Kleineste Energie?

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Joachim Stiller Münster

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Hallo Cracks,

eingedenk der Tatsache, dass wir bald die ersten Resultate auch Cern zu erwarten haben, möchte ich mich etwas mit der Quantenmechanik vertraut machen, oder mein Wissen auffrischen. Doch ehe ich dazu komme, eine Frage vorweg, die mir ständig auf den Nägeln brennt. Gibt es eine kleinste denkbare Energie, oder ist die Energie infinitesimal. Ich frage, weil wenn es eine kleinste denkbare Energie gibt, gibt es nach E = m c Quadrat auch eine kleinste denkbare Masseeinheit. Ich habe dabe ganz unwillkürlich auch an das Higgs-Feld gedacht. Kann mir jemand weiterhelfen? Gruß Joachim Stiller Münster
 
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Orbit

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Es gibt keine kleinste Energie. Nebst der Formel E = mc^2 gibt's auch E = hf. Das Planck'sche Wirkungsquantum h ist eine Naturkonstante, die mit einem beliebig kleinen f multipliziert werden kann.
Es gibt also auch keine kleinste Teilchenmasse - aber eine grösst mögliche: die Planckmasse = 2,18E-8 kg. Setzt man die in die Formel E = mc^2 ein, erhält man die entsprechende grösst mögliche Ruheenergie eines Teilchens.
 
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jonas

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Orbit schrieb:
Es gibt keine kleinste Energie
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Ich gebe gerne zu, dass ich mich in der Welt der Quantenmechanik etwa so bewege wie ein flüchtender Hase in einem Minenfeld :D

Aber ich war bisher immer der Auffassung, dass Energie nicht in beliebig kleinen Grössenordnungen auftreten kann, sondern irgendwann nur noch gequantelt.
 
J

Joachim Stiller Münster

Gesperrt
Hallo Jonas,

in diesem Sinne gibt es keine kleinste Energie. Die Quantelung beziht sich auf den Wert h (Wirkungsquantum). Was also gequantelt ist, ist die Wirkung (evtl. auch Impuls zu nennen???), nicht aber die Energie, was das Ganze noch einmal um ein Vielfaches komplizierter macht. Gruß Jaochim Stiller Münster
 
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Orbit

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JSM
Hier bin ich ausnahmsweise fast der selben Meinung wie Du, finde lediglich, dass da nicht verkompliziert werde.
h ist die Energie pro Schwingung, und die ist konstant. Da eine Schwingung aber beliebig lange dauern kann, kann die Energier beliebig kleine Werte annehmen.
Orbit
 
J

Joachim Stiller Münster

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Irrtum, Euer Ehren,

h ist keine Energie, sondern eine "Wirkung". Es ist zunächst die Wirkung, die gequantelt ist, weshalb man h auch das Wirkungsquantum nennt! Alles andere ist davon erst abgeleitet. So setzt man ha etwa mit der Wellenlänge (Lamda), oder der Frequenz (f) des Lichtes in Beziehugun, und erhält zwei ganz neue aber absolut Funermentale Gesetze. Alles baut in der Quantenphysik darauf auf.
Gruß Joachim Stiller Münster
 
O

Orbit

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JSM
h ist keine Energie, sondern eine "Wirkung".
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Sag ich doch:
h = E/f (=Energie pro Schwingung)
Und zu Deinen Beziehungen:
Weil f =c/Lambda, kann man auch schreiben E = hc/Lambda oder nach h aufgelöst:
h = E*Lambda/c.
Ist doch eigentlich ganz einfach, oder? ;)
Gruss Orbit
 
J

Joachim Stiller Münster

Gesperrt
Hallo Orbit,
ich stelle fest, in Sachen Quantenphysik bist Du erheblich besser, als in Sachen Gravitationsgesetz. Ich selber komme halt aus der genau entgegengesetzten Ecke, und bin eigentlich reiner Mechaniker. In der Kosmologie kann das von Vorteil sein, denn im Kosmos ist die Gravitation die mit Abstand wichtigste Kraft.
 
