführt hätte.

Gruß
EVB

quick
30.11.07, 02:21
Hallo Eyk,


In meiner Überlegung würde der Laserpointer aber ohne Spiegel oder Schirm sich nicht bewegen! Die Energie und der Impuls der Batterie würde in die Photonen übergehen. Die sich dann vom Laserpointer ablösen und nicht „abstoßen“! Das ist ein Unterschied! Das wäre so wie wenn du ein Teilchen aus dem nichts erzeugst (Aus Impuls und Energie) und es dann einfach loslässt und nicht anschupst! Erst wenn es absorbiert werden würde überträgt es den Impuls.

Ich kann Deine Gedanken gut nachvollziehen, Eyk. Vor wenigen Wochen kam mir in den Sinn, dass es bezüglich Impuls einen Unterschied zwischen Absorption/Emission und Reflexion geben könnte. Die Mechanismen unterscheiden sich tatsächlich, aber impulsmäßig sind die Vorgänge gleich zu behandeln.

Stell Dir zwei parallele Spiegel im Raum vor, zwischen denen ein Photon hin- und zurückreflektiert wird. Egal wie groß die Wirkung von actio=reactio ist, der gemeinsame Schwerpunkt muß erhalten bleiben! Infolge des zweifellos nachweisbaren Photonendrucks würden die Spiegel sich von einander entfernen und die Energie des Photons dabei abnehmen.

Die Diskussion (http://www.quanten.de/forum/showthread.php5?p=6768&highlight=druck+un+Gegendruck+im+Universum#post676 8) über den Impuls von Photonen (hier nochmals vielen Dank an rene, uli und JCG ) hat mich bewogen, von meiner ursprünglichen Vorstellung, wie Du sie ja ähnlich hast, wieder abzurücken. Den Ausschlag gab hierfür der nicht wegzudiskutierende Photonendruck.

mfg
quick

Eyk van Bommel
30.11.07, 07:57
Moin quick,
Den Ausschlag gab hierfür der nicht wegzudiskutierende Photonendruck.
Ich habe den Photonendruck nicht „wegzudiskutiert“! Ich wäre dumm wenn ich das versuchen würde! Aber was wir bei den Photonen berücksichtigen müssen ist das sie sich immer mit c ausbreiten!!!!

Ich versuche es noch einmal mit dem Ball und einer Person im die schwerelos ist! O.K.?

Also Ball mit einem Impuls x fliegt durch den Raum – Person fängt den Ball und erfährt einen Impuls! Ball+ Person fliegen durch den Raum! Bis hier sind Ball und Photon identisch! Aber jetzt kommt`s!
Jetzt läst die Person den Ball los – einfach nur los! Kein Impulsübertrag nichts! Was passiert? Gar nichts! Der Ball fliegt mit derselben Geschwindigkeit durch den Raum! Er bewegt sich also keinen mm von seiner Position zur Person weg!
Aber das Photon ! Das Photon haut mit c ab!:eek: Das kann nicht anders! Es hat zwar nun Energie verloren – und wird „röter“ – aber so wie der Ball kann es sich nicht verhalten!
Siehst du den Unterschied? Wenn man den Ball los lässt – passiert nichts! Wenn man das Photon los lässt haut es mit c ab – es verursacht beim „ablösen“ keinen Impuls – das Atom lässt einfach los! Nur beim Aufschlag, gibt es Impuls ab!

Ergo: Auch ohne „Gegenimpuls“ kannst den Photonendruck behalten!!:)

Gruß
EVB

quick
30.11.07, 11:46
Hallo Eyk,


Ich habe den Photonendruck nicht „wegzudiskutiert“!

Keep cool! :cool: Ich wollte Dir nicht unterstellen, ihn wegdiskutieren zu wollen.


Wenn man den Ball los lässt – passiert nichts! Wenn man das Photon los lässt haut es mit c ab – es verursacht beim „ablösen“ keinen Impuls – das Atom lässt einfach los! Nur beim Aufschlag, gibt es Impuls ab!
Wenn man aufgrund des Strahlungsdruckes einen Impulsübertrag bei Absorption akzeptieren muß, so muß man dies auch bei Emission tun. Denn Emission ist der "gespiegelte" Vorgang der Absorption. Und die Richtung des Gesamtimpulses des Systems muß gleich bleiben!
Aus diesem "plus-->" Photonenimpuls wird dieser "minus<--". Der reflektierende Körper muß "plus-->"+"plus-->" als Impuls haben, damit die Richtung des System-Impulses erhalten bleibt.

