Quanten.de Diskussionsforum  

Zurück   Quanten.de Diskussionsforum > Schulphysik und verwandte Themen

Hinweise

Schulphysik und verwandte Themen Das ideale Forum für Einsteiger. Alles, was man in der Schule mal gelernt, aber nie verstanden hat oder was man nachfragen möchte, ist hier erwünscht. Antworten von "Physik-Cracks" sind natürlich hochwillkommen!

Antwort
 
Themen-Optionen Ansicht
  #11  
Alt 26.05.14, 17:39
Timm Timm ist offline
Singularität
 
Registriert seit: 26.03.2009
Ort: Weinstraße, Rheinld.Pfalz
Beiträge: 2.569
Standard AW: Geschwindigkeit eines Protons aus dem "Unendlichen"

Zitat:
Zitat von Hawkwind Beitrag anzeigen
Einzige Existenzberechtigung der neutralen Kugel ist hier wohl der Versuch, die armen Schüler zu verwirren. Ich finde das nicht ok.
Mag schon sein. Ich hatte spekuliert, daß den Schülern der Vergleich Coulombkraft vs. gravitative Anziehung nahegebracht werden sollte, dieser Faktor um die 10^40. Aber da lag ich offensichtlich falsch.
__________________
Der Verstand schafft die Wahrheit nicht, sondern er findet sie vor - Aurelius Augustinus
Mit Zitat antworten
  #12  
Alt 27.05.14, 08:33
Hawkwind Hawkwind ist offline
Singularität
 
Registriert seit: 22.07.2010
Ort: Rabenstein, Niederösterreich
Beiträge: 2.298
Standard AW: Geschwindigkeit eines Protons aus dem "Unendlichen"

Ja, das wäre didaktisch vielleicht noch sinnvoll gewesen. Aber, wie du schon sagtest, um das zu tun, fehlten noch etliche Angaben.
Gruß,
Uli
Mit Zitat antworten
  #13  
Alt 27.05.14, 13:27
Timm Timm ist offline
Singularität
 
Registriert seit: 26.03.2009
Ort: Weinstraße, Rheinld.Pfalz
Beiträge: 2.569
Standard AW: Geschwindigkeit eines Protons aus dem "Unendlichen"

Mal abgesehen von der Aufgabenstellung, wodurch unterscheidet sich der freie Fall einer Ladung von dem eines ungeladenen Körpers. Ich gehe davon aus, daß ein im Gravitationsfeld stationärer Beobachter Strahlung detektiert (im Gegensatz zum einem Beobachter, der relativ zu der fallenden Ladung ruht). Die Situation sollte äquivalent zu einem inertialen Beobachter im flachen Raum mit einer beschleunigten Ladung sein. Aber welche Konsquenzen hätte das?
__________________
Der Verstand schafft die Wahrheit nicht, sondern er findet sie vor - Aurelius Augustinus

Geändert von Timm (27.05.14 um 13:29 Uhr)
Mit Zitat antworten
  #14  
Alt 27.05.14, 14:43
Hawkwind Hawkwind ist offline
Singularität
 
Registriert seit: 22.07.2010
Ort: Rabenstein, Niederösterreich
Beiträge: 2.298
Standard AW: Geschwindigkeit eines Protons aus dem "Unendlichen"

Zitat:
Zitat von Timm Beitrag anzeigen
Mal abgesehen von der Aufgabenstellung, wodurch unterscheidet sich der freie Fall einer Ladung von dem eines ungeladenen Körpers. Ich gehe davon aus, daß ein im Gravitationsfeld stationärer Beobachter Strahlung detektiert (im Gegensatz zum einem Beobachter, der relativ zu der fallenden Ladung ruht). Die Situation sollte äquivalent zu einem inertialen Beobachter im flachen Raum mit einer beschleunigten Ladung sein. Aber welche Konsquenzen hätte das?
Hmm, kann es wirklich vom Beobachter abhängen, ob die Ladung strahlt oder nicht?
Ich denke, es wäre schlicht inkonsistent, wenn ein Beobachter Strahlung feststellt und der andere nicht, oder?