O

Orbit

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JSM
ich stelle fest, in Sachen Quantenphysik bist Du erheblich besser,...
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Mit Quantenphysik hat das allerdings noch wenig zu tun - ist nur so ein wenig mit quantisierten Grössen herum rechnen; aber trotzdem danke für's Kompliment. :)
...als in Sachen Gravitationsgesetz.
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Allerdings sieht es nach dem Beitrag von Aragorn dort so aus, dass ich mit meinen Einwänden zu Deinen Beiträgen ziemlich richtig liege. ;)
Gruss Orbit
 
O

Orbit

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Wo, meinst Du, habe ich mich in welchem Wind gedreht?
Falls Du Dich nun, mangels Argumenten, auf's Beleidigen verlegen willst, solltest Du Dich langsam auf Deine nächste forumfreie Lebensphase vorbereiten. ;)
 
mac

mac

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Hallo Jonas,

jonas schrieb:
Aber ich war bisher immer der Auffassung, dass Energie nicht in beliebig kleinen Grössenordnungen auftreten kann
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damit kämst Du, oder besser das Universum :D, in Konflikt mit dem ersten Hauptsatz.

Nicht, daß dem Universum das was ausmachen würde ... :cool:

Herzliche Grüße

MAC
 
J

jonas

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Hi Mac
Inzwischen sehe ich ja meinen Fehler ein. Aber wenn es denn einen kleinsten diskreten Energiebetrag gäbe, worin sollte dann die Verletzung des ersten Hauptsatzes liegen? (nur damit ich sicher bin, dass wir von Selben reden: erster Hauptsatz=Energie kann weder erzeugt noch vernichtet werden)
 
mac

mac

Registriertes Mitglied
Hallo Jonas,

in dem Moment, in dem dieser kleinste Energiebetrag bei einem Photon unterschritten würde, (durch die Ausdehnung des Kosmos) würde das Photon entweder verschwinden müssen oder nicht mehr verändert werden können. In beiden Fällen wäre der erste Hauptsatz widerlegt.

Ob man das experimentell ausschließen kann, weis ich nicht. Theoretisch jedenfalls muß es ausgeschlossen sein, sonst wäre eben der 1. H-Satz falsch oder diese Photonen 'kondensieren' auf jeden Fall, oder der Kosmos kann sich nicht beliebig ausdehnen, oder was weis ich.

Am Ende läuft es möglicherweise auf das Problem hinaus, daß für ein Photon, weil es sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegt keine Zeit vergeht, aber ein unendlich großer Raum nur in unendlich langer Zeit durcheilt werden kann, also ein Division durch 0. Ob es dafür eine praktische Lösung gibt, weis ich nicht.

Herzliche Grüße

MAC
 
J

jonas

Registriertes Mitglied
in dem Moment, in dem dieser kleinste Energiebetrag bei einem Photon unterschritten würde, (durch die Ausdehnung des Kosmos) würde das Photon entweder verschwinden müssen oder nicht mehr verändert werden können
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Das hattest Du also im Sinn. Ok, das Argument sticht :)
 
P

pauli

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hm, könnte man nicht auch sagen, das Photon wäre unterhalb eines Energiewerts einfach WW-unfähig, könnte also z.B. einfach kein Elektron mehr anregen, wäre aber durchaus z.B. noch Interferenzfähig und könnte (verstärkt) wieder WW-fähig werden.

Obwohl, WW-unfähig klingt im Grunde wie "ist verschwunden" :) na ja
 
A

Aragorn

Registriertes Mitglied
mac schrieb:
in dem Moment, in dem dieser kleinste Energiebetrag bei einem Photon unterschritten würde, (durch die Ausdehnung des Kosmos) würde das Photon entweder verschwinden müssen oder nicht mehr verändert werden können.
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Hallo mac

ich verstehe dein Argument dagegen ganz und gar nicht. Das Photon wird rotverschoben. Und mit z -> unendl. wird Lambda auch unendlich. Wieso soll es da eine Ober-Grenze für Lambda geben?

Ich vermute du hast vergessen: Für z -> unendlich wird die Lichtlaufzeit des Photons ebenso unendlich groß!

Die Größe des Weltalls kann imho ergo keine Rolle spielen (sofern, wie zur Zeit angenommen, ein offenes Universum vorliegt, also Omega > 1 ist).

Gruß Helmut
 
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