Noch etwas: Würde das Photon beim "Ablösen" keinen Impuls verursachen, so wie Du es Dir vorstellst, könnte ein Photonentriebwerk niemals funktionieren.

mfg
quick

Eyk van Bommel
30.11.07, 12:46
Hi quick,

ich bin ganz :cool: . Wollte nur ein bisschen Farbe ins spiel bringen:D !
Denn Emission ist der "gespiegelte" Vorgang der Absorption.
Vielleicht nur bei Teilchen mit Ruhemasse? Experimentell untersucht - nur mit Teilchen mit Ruhemasse?
Aus diesem "plus-->" Photonenimpuls wird dieser "minus<--". Der reflektierende Körper muß "plus-->"+"plus-->" als Impuls haben, damit die Richtung des System-Impulses erhalten bleibt.
Aber quick - dann haben wir wieder das oben beschriebene Problem! Der Laserpointer würde Photonen aussenden und um diesen Impuls erwärmt! Da würde Energie gewonnen? Wärme + Photonen = 2x Energie der Batterie? Und wenn schon der Stab wärmer werden würde, dann stelle dir mal diese Sonne vor! So viele Photonen, so viele Sonnenwind-Teilchen, alle erzeugen einen Impuls zum Sonnenkern – da sie sich mit einem Impuls entfernen? Wohin damit?
Und warum sollte das Objekt dem Photon ein Impuls mitgeben? Und vor allem wie? Wenn das Photon sofort mit c abhaut? Da kommt kein Impuls hinterher, um dem Photon ggf. in den A r s c h zu treten?:p

Noch etwas: Würde das Photon beim "Ablösen" keinen Impuls verursachen, so wie Du es Dir vorstellst, könnte ein Photonentriebwerk niemals funktionieren.

Warum? Das ist doch ganz genau das, was ich mit meinem Flieger gebaut habe! Die Photonen lösen sich vom Laserpointer ab (ohne Impuls) und treffen auf den Schirm (Der Schirm fängt den Ball!). Der Schirm wird beschleunigt. Da der Laserpointer am Schirm hängt und er selbst bis dato keinen „Gegenimpuls“ erhalten hat – kann er mitgezogen werden!
Hier wird a) nicht der Energieerhaltungssatz gebrochen, da man Energie hineinsteckt und b) bis auf die „vektorielle“ Betrachtung geht der Impulserhaltungssatz auch auf. Der Impuls wird schon vom Objekt aufgebracht! Aber eben nicht aus der Bewegung heraus sondern aus der Eigenschwingung! Das Laserpointer würde „kälter“!
Wobei – Was mir gerade einfällt! :eek: – Ist das man nicht entscheiden kann, in welche Richtung das Photon emittiert! Das bedeutet am Laserpointer werden in alle Richtungen Photonen erzeugt. Da genauso viele Photonen in ‚–x’ wie in ‚+ x’ –Richtung erzeugt werden funktioniert es in der Summe nicht!:mad:

Verdammt: Die natur ist raffiniert! :mad:

Gruß
EVB

quick
30.11.07, 17:26
Hallo Eyk,



Denn Emission ist der "gespiegelte" Vorgang der Absorption.

Vielleicht nur bei Teilchen mit Ruhemasse? Experimentell untersucht - nur mit Teilchen mit Ruhemasse?

Nööö, guck mal da. (http://www.zynzek.de/LED-Fahrrad/Photonenruckstoss/photonenruckstoss.html) :D:p


Der Laserpointer würde Photonen aussenden und um diesen Impuls erwärmt! Da würde Energie gewonnen? Wärme + Photonen = 2x Energie der Batterie?
Energie wird dabei weder gewonnen, noch vernichtet! - Die Energie wird umgewandelt!
Richtig: Die Batterie muß die Energie für den gesamten Vorgang liefern, egal ob dabei Wärme, Bewegung des Lasers oder eine Mischung davon herauskommt.

