Quanten.de Diskussionsforum

Quanten.de Diskussionsforum (http://www.quanten.de/forum/index.php5)
-   Schulphysik und verwandte Themen (http://www.quanten.de/forum/forumdisplay.php5?f=2)
-   -   Photonen und Impuls (http://www.quanten.de/forum/showthread.php5?t=345)

Eyk van Bommel 11.10.07 21:15

Photonen und Impuls
 
Wenn wir gerade bei den Photonen sind. Ändert sich eigentlich die Energie eines Photons wenn es an einem Objekt reflektiert wird und dabei ein Teil seines Impulses an das Objekt abgibt? Beschleunigt ein Photon, das an diesem Objekt reflektiert wird, das Objekt zweimal? Beim auftreffen und beim abstoßen?

z.B. Sonnensegel im Vakuum.

Gruß
EVB

WIKI gibt mir keine Auskunft darüber:(

Hamilton 12.10.07 00:33

AW: Photonen und Impuls
 
Es kommt darauf an, ob der Stoß elastisch, oder inelastisch erfolgt.
Bei einem vollkommen elastischen Stoß z.B. Photon trifft auf Sonnensegel (senkrecht) muss das Sonnensegel den doppelten Impuls des Photons aufnehmen um der Impulserhaltung gerecht zu werden. Das Photon behält aber seine Energie.

Eyk van Bommel 12.10.07 07:35

AW: Photonen und Impuls
 
Hallo Hamilton,

Zitat:

Bei einem vollkommen elastischen Stoß z.B. Photon trifft auf Sonnensegel (senkrecht) muss das Sonnensegel den doppelten Impuls des Photons aufnehmen um der Impulserhaltung gerecht zu werden. Das Photon behält aber seine Energie.
Das Sonnensegel wird beschleunigt ohne, dass Energie dafür aufgebracht wird (elastischen)? Ich meine es wird ja nicht seine Energie behalten und an Impuls verlieren? Habe ich dich also richtig verstanden: Photonen würden ein Sonnensegel ohne Energieverlust beschleunigen können?:eek: Oder würde man nicht doch eine Rotverschiebung messen können?

Gruß
EVB

Peho 12.10.07 11:15

AW: Photonen und Impuls
 
Hallo

m.E. wird ein Sonnensegel durch den Sonnenwind beschleunigt und nicht durch Photonen - oder täusch ich mich da?

http://de.wikipedia.org/wiki/Sonnenwind

gruß Peho

Eyk van Bommel 12.10.07 11:41

AW: Photonen und Impuls
 
Hallo Peho,
du hast recht die Sonnensegel die zu einer möglichen Anwendung kommen werden, nützen natürlich in erster Linie den "Partikelstrom" der Sonne aus. Da steckt ja auch viel mehr Impuls dahinter.
Hier handelt sich mehr um ein "Gedankenexperiment". Du könntest also auch ersatzweise – Ähmm :rolleyes: - Schneewittchens Zaubersiegel in das Weltall befördern (Hauptsache keine/ kaum Reibung) und dann mit einer Taschenlampe darauf strahlen. :D
Der Spiegel wird sich bewegen und es wird dabei keine Energie "verbraucht" :eek:

Gruß
EVB

Peho 12.10.07 12:11

AW: Photonen und Impuls
 
Zitat:

Zitat von Eyk van Bommel (Beitrag 9798)
Der Spiegel wird sich bewegen und es wird dabei keine Energie "verbraucht" :eek:

Hallo Eyk

bist du da sicher? Ich stell mir gerade vor, die Erde ist ein Spiegel. Langfristig müßte der "Photonendruck" der Sonne dann ausreichen um uns von der Sonne zu entfernen.

gruß Peho

Eyk van Bommel 12.10.07 13:30

AW: Photonen und Impuls
 
Hallo Peho,
Zitat:

