Natur der Masse

[Timm]

Hallo Uli,

hier nochmal das zusammenhängende Zitat aus Wikipewdia:

"Die Ruhemasse eines Elementarteilchens ist eine intrinsische Eigenschaft, d.h. sie haftet dem Teilche unmittelbar an, sie gehört (zu) ihm. Die relativistische Masse ist hingegen keine solch intrische Eigenschaft, sondern eine Funktion der Relativgeschwindigkeit gegenüber Teilchen oder Körpern, die in anderen Bezugssystemem "ihre" eigene Ruhemasse haben."

Es kann aber durchaus sein, daß ich intrinsisch zu eng sehe, -> nicht weiter hinterfragbar. Legen wir es ab.

Ich könnte mir z.B. ein Modell vorstellen. in dem es vielleicht eine elementare Entität gibt, und all die Teilchen, die wir kennen sind Anregungen davon, wobei ihre Massen mit den Anregungsenergien zusammenhängen und berechenbar sind. Wir wissen ja, dass Wechselwirkungen Massen verändern können. Ich vermute, dass man eine quantisierte Gravitationstheorie benötigt, um ein besseres Verständnis von Massen zu gewinnen

Könntest Du zu Deinen Entitäten noch ein bißchen mehr sagen? Ich vermute, sie haben eine Ausdehnung. Wenn Du von Anregungen sprichst, erinnert mich das an Strings. Wie hältst Du es mit dem Hintergrund? In der Fachwelt scheint die Meinung zu herrschen, es sei gut, ohne ihn auszukommen.

Deine Meinung zur Photonen Box würde mich interessieren. Verleihen ihr die eingeschlossenen Photonen, die ideal elastische Stöße vollführen, eine träge Masse?

Gruß, Timm

[Uli]

Zitat von Timm

Könntest Du zu Deinen Entitäten noch ein bißchen mehr sagen? Ich vermute, sie haben eine Ausdehnung. Wenn Du von Anregungen sprichst, erinnert mich das an Strings. Wie hältst Du es mit dem Hintergrund? In der Fachwelt scheint die Meinung zu herrschen, es sei gut, ohne ihn auszukommen.

Ich habe da nichts "Eigenes"; das sind nicht "meine Entitäten", Timm. Sicher hat ich ein wenig die Strings im Hinterkopf, als ich das aufgeschrieben hatte - die Idee, den Teilchen-Zoo als Anregung einer wirklich elementaren Entität anzusehen, hat schon eine gewisse Eleganz, finde ich.

Zitat von Timm

Deine Meinung zur Photonen Box würde mich interessieren. Verleihen ihr die eingeschlossenen Photonen, die ideal elastische Stöße vollführen, eine träge Masse?

Gruß, Timm

Ehrlich gesagt, da müsste ich erst drüber grübeln.

Gruß,
Uli

[JoAx]

Hallo Timm,

meine Überlegungen zur Photonenbox.
Die Box und das Photon sind ja kein zusammenhängendes System. Während der Erzeugung des Photons wird die Box um das Äquivalent zur Energie des Photons leichter, und erfährt eine Impulsänderung in entgegengesetzter Richtug zur Abstrahlrichtung des Photons. Bei den anschliessenden Spiegelungen wird nur der Impuls der Box entsprächend verändert, die Masse der Box bleibt die selbe, die verminderte. Zwischen den Spiegelungen sind die Box und das Photon ja nicht ver- bzw. ge-bunden, so dass man von ihrer gemeinsamen Inertion wohl nicht sprächen kann.

Gruss, Johann

[Eyk van Bommel]

Und wenn man das Photon durch einen Stein austauscht, dann wäre es anders?

Nimmt dann diese Box nicht um die Energie/Masse ab, die der Stein wiegt? Oder wäre der Stein mit der Box verbunden?