Und wenn schon der Stab wärmer werden würde, dann stelle dir mal diese Sonne vor! So viele Photonen, so viele Sonnenwind-Teilchen, alle erzeugen einen Impuls zum Sonnenkern – da sie sich mit einem Impuls entfernen?
Zum Glück ist das aber so. Die Sonne würde sonst auskühlen und das Feuer erlöschen.

Wobei – Was mir gerade einfällt! :eek: – Ist das man nicht entscheiden kann, in welche Richtung das Photon emittiert! Das bedeutet am Laserpointer werden in alle Richtungen Photonen erzeugt. Da genauso viele Photonen in ‚–x’ wie in ‚+ x’ –Richtung erzeugt werden funktioniert es in der Summe nicht!:mad:
Beim Laser handelt es sich um stimulierte Emission, da ist die Richtung der Photonen nicht beliebig. Letztlich kommt es darauf an, auf welcher Seite man die Photonen entkommen läßt.

mfg
quick

Eyk van Bommel
30.11.07, 21:32
Hi quick,
Energie wird dabei weder gewonnen, noch vernichtet! - Die Energie wird umgewandelt!
Energieumwandlung ist die Bezeichnung für einen Prozess den man nicht versteht! Für mich ist Energie nichts anderes wie Impuls der in einem Objekt steckt. Wenn du keinen Impuls mehr aus einem Objekt „ziehen“ kannst dann hast du es in Photonen umgewandelt – gleichsam aufgelöst.
Die Batterie muß die Energie für den gesamten Vorgang liefern, egal ob dabei Wärme, Bewegung des Lasers oder eine Mischung davon herauskommt.
Wärme und Bewegung und Impuls sind dasselbe! Bewegung wird gerne für makroskopische Objekte verwendet, Wärme für molekulare Bewegung und physikalisch ist das alles Impuls.
Zum Glück ist das aber so. Die Sonne würde sonst auskühlen und das Feuer erlöschen.
Wieso? Sie müsste jetzt immer heißer werden, denn sie hätte keine Möglichkeit den Photonenrückstoß zu "entsorgen! Und Rückstoß bedeutet schnellere Teilchen = Mehr Wärme! Wenn du die Kernfusion jetzt stoppen würdest, wie sollte deiner Meinung nach die Sonne abkühlen? Durch Wärmestrahlung? Nein, denn jedes Photon würde sich an einer Masse abstoßen und somit dessen Impuls erhöhen. Masse mit mehr Impuls wäre aber wieder „Wärmer“. Ein Objekt das keinen Impuls verlieren kann – kann nicht kälter werden! Weil kälter werden, nichts anders bedeutet als, Impuls verlieren. Und wie meinst du sollte die Sonne also Impuls verlieren?
Das stimmt irgendetwas nicht?
Beim Laser handelt es sich um stimulierte Emission, da ist die Richtung der Photonen nicht beliebig. Letztlich kommt es darauf an, auf welcher Seite man die Photonen entkommen läßt.
Ja! Da wo’s löchlie ist, da kommt’s lichtl‘e raus!
Aber auf der anderen Seite werden genauso viele Photonen reflektiert. Reflektion ist aber nichts anders als Adsorption (Impuls) und „los“ lassen. Daraus resultiert ein Impuls entgegen des „Lichtstrahl“. Meiner Meinung nach würde ein Laserpointer nur durch die Reflektion an der Rückwand beschleunigt und nicht noch zusätzlich durch Photonen die den „Pointer“ entgegen die Bewegungsrichtung verlassen (Kein Rückstoß! Nur Photonendruck)
Gruß
EVB

quick
01.12.07, 02:45
Hallo Eyk,


Reflektion ist aber nichts anders als Adsorption (Impuls) und „los“ lassen. Daraus resultiert ein Impuls entgegen des „Lichtstrahl“. Meiner Meinung nach würde ein Laserpointer nur durch die Reflektion an der Rückwand beschleunigt und nicht noch zusätzlich durch Photonen die den „Pointer“ entgegen die Bewegungsrichtung verlassen (Kein Rückstoß! Nur Photonendruck)


Weil der resultierende Impuls bei Deiner und meiner Vorstellung gleich sind, ist es nicht so leicht, den Fehler oder den Unterschied zu entdecken.

