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Thema: Wie schwer ist das Licht?

  1. #1
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    Standard Wie schwer ist das Licht?

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    Hi Leute .. wie ihr seht ist mir heute eine interessante Frage eingefallen...

    wie schwer ist denn licht eigentlich?

    Ich meine ja es muss eine masse haben sonst würde sich ja das licht nicht krümmen von sehr massereichen Objekten(SL oder Galaxienhaufen)

    lg

  2. #2
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    Hi chaosraptor

    Spontan würde ich jetzt sagen, dass ein Photon je nach Frequenz (=Energie) unterschiedlich schwer ist und nach E=Mc^2 die Masse M=E/c^2 haben muss.

    Andererseits streuen Gravitationslinsen das Licht nicht abhängig von ihrer Frequenz. Von daher dürfte die Ablenkung des Photon nahe dem SL nicht aufgrund der gravitativen Anziehung erfolgen, sondern aufgrund der Raumkrümmung.

  3. #3
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    Reden Gewicht Photon = Licht

    Photonen besitzen wahrscheinlich keine Ruhemasse. Die experimentell bestimmte und akzeptierte obere Schranke liegt bei 6 * 10-17 eV (Quelle: Particle Data Group).

    Das fand ich auf :

    http://de.wikipedia.org/wiki/Photonhttp://www.astronews.com/

  4. #4
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    Standard

    und wieder was dazu gelernt :-)

  5. #5
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    Standard :)

    Ich hab auch was neues dazu gelernt!
    Danke an alle!

  6. #6
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    .... halt, Stop ...

    bevor ihr das unter 'Gelernt' in die Schublade stopft - erst nochmal genauer hingucken!

    Jonas hat das nämlich ganz gut beschrieben, aber nicht zu Ende gebracht:

    Spontan würde ich jetzt sagen, dass ein Photon je nach Frequenz (=Energie) unterschiedlich schwer ist und nach E=Mc^2 die Masse M=E/c^2 haben muss.
    Damit die erste 'Denkfalle'. Es ist nämlich nicht so, dass Energie das Selbe wie Masse (mal Irgendwas) ist, sondern E äquvalent zu M.
    D.h. Energie (ohne jeglichen Massebezug!) in der Lage ist schwere Masse zu erzeugen oder träge Masse zu beschleunigen - es ist aber keinesfalls das SELBE!
    Ein masseloses Photon (was definitionsgemäß nur aus Energie und Impuls besteht) ist beim Photoeffekt in der Lage ein Elektron aus dem Atomverbund zu 'schlagen' aber nicht durch seine Masse oder körperliche Verdrängung, sondern rein durch seine Energie die es dem Elektron überträgt. Vom Photon selbst bleibt 0,nix übrig (es wird höchstens noch ein anderes erzeugt) -> siehe Comptoneffekt.

    Damit wird klar, warum:

    Gravitationslinsen das Licht nicht abhängig von ihrer Frequenz (also der Frequenz oder Energie der Photonen).
    streuen können - und es auch nicht tun.

    pinkshark's Angabe von:

    Die experimentell bestimmte und akzeptierte obere Schranke liegt bei ...
    Hat auch seine 'Denkfalle' - der sich auf die kleinstmögliche Energiemenge -> dem Planckschen Wirkungsquantum (=> Nullpunktenergie) und dem Masse-Energieäquvalent (E=Mc²) stützt (also das Masseäquvalent der Nullpunktenergie).

    Zusammengefasst kann man also sagen dass diese ganzen Rechnungen mathematisch das GLEICHE Ergebnis liefern, aber physikalisch noch lange nicht das SELBE sind

    Gruß
    Gunter
    'Zwei Gefahren bedrohen beständig die Welt, die Ordnung und die Unordnung' - Paul Valéry

  7. #7
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    Standard

    Jetzt steig ich doch noch ein, bevor hier die Verwirrung komplett wird.

    Wenn man sagt, dass Licht keine Masse hat, dann ist das die moderne Ausdrucksweis für "Licht hat keine Ruhemasse".
    "Masse" hieß früher Ruhemasse,
    "Energie" hieß früher gern auch "relativistische Masse".
    Wegen Verwirrung hat man das geändert.
    Quelle der Gravitation ist dementsprechend auch nicht Masse, sondern Energie (und Druck, und überhaupt alles ein bisschen komplizierter).
    Einschub:
    Es gibt klare Regeln, was als Masse und was als Energie zu bezeichnen ist. Der Unterschied ist derselbe wie zwischen dem Betrag und einer Komponente eines Vektors.
    Bei zusammengesetzten Systemen führt die Regel dazu, dass die Summe der Einzelmassen plus deren Energien im Schwerpunktsystem als Masse des Systems zu bezeichnen sind. In dem Sinne ist fast alle Masse, die wir kennen, kinetische Energie von Quarks. Von einem grundsätzlichen Wesensunterschied zwischen Energie und Masse -über die Definition hinaus- zu sprechen ist also falsch. Beides kann man in gleichen Einheiten messen, die Zuordnung hängt nur vom Blickwinkel ab.
    Ende Einschub.
    Zitat Zitat von jonas
    Andererseits streuen Gravitationslinsen das Licht nicht abhängig von ihrer Frequenz. Von daher dürfte die Ablenkung des Photon nahe dem SL nicht aufgrund der gravitativen Anziehung erfolgen, sondern aufgrund der Raumkrümmung.
    Gravitative Anziehung ist "Krümmung" der Raumzeit und an sich unabhängig von den Eigenschaften des abgelenkten (kleinen!) Körpers.
    Die Bahn des Körpers im Raum allein hängt natürlich von seiner Geschwindigkeit ab, und da ist eben Licht gleich Licht wegen der nicht vorhandenen Masse.
    Zitat Zitat von Schnapprollo
    pinkshark's Angabe von:

    Zitat:
    Die experimentell bestimmte und akzeptierte obere Schranke liegt bei ...

