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Alt 14.02.14, 16:20
Quanlis Quanlis ist offline
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Standard AW: Welche Länge müsste ein Photonenstrahl haben, um die Erde rotieren zu lassen?

Das sind die Berechnungen, die ich erhielt:

Teil-Antwort 1
Also grundsätzlich hat das Photon keine Masse, jedoch aufgrund seiner Geschwindigkeit kann man dem Photon ein sog. Massenequivalent errechnen.
Die Formel dazu lautet: m = E/c^2 und E = h*f, somit also m = h*f/c^2 (m...Masse des Photons; h...Plancksches Wirkungsquantum [6,626*10-34 Joul/sec]; f...Frequenz des Lichtquants)
Beispiel:
Photonen von sichtbarem Licht mit Wellenlängen zwischen 400 und 700 nm oder Frequenzen im Bereich von 1E14 Hz haben zwar eine geringe Aequivalenzmasse; aber die Aequivalenzmasse von Photonen eines Gammastrahls mit der Frequenz 2,272E23 beispielsweise ist gleichgroß wie die Masse eines ruhenden Neutrons, also 1,675*10^-27kg. Also ein Wert, der hinter dem Komma 27 Nullen hat!
Wenn deine Angabe stimmt (also die Erde hat 6 Trillionen Tonnen -ich überprüfe das mal nicht!), so wären das 6*10^18 Tonnen, oder aber 6*10^21 kg. Womit Du in die Erde rund 3,582*10^49 Photonen (gewichtsmäßig) unterbringen würdest!

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Teil-Antwort 2

Und die Schwerpunktsenergie hängt auch von der Anzahl der Teilchen etc. ab. Ich denke also nicht, dass man davon auf die Energie der Photonen schließen kann.
Was man aber machen kann: Sich anschauen, welche Energien von Photonen so möglich sind. Dabei muss man allerdings beachten, dass immerzu ein breites Spektrum aller möglichen Energien entsteht und dass es irgendwo im gequantelten Universum wohl auch eine Obergrenze geben wird.
Hier: http://de.wikipedia.org/wiki/Elektro...sches_Spektrum
Da gibts eine schöne Auflistung der verschiedenen Energien. Bei der Gammastrahlung hat man es mit mindestens. 120 keV zu tun. Schaut man ein wenig weiter, kommt man auf
http://de.wikipedia.org/wiki/Gammablitz
Dort gibt es Energien von bis zu 100 MeV! Im Mittel, so ist dort zu lesen, hat man es aber mit 250 keV zu tun, also nehmen wir einfach mal diese Zahl.
Die Formel haben wir ja noch, da kann man einfach einsetzen:
Anzahl * 2,5*10^5 * 1,6 * 10^-19 = 0,2 * 6 * 10^24 * (6,4 * 10^6)² * (1/86400)²
Damit ergibt sich: Anzahl = 1,6 * 10^41
Würde man die 100 MeV zugrunde legen, hätte man Anzahl = 4,1 * 10^39
Das unterscheidet sich nun von den 2*10^46 aus der gestrigen Rechnung um ein paar Zehnerpotenzen, ist allerdings noch immer eine gigantische Zahl. Dabei ergibt der Vergleich mit der Sonneneinstrahlung jetzt wenig Sinn, da die Sonne ein viel breites Spektrum abstrahlt. (Man hätte es dann mit Zahlen im Bereich von 3 Tagen bis zu einer halben Stunde zu tun.)

Ge?ndert von Quanlis (14.02.14 um 16:29 Uhr)
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