Vergiß mal Sonne, Flieger und Laser, denke nur an eine einzige vernetzte Schicht von gerichteten Molekülen, die Licht in eine bestimmte Richtung bevorzugt abstrahlt (Licht "losläßt, wie Du es gern formulierst).
Glaubst Du wirklich, diese Schicht würde keinen Rückstoß erleiden?

Sowohl bei Absorption als auch bei Emission (http://www.ak-hoffmann.chemie.uni-mainz.de/pdf/script/AnalytC-Teil-4-folien.pdf) tritt Dopplerbreiterung (http://e3.physik.uni-dortmund.de/~suter/Vorlesung/Laserspektroskopie_06/LS_5_Lichtkraft.pdf) der Frequenzen auf.
Zum Beispiel ist der Mößbauereffekt (http://de.wikipedia.org/wiki/M%C3%B6%C3%9Fbauer-Effekt)nur deshalb so empfindlich weil man den Rückstoß mit dem Kristallgitter abfängt. Mit einem radioaktiven Gas würde das so nicht funktionieren usw.

Deine Theorie hat den Schönheitsfehler, dass Du verschiedene "Symmetriebrüche" einführen mußt. (z.B.actio ungleich reactio, Absorption ungleich Emission)

mfg
quick

Eyk van Bommel
01.12.07, 11:54
Hallo quick,
ich denke ich habe mein (unser?) Problem verstanden!:rolleyes:
Photonen die gegen die Bewegungsrichtung ausgesendet werden, haben weniger Impuls als Photonen die in Bewegungsrichtung ausgesendet werden. Ich denke das ist das, was du mit der Dopplerbreiterung der Frequenzen aussagen möchtest. Somit bremsen Photonen in Bewegungsrichtung das Objekt stärker ab, als Photonen die entgegen der Bewegungsrichtung das Objekt beschleunigen.
Ich frage mich nur, ob die Photonen der Sonne in Bewegungsrichtung (369.500 m/s) zur Hintergrundstrahlung diese „rot-blauverschiebung“ aufweisen? Oder geht diese Bewegung in der viel schnelleren Teilchenbewegung unter?
Und wieder was dazu gelernt! (?)
Gruß
EVB

quick
01.12.07, 22:54
Hallo Eyk,


Ich frage mich nur, ob die Photonen der Sonne in Bewegungsrichtung (369.500 m/s) zur Hintergrundstrahlung diese „rot-blauverschiebung“ aufweisen? Oder geht diese Bewegung in der viel schnelleren Teilchenbewegung unter?
EVB
Selbstverständlich tun sie das! Es ist ein Beitrag zur ganz normalen Dopplerverschiebung, die Beobachter eines anderen Sonnensystems von unserer Sonne machen könnten (Sie selbst liefern auch noch einen Beitrag). Umgekehrt funktioniert es doch auch.

Dopplerverbreiterung und Dopplerverschiebung sind zwei Paar Stiefel, die lassen sich unterscheiden. (So gut, wie der jeweilige Abstand von zwei dicken zu zwei dünnen Fingern)

mfg
quick

Eyk van Bommel
02.12.07, 20:01
Hi quick,
eigentlich meinte ich direkt für uns! Sprich wenn du mich in Bewegungsrichtung oder gegen die Bewegungsrichtung mit einer Taschenlampe anstrahlst, ob sie einmal für mich „blauer“ und einmal „röter“ erscheint!
Und dann ist mir noch was aufgefallen. Wenn der Impuls gegen die Bewegungsrichtung immer größer ist als mit der Bewegungsrichtung, dann müsste die Sonne einen abbremsenden Effekt auf unsere Bewegungsrichtung haben! Die Photonen die in Bewegungsrichtung emittieren müssten einen höheren Impuls auf die Sonne ausüben, als die Photonen auf der „anderen“ Seite!:rolleyes:
Gruß
EVB

quick
02.12.07, 21:18
Hallo Eyk,


eigentlich meinte ich direkt für uns! Sprich wenn du mich in Bewegungsrichtung oder gegen die Bewegungsrichtung mit einer Taschenlampe anstrahlst, ob sie einmal für mich „blauer“ und einmal „röter“ erscheint!
Dann kommt es nur auf unsere Relativgeschwindigkeit zueinander an, wie diese Effekte gemessen werden können. (Wenn nicht, Vorsicht: Ätherdämpfe!:D )


Wenn der Impuls gegen die Bewegungsrichtung immer größer ist als mit der Bewegungsrichtung, dann müsste die Sonne einen abbremsenden Effekt auf unsere Bewegungsrichtung haben!


