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Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Kleineste Energie?



Joachim Stiller Münster
11.05.2008, 14:31
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

jonas
11.05.2008, 14:48
Es gibt eine kleinste existierende Energieeinheit. Schau Dir mal die Artikel Plancksche Wirkungsquantum (http://de.wikipedia.org/wiki/Plancksches_Wirkungsquantum), Planck'sche Skala (http://de.wikipedia.org/wiki/Planck%27sche_Skala) und Planck-Einheiten (http://de.wikipedia.org/wiki/Planck-Einheiten) an.

Edit: Kannst Dir auch die Sendung von Harald Lesch mal ansehen: Was ist die Planck Welt (http://www.br-online.de/br-alpha/alpha-centauri/alpha-centauri-planck-welt-harald-lesch-ID1207829151878.xml)

Orbit
11.05.2008, 15:14
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.

Joachim Stiller Münster
11.05.2008, 15:19
Also, in diesem Fall entscheide ich mich vorläufig für Jonas, trotzdem vielen Dank für Eure Hinweise. Gruß Joachim Stiller Münster

jonas
11.05.2008, 15:20
Es gibt keine kleinste EnergieIch 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.

Joachim Stiller Münster
11.05.2008, 15:57
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

Orbit
11.05.2008, 16:32
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

Joachim Stiller Münster
11.05.2008, 16:44
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

Orbit
11.05.2008, 17:04
JSM

h ist keine Energie, sondern eine "Wirkung".
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

Joachim Stiller Münster
11.05.2008, 18:57
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.

Orbit
11.05.2008, 19:27
JSM

ich stelle fest, in Sachen Quantenphysik bist Du erheblich besser,...
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.
Allerdings sieht es nach dem Beitrag von Aragorn dort so aus, dass ich mit meinen Einwänden zu Deinen Beiträgen ziemlich richtig liege. ;)
Gruss Orbit

Joachim Stiller Münster
11.05.2008, 22:44
Werde gleic einmal nachschauen. Gruß Joachim Stiller Münster
P.s. Dreh Dich nicht immer so im Wind!

Orbit
11.05.2008, 23:12
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
11.05.2008, 23:21
Hallo Jonas,


Aber ich war bisher immer der Auffassung, dass Energie nicht in beliebig kleinen Grössenordnungen auftreten kanndamit 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

jonas
12.05.2008, 13:12
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
12.05.2008, 18:21
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

jonas
12.05.2008, 18:31
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 könnenDas hattest Du also im Sinn. Ok, das Argument sticht :)

pauli
12.05.2008, 18:45
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

Orbit
12.05.2008, 18:58
mmgarbsen hat doch hier
http://www.astronews.com/forum/showthread.php?t=2470
ein Problem angeschnitten, bei dem man schliesslich auf ähnliche Fragen käme.
Zum Beispiel: Wenn es Ruhemasse gibt und die Aequivalenz von Masse und Energie gilt, gibt es dann nicht auch eine Ruheenergie? :D
Orbit

Aragorn
12.05.2008, 19:14
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.
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

jonas
12.05.2008, 19:20
Hi Aragorn:
Es ging um die Frage, ob es einen kleinsten Energiebetrag gibt, und wenn ja, ob dadurch der Energieerhaltungssatz verletzt werden könnte. Du musst eventuell nochmal zurück auf Seite 1 blättern.

Orbit
12.05.2008, 19:23
Aragorn
Im Beitrag 7 meinte ich, wenn auch weniger wissenschaftlich formuliert, etwa dasselbe.
Gruss Orbit

Aragorn
12.05.2008, 19:30
Achso,

"mac" wollte zeigen, warum die (falsche) Annahme, daß es einen kleinsten Energiebetrag gibt zu Problemen mit dem Energieerhaltungssatz führt.
Sorry, muß mir mehr Mühe geben.

Gruß Helmut

Nathan5111
12.05.2008, 20:27
Betrachten wir die Frage doch von einer anderen Seite: Gibt es eine maximale (maximal denkbare) Wellenlänge oder eine minimale Frequenz?

Orbit
12.05.2008, 20:38
Von dieser Seite betrachte ich es schon die ganze Zeit. :)