Das Problem wird z.B. hier diskutiert:
Free falling electric charge in a static homogeneous gravitational field

Aus dem Abstract
Zitat:
We reconsider the problem of a free falling electric charge
in a static homogeneous gravitational field, specifically in a space-time
domain in which the Riemann tensor vanishes and no electromagnetic
field is present. We choose to describe the radiation emitted by the
charge in terms of a general covariant quantity. We show that, under
these assumptions, the charge, however accelerated, does not radiate,
so that no contradiction arises with the Principle of Equivalence, which
remains valid also for charged matter.
Aus den Conclusions:
Zitat:
To conclude: we considered two observers: the observer at rest with
respect to the matter source of the gravitational field sees the charge
perform the hyperbolic motion, typical of relativistic free fall, hence not
radiating; the observer in free fall with the charge keeps seeing it at
rest, henceagain not radiating, as required by covariance and without
any contradiction.
Laut Fabbri strahlt die frei fallende Ladung also weder für den relativ zur Gravitationsfeldquelle ruhenden noch für den relativ zur Ladung ruhenden Beobachter. Seine relativistische Rechnung ergibt "elektrische Ladungen, die sich auf Geodäten bewegen, verhalten sich wie neutrale Objekte".
Zitat:
The solution of the Lorentz-Dirac equation in our situation is a space-
time geodesic. This result is the same one obtain considering a neutral
particle, so that there is no distinction between the two kinds of objects.

---
Mein Fazit: die pauschale Aussage "beschleunigte Ladungen strahlen" ist in der "Relativistik" nicht mehr aufrecht zu erhalten: es muss heissen: "Ladungen, deren Weltlinien keine Geodäten sind, strahlen".

Geändert von Hawkwind (27.05.14 um 15:43 Uhr)
Mit Zitat antworten
  #15  
Alt 27.05.14, 17:39
Timm Timm ist offline
Singularität
 
Registriert seit: 26.03.2009
Ort: Weinstraße, Rheinld.Pfalz
Beiträge: 2.569
Standard AW: Geschwindigkeit eines Protons aus dem "Unendlichen"

Zitat:
Zitat von Hawkwind Beitrag anzeigen
Hmm, kann es wirklich vom Beobachter abhängen, ob die Ladung strahlt oder nicht?
Ich denke, es wäre schlicht inkonsistent, wenn ein Beobachter Strahlung feststellt und der andere nicht, oder?
Je nachdem, welchen Fall man betrachtet, kann es schon eine Beobachterabhängigkeit geben. Was wohl wegen der Nicht-Invarianz der Energie nicht zu einem Widerspruch führen muß.

2 Beispiele:

http://www.mathpages.com/home/kmath528/kmath528.htm
Zitat:
Our consideration of charged particles in a gravitational field seems to suggest similarly that we can always find a system of coordinates (at least locally) with respect to which a charged particle (at a given instant) does not radiate - even though the particle may be radiating at that instant with respect to some other system of coordinates.
http://arxiv.org/pdf/physics/0506049v5.pdf
Zitat:
Does a uniformly accelerated charge actually radiate?
.....
Inertial observers have no doubts about the answer to the first question. They will answer it affirmatively by using special relativity and Maxwell’s equations, as it is done in classical electrodynamics texts (see, for example,
Ref. 6 whose conventions we adopt). Nevertheless, comoving observers, that is, accelerated observers with respect to whom the charge is at rest, will not detect any radiation because the radiation field is confined to a spacetime region beyond a horizon that they cannot access.4 As we will see, uniformly accelerated observers are able, in principle, to detect electromagnetic radiation from an inertial charge.
Der letzten Satz dürfte sich nicht auf eine frei fallende Ladung und den im GF-Feld stationären Beobachter beziehen.
Zitat:
Zitat von Hawkwind Beitrag anzeigen
Mein Fazit: die pauschale Aussage "beschleunigte Ladungen strahlen" ist in der "Relativistik" nicht mehr aufrecht zu erhalten: es muss heissen: "Ladungen, deren Weltlinien keine Geodäten sind, strahlen".
Aber mit der Einschränkung, daß Beobachter keine Strahlung feststellen, sofern sie im System der nicht-inertialen Ladung in Ruhe zu dieser sind.

Die in meiner vorigen Post angedachte Äquivalenz der beiden Situationen dürfte nicht zutreffen.

Gruß, Timm
__________________
Der Verstand schafft die Wahrheit nicht, sondern er findet sie vor - Aurelius Augustinus
Mit Zitat antworten
  #16  
Alt 27.05.14, 22:22
Slash Slash ist offline
Profi-Benutzer
 
Registriert seit: 30.07.2008
Beiträge: 431
Standard Freie Ladungsträger

Zitat:
Zitat von ghostwhisperer Beitrag anzeigen
Die ungeladene Kugel zieht also nix an und ist damit irrelevant.
Wie sieht es eigentlich aus, wenn die ungeladene Kugel freie Ladungsträger besitzt (also bspw. aus Metall besteht) - würde ja Sinn machen, da man sonst das Erden lassen könnte - einen idealen Isolator zu erden geht ja schlecht (oder !?) : Würde sie durch das heranfliegende Proton polarisiert, also ein kleiner Dipol werden bzw. wäre sie polarisiert aufgrund der anderen, geladenen Kugel, oder zumindest auch wenn sie aus einem Dielektrikum allgemein bestünde, das sich polarisieren ließe?