    Hat auch seine 'Denkfalle' - der sich auf die kleinstmögliche Energiemenge -> dem Planckschen Wirkungsquantum (=> Nullpunktenergie) und dem Masse-Energieäquvalent (E=Mc²) stützt (also das Masseäquvalent der Nullpunktenergie).
    Eine Denkfalle für pinsharks Angabe gibt es nicht. Das Plancksche Wirkungsquantum gibt keine Mindestenergie vor.

    Kurzzusammenfassung: Licht hat keine Masse, aber Energie. Gravitation interessiert sich aber auch nicht für Masse, sondern für Energie.

  8. #8
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    hallo Ich,

    Das Plancksche Wirkungsquantum gibt keine Mindestenergie vor.
    Ei wohl! (- ich hätte es eigendlich schon wieder ahnen müssen -).

    Was macht ein Teilchen aus (unterscheidet es vom 'Nichts' - nicht vom Vakuum!!)?
    Stimmt Heisenbergs Wahrscheinlichkeitsbeträge, die an h zur Wahrscheinlichkeit=1 werden -> das Teilchen wird real, 'existent' oder alles andere als 'Nichts'. Also erübrigt sich die Frage ob 'Etwas' völlig ohne h existiert.
    So, und wenn man sich die Unschärferelationen genau anschaut, ist da nix mit unbestimmter Orts- (oder Impuls-) änderung (Wahrscheinlichkeitsverteilung) OHNE Energie, weil ohne Energie keine Änderung -> die Ort's- und Impulsunschärfe wären = 0 -> damit genau bestimmbar -> die Unschärfen würden 'scharf' das Teilchen zum (auch physikalischen) Punkt -> keine Elektronenorbitale bei 0°K, Werte für raumabhängige Größen (Ladung, Spin, Gravitation) würden ins unermessliche wachsen => eben all das, was längst schonmal für das Erreichen des absoluten Nullpunkts der Temperatur vorausspekuliert und von Planck und Heisenberg so trefflich wiederlegt wurde - und nicht von mir!

    Gruß
    Gunter
    'Zwei Gefahren bedrohen beständig die Welt, die Ordnung und die Unordnung' - Paul Valéry

  9. #9
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    ich hätte es eigendlich schon wieder ahnen müssen
    Find ich auch, wir haben das doch schonmal diskutiert, oder?
    Den Rest hab ich nicht verstanden. Ich hab nicht gesagt, dass es h nicht gibt (was immer das heißen sollte), sondern dass h keine Mindestenergie vorgibt.
    Wofür es eine Mindestgröße gibt ist das Produkt aus Energie und Zeit - die Wirkung eben.
    Wenn man die Zeit groß wählt, kann man die Energie entsprechend klein wählen.

  10. #10
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    hallo Ich,

    du hast da einen entscheidenden Punkt übersehen:

    dass:
    Delta(t) * Delta(E) = h/2
    und
    Delta(x) * Delta(p) = h/2

    und zwar immer gemeinsam ein Teilchen (also in Summe h/2 + h/2 = h = Gesamtaufendhaltswahrscheinlichkeit = 1 realesTeilchen) beschreiben.

    'Freilaufende' Energiewerte (ohne Orts- UND Impuls- [i.e.S. Richtungs-] UND Zeitbezug) ist genauso unsinnig, wie das verwenden verschiedener Zeit für Energie, Ort und Impuls solange man EIN Teilchen beschreibt.
    Der Umstand, dass bei einem Photon ausreicht, Energie und Impuls zu beschreiben, führt zu der irrigen Annahme, dass Ort und Zeit einfach weggestrichen werden können. So ist es aber nicht. An der Stelle treffen sich (ausnahmsweise) Quantentheorie und RT, nämlich im relativistischen Faktor. Rein nach QT würden Ort und Zeit unendlich, wenn Energie und Impuls fest stehen. Dem steht aber c im Wege, die beschreibt was mit Ort und Zeit für das Photon tatsächlich geschiet: das Photon muss so schnell wie c sein und der Ort ist bis zur Messung (Wechselwirkung) unbestimmt, aber nicht beliebig (also unbestimmt in einem expandierendem 'Radius' von ~300000km/s) -> so wie wir es beobachten. Dass trotz dieser Ortsunschärfe der Eindruck eines Lichtstrahls entsteht, liegt dabei lediglich an der Bestimmtheit des Impulses (Richtungsbestreben). Und nur so, passt der ganze Formalismus von Gallilei bis Schrödinger problemlos ineinander.

    Damit sind wir an der Stelle, an der immer die 4 Komponenten zusammenspielen müssen, damit sie physikalisch eine Wirkung haben können bzw. 'real', messbar, beobachtbar, ... werden.

    Also, nochmal ganz langsam nachdenken und vorallem die 'klassischen' Begriffe von Energie und Impuls (die sich da immer unerwähnt und automatisch auf Ort und Zeit beziehen) nochmal durch 'n Kopf gehen lassen. Und dann nochmal die Frage stellen, was ist, wenn eine der Komponenten fehlt?

    Gruß
    Gunter
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