Wo ist da der Unterschied

Das lustige an diesem Bild ist hierbei aber, dass entweder das Photon am gegenüberliegenden Punkt ankommt, wenn das Atom gerade auch erst den Impuls von der Box erfährt oder früher!! (also ebenfalls mit derselben Geschwindigkeit aber Entgegengesetzt pEmisssion = -pAbsorption bevor der Impuls der Box ankommt oder der Impuls bei pEmisssion = pPhoton und pAbsorption=0

Also entweder bewegt sich der gegenüber liegende Punkt/Ort NIE (nur Emission) oder der Punkt hat eine Relativbewegung die dem Gegenimpuls bereits entspricht und wird durch das Auftreffen des Photons wieder auf „Null“ reduziert. Dann würde dieser Ort ja aber wieder an der Box „ziehen“, da er relativ zum Entstehungsort nun einen Impuls erfährt?....

Kompliziertes Bild

Gruß
EVB

[JoAx]

Hallo Eyk,

Zitat von Eyk van Bommel

Kompliziertes Bild

ja, ist es. Deswegen arbeitet man auch mit Idealisierungen. Die entsprächende Idealisierung in diesm Fall wäre, die Box ist absolut starr, so das der Impuls sich sofort auf alle Elemente verteilt. In der Realität verteilt sich der Impuls über die Box mit Schallgeschwindigkeit des Materials, aus dem die Box gebaut ist, welche natürlich kleiner als die LG ist. Wenn man also von der Idealisierung absieht, kann sich tatsächlich ein ziemlich kompliziertes Bild der Bewegung der Box ergeben. Noch komplizierter wird es, wenn man die Dynamik der Geometrie der Box in die Betrachtungen mit einbezieht. Aber darum geht es hier nicht.

Gruss, Johann

[JoAx]

Hallo,

Zitat von Eyk van Bommel

Nimmt dann diese Box nicht um die Energie/Masse ab, die der Stein wiegt? Oder wäre der Stein mit der Box verbunden?...Wo ist da der Unterschied

es gibt keinen, in der idealisiertren Betrachtung. Beim Stein ist der Impuls in seiner Geschwindigkeit "gespeichert" (nichtrelativistisch betrachtet), beim Photon in seiner Frequenz.

Gruss, Johann

[EMI]

Zitat von JoAx

meine Überlegungen zur Photonenbox.
Die Box und das Photon sind ja kein zusammenhängendes System. Während der Erzeugung des Photons wird die Box um das Äquivalent zur Energie des Photons leichter, und erfährt eine Impulsänderung in entgegengesetzter Richtug zur Abstrahlrichtung des Photons. Bei den anschliessenden Spiegelungen wird nur der Impuls der Box entsprächend verändert, die Masse der Box bleibt die selbe, die verminderte. Zwischen den Spiegelungen sind die Box und das Photon ja nicht ver- bzw. ge-bunden, so dass man von ihrer gemeinsamen Inertion wohl nicht sprächen kann.

Hallo JoAx,

so ganz erschließen sich Deine Überlegungen mir noch nicht, sorry.
Box und Photon sind vor der Erzeugung des Photons und nach dem auftreffen des Photons auf dem gegenüberliegenden Spiegel sehr wohl ein zusammenhängendes System.
Bei der "Rücksendung" Spiegelung des Photons beginnt alles von vorn.
Ergo braucht man nur den ersten "Schuß" betrachten, so wie ich es ja schon ausführte:

Trägheit der Energie:
Man denke sich ein hohlen Behälter der Masse M. Von einer Innenwand des Behälters gehe ein Lichtblitz aus, der an der gegenüberliegenden Wand absorbiert wird.
Licht kann einen experimentell nachweisbaren Druck ausüben, Licht hat deshalb Impuls.
Während der Emission des Lichtblitzes erfährt der Behälter einen Rückstoß infolge dessen sich dieser sich mit einer Geschwindigkeit entgegengesetzt zum Lichtimpuls bewegt. Die Bewegung des Behälters wird erst durch die Absorbtion des Lichtblitzes an der gegenüberliegenden Wand gestoppt.
Bei diesem Vorgang sind nur innere Kräfte beteiligt, so das die Schwerpunktverschiebung des Behälters der Masse M im Widerspruch zum Prinzip der Schwerpunkterhaltung steht, falls nicht der Lichtblitz selbst eine träge Masse m besitzt.
Nur durch die Bewegung dieser Masse m bleibt der Schwerpunkt des Systems (Behälter + Lichtblitz) in Ruhe.
Lichtenergie hat träge Masse/Trägheit.