* schulterzuck und frag *

Geändert von Slash (27.05.14 um 22:34 Uhr) Grund: Hinzufügung
Mit Zitat antworten
  #17  
Alt 28.05.14, 12:18
Hawkwind Hawkwind ist offline
Singularität
 
Registriert seit: 22.07.2010
Ort: Rabenstein, Niederösterreich
Beiträge: 2.298
Standard AW: Geschwindigkeit eines Protons aus dem "Unendlichen"

Zitat:
Zitat von ghostwhisperer Beitrag anzeigen
Letzteres wage ich zu bezweifeln. Die Feldlinien beginnen in Quellen und Senken, wenn vorhanden. Ein Objekt der Ladung Null ist weder das eine noch das andere. Im Fall nur einer Ladung gehen die Feldlinien radialsymmetrisch ins Unendliche.
Anders ausgedrückt: eine Ladung wird immer nur von einer anderen Ladung angezogen. Die ungeladene Kugel zieht also nix an und ist damit irrelevant.
MFG ghosti
PS: man kann ein verzerrtes Feld immer als Überlagerung einfacherer Felder betrachten. Superpositions-Prinzip!
Naja, die Kugel ist laut Aufgabenstellung ja geerdet und es wird Influenz stattfinden, d.h. auf der der geladenen Kugel zugewandten Seite werden sich entgegengesetzte Ladungen ansammeln und die von der geladenen Kugel ausgehenden Feldlinien enden dort.

Wenn das Potential im Unendlichen genauso wie das Potential der neutralen Kugel gleich Null ist, dann kann es auf der der geladenen Kugel abgewandten Seite kein Feld nach außen mehr geben, da es keinen Potentialunterschied gibt. Aber ist die angeblich neutrale Kugel wirklich neutral, wenn sie geerdet ist und sich in einem elektrischen Feld befindet?
Mit Zitat antworten
  #18  
Alt 29.05.14, 19:29
ghostwhisperer ghostwhisperer ist offline
Profi-Benutzer
 
Registriert seit: 08.06.2009
Ort: Kronberg
Beiträge: 335
ghostwhisperer eine Nachricht über ICQ schicken
Standard AW: Geschwindigkeit eines Protons aus dem "Unendlichen"

war in der Aufgabe denn die Dielektrizitätskonstante gegeben? Wenn nicht, erübrigt sich die Frage. Schätz ich mal.. ghosti
__________________
Koordinatensysteme sind die Extremstform von Egoisten- sie beziehen alles auf sich selbst.

http://thorsworld.net/
Mit Zitat antworten
  #19  
Alt 29.05.14, 23:17
Slash Slash ist offline
Profi-Benutzer
 
Registriert seit: 30.07.2008
Beiträge: 431
Standard AW: Geschwindigkeit eines Protons aus dem "Unendlichen"

Zitat:
Zitat von ghostwhisperer Beitrag anzeigen
war in der Aufgabe denn die Dielektrizitätskonstante gegeben? Wenn nicht, erübrigt sich die Frage. Schätz ich mal.. ghosti
Hm... aber so oder so scheint doch aus meiner Sicht mit der Aufgabenstellung etwas nicht zu stimmen:

Die ungeladenene Kugel ist geerdet, also vermutlich ein Leiter, dann wandern elektrisch geladene Teilchen.

Ist die ungeladene Kugel kein Leiter, also ein Isolator, dann besitzt sie höchstwahrscheinlich eine andere Dielektrizitätszahl als das Vakuum.


Oder gibt es eine weitere Möglichkeit?
Mit Zitat antworten
Antwort

Lesezeichen

Themen-Optionen
Ansicht

Forumregeln
Es ist Ihnen nicht erlaubt, neue Themen zu verfassen.
Es ist Ihnen nicht erlaubt, auf Beiträge zu antworten.
Es ist Ihnen nicht erlaubt, Anhänge hochzuladen.
Es ist Ihnen nicht erlaubt, Ihre Beiträge zu bearbeiten.

BB-Code ist an.
Smileys sind an.
[IMG] Code ist an.
HTML-Code ist aus.

Gehe zu


Alle Zeitangaben in WEZ +1. Es ist jetzt 17:10 Uhr.


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