Den abbremsenden Effekt, den die Sonne haben soll, kann ich nicht nachvollziehen.

mfg
quick

Eyk van Bommel
02.12.07, 22:09
Hi quick,
Dann kommt es nur auf unsere Relativgeschwindigkeit zueinander an, wie diese Effekte gemessen werden können.
Ja! Das war mir auch "relativ" schnell klar geworden – nach dem ich es geschrieben hatte!:o
Den abbremsenden Effekt, den die Sonne haben soll, kann ich nicht nachvollziehen.
ich dachte wir wären uns „einig“ gewesen, das Photonen gegen die Bewegungsrichtung einen geringeren Gegenimpuls erzeugen, als Photonen in Bewegungsrichtung. War das jetzt falsch?:confused:
Gruß
EVB

quick
03.12.07, 00:36
Hallo Eyk,


ich dachte wir wären uns „einig“ gewesen, das Photonen gegen die Bewegungsrichtung einen geringeren Gegenimpuls erzeugen, als Photonen in Bewegungsrichtung. War das jetzt falsch?:confused:

Das stimmt schon, aber was haben die Photonen der Sonne mit "Abbremsung" zu tun? Die Bewegungsrichtung der Erde ist doch tangential zur Sonne.

Ok, ein klitzekleiner Abbremseffekt besteht theoretisch, auch wenn ein Teil des Sonnenlicht wieder diffus in den Weltraum zurückgestreut wird.
Der Einfluss des Mondes, die täglichen Tonnen von Meteoritenstaub, das Wetter/Klima usw. haben aber bestimmt einen wesentlich größeren Einfluß, als die Differenz der Photonendrücke in und entgegen der Bewegungsrichtung um die Sonne.

mfg
quick

Eyk van Bommel
03.12.07, 07:47
Moin quick,

Das stimmt schon, aber was haben die Photonen der Sonne mit "Abbremsung" zu tun? Die Bewegungsrichtung der Erde ist doch tangential zur Sonne.

Da hast du mich falsch verstanden. Ich meinte die Sonne selbst! Die Photonen der Sonne die in Bewegungsrichtung (der Sonne) ausgesendet werden, erzeugen einen höheren Gegenimpuls als die Photonen die entgegen der Bewegungsrichtung ausgesendet werden. Ergo die Sonne selbst wird durch ihre eigenen Photonen abgebremst! O.K. betrachtet man die Trägheit des Sonnensystems, dann wird auch dieser Effekt sehr gering sein.

Gruß
EVB

quick
03.12.07, 10:21
Hallo Eyk,


Ergo die Sonne selbst wird durch ihre eigenen Photonen abgebremst! O.K. betrachtet man die Trägheit des Sonnensystems, dann wird auch dieser Effekt sehr gering sein.


Im Prinzip, ja (frei nach Radio Eriwan (http://de.wikipedia.org/wiki/Radio_Eriwan))! Aber was würde es bedeuten, wenn man in einer "Milliarde" Jahren feststellen würde, dass sich die Geschwindigkeit unseres Sonnensystems relativ zur Hintergrundstrahlung geändert hat?
Versetze Dich doch mal kurz in die Lage eines Riffbewohners im Pazifik, dann verstehst Du, wie sinnlos solche Überlegungen sind. Dort sei die mittlere Meeresströmung konstant. Könnte der Riffbewohner aufgrund des Strömungswiderstands darauf schließen, dass sein Riff irgendwann zur Ruhe kommt, wenn das Nachbar-Riff sich gleichzeitig auf eigener ozeanischer Platte wegbewegt und sich langfristig die Strömungsverhältnisse sowieso verändern?

mfg
quick