Rechnen wir doch damit, mal sehen was rauskommt:

Die Behältermasse sei M, die Photonenmasse m und die Länge des Behälters L. Der Lichtimpuls p ist p = E/c
Die Geschwindigkeit v des Schwerpunktes ist gemäß dem Impulssatz

v = p/M = E/cM

Innerhalb der Flugzeit t = L/c beträgt die Verschiebung der Behältermasse M

XM = tv = tE/cM = EL/Mc²

die Verschiebung der Photonenmasse m

Xm = tc = (L/c)*c

Der Schwerpunkt beider Massen bleibt in Ruhe wenn XMM = Xmm ist:

(tE/cM)*M = tcm also

E/c = cm

das heist:

E = mc²

Irgendwoher kenne ich dieses Ergebnis? Wo habe ich das schon mal gesehen?
Grübel, Grübel...

Gruß EMI

[JoAx]

Hallo EMI,

wenn man den gemeinsamen Schwerpunkt betrachtet, hasst du völlig recht. Oft wird aber dieser mit der Box identifiziert, wohl auch deswegen, weil der gemeinsame Schwerpunkt im Gegensatz zur Box nicht zu sehen ist. Besonders anfällig wird man dafür dann, wenn man sich nicht auf eine expliziete Rachnung verlässt, so wie du, sondern es sich vor dem geistigen Auge vorstellen möchte. Dann kommt es meines Erachtens zu Unstimmigkeiten oder Missversändnissen, auf die ich damit auch hinweisen wollte (vor dem geistigen Auge ).

Die Box an sich mag sich sonst irgindwie relativ zum gemeinsamen Schwerpunkt bewegen, dieser aber bewegt sich inertial. Einverstanden?

Gruss, Johann

[Timm]

Hallo Eyk und Johann,

schön, daß Ihr Euch gemeldet habt. Man verheddert sich in der Tat leicht. Ich versuche jetzt mal die Sache durch Behauptungen einzuengen. Ansonsten hoffe ich, daß jemand, der noch zuschaut, die Frage auf den Punkt bringt.

Wir stellen uns eine Box vor, die Photonen enthält. Diese vollführen an der Innenwandung ideal elastische Stöße, d.h. sie verlieren keine Energie. Die Masse der Wandung werde vernachlässigt.

1. Die Ruhemasse der Box = 0
2. Die Gesamtenergie aller Photonen sei E(Ph)
3. Das Massenäquivalent M aller Photonen ist EPh)/(c^2)
4. Die Box hat die schwere Masse M(s).
5. Die Box hat die träge Masse M(t), so sagt das Äquivalenz Prinzip.

Was bewirken die Photonen?

6. Jedes Photon überträgt beim ideal elastischen Stoß einen Impuls auf die Wandung.
7. Die Summe der Impulse übt auf die Wände eine Kraft aus.
8. Solange sich die Box in einem Inertialsystem befindet, mitteln sich alle Impulse so, daß auf sie als ganzes kein Impuls übertragen wird.

Jetzt wird es wahrscheinlich brenzlig.

8. Wird die Box beschleunigt, so mitteln sich die Impulse nicht mehr. Es resultiert eine zur Beschleunigung entgegengesetzt wirkende Kraft.
9. Befindet sich die Box fixiert in einem Gravitationsfeld, so mitteln sich die Impulse der Photonen wegen der gravitativen Ablenkung nicht mehr. Es resultiert eine zum Gravitationszentrum gerichtete Kraft.

Was haltet Ihr davon? Kritik willkommen!

Gruß, Timm

[EMI]

Zitat von Timm

1. Die Ruhemasse der Box = 0
4. Die Box hat die schwere Masse M(s)
5. Die Box hat die träge Masse M(t)

Ich blick da nicht durch, Timm

Gruß EMI