Ich stell mir gerade vor, die Erde ist ein Spiegel. Langfristig müßte der "Photonendruck" der Sonne dann ausreichen um uns von der Sonne zu entfernen.
Ich denke nicht! Denn obwohl Photonen einen Druck ausüben, ist die Gravitationskraft deutlich größer. Wenn du also ein „Photonenschild“ zwischen uns und der Sonne aufbauen würdest, dann würden wir vielleicht 1pm näher zu Sonne wandern. Die Erde wirkt schon wie ein Sonnensegel! Daher übt der Teilchendruck der Sonne einen noch viel größeren Druck aus! Allerdings ist die Gravitationskraft eben deutlich größer!

Aber viel wichtiger wäre es zu klären, wie man ohne Energie und Impuls ein Materieobjekt beschleunigen soll? So wie Hamilton es behauptet. Das macht doch keinen Sinn!?

Gruß
EVB

Peho 12.10.07 13:54

AW: Photonen und Impuls
 
Zitat:

Zitat von Eyk van Bommel (Beitrag 9804)

Aber viel wichtiger wäre es zu klären, wie man ohne Energie und Impuls ein Materieobjekt beschleunigen soll? So wie Hamilton es behauptet. Das macht doch keinen Sinn!?

Eben - das will ich ja damit sagen. Impuls ist ja kinetische Bewegungsenergie und der ist von den Photonen nur zu haben, wenn sie absorbiert werden. Ein Teil der Photonen sollte also absorbiert werden und der große Rest wird reflektiert da es den idealen Spiegel ja auch nicht geben dürfte. Da Reflexion ja eine WW ist könnte man sich schon vorstellen, daß reflektierte Photonen ein Teil ihrer Energie an das Ladungsfeld abgeben und somit rotverschoben werden.

gruß Peho

Joachim 12.10.07 14:07

AW: Photonen und Impuls
 
Zitat:

Zitat von Eyk van Bommel (Beitrag 9760)
Oder würde man nicht doch eine Rotverschiebung messen können?

Ja, man würde eine Rotverschiebung messen. Die ist aber ziemlich gering.

Für ein Photon gilt: p=e/c (e: Photonenenergie)
Für nichtrelativistische Materie gilt: Ekin=p^2/(2m)=e^2/(2mc^2)

Beim Rückstoß wird die doppelte Energie übertragen. Die Änderung der kinetischen Energie des Planeten ist also um den Faktor e/(mc^2) kleiner als die ankommende Photonenenergie. Wenn also die Photonenenergie nicht in die Grössenordnung der Massenequivalenten Energie des massiven Objektes kommt, ist die Rotverschiebung vernachlässigbar. (Die Energieaufnahme allerdings auch.)

Gruß,
Joachim

pauli 12.10.07 14:59

AW: Photonen und Impuls
 
Zitat:

Zitat von Peho (Beitrag 9794)
Hallo

m.E. wird ein Sonnensegel durch den Sonnenwind beschleunigt und nicht durch Photonen - oder täusch ich mich da?

http://de.wikipedia.org/wiki/Sonnenwind

gruß Peho

es ist wohl genau umgekehrt:
Zitat:

Beim Sonnensegel soll, ähnlich wie bei den den Wind nutzenden Segelschiffen, der Strahlungsdruck der Sonne als Antriebsquelle genutzt werden. Der Strahlungsdruck wird bereits erfolgreich zur Lageregelung von Satelliten eingesetzt. Im Gegensatz zur verbreiteten Meinung spielt der Strahlungsdruck des Sonnenwindes (siehe auch Partikelstrahlung) eine vernachlässigbare Rolle, er beträgt nur etwa 1/1000 des gesamten Strahlungsdrucks.
Sonnensegel


Alle Zeitangaben in WEZ +1. Es ist jetzt 18:33 Uhr.

Powered by vBulletin® Version 3.8.8 (Deutsch)
Copyright ©2000 - 2019, vBulletin Solutions, Inc.
ScienceUp - Dr. Günter Sturm