Plancksches Wirkungsquantum

Hallo Elisa,

die Frage ist überhaupt nicht doof, da die Quantenmechanik sich dem gesunden Menschenverstand ohnehin entzieht. In der Quantenmechanik wird die Welt so beschrieben, dass bestimmte Dinge von einem Zustand in den anderen springen und es zwischen zwei Zuständen kein Zwischending gibt. Beispielsweise nimmt ein Elektron - vereinfacht gesagt - eine bestimmte "Bahn um den Atomkern" ein und springt unter Abgabe eines Photons, also eines Lichtteilchens, in eine niedrigere Bahn um den Kern. Einen Zwischenzustand gibt es nicht, das Elektron bewegt sich sozusagen nicht von einer Bahn auf die andere, sondern ist im einen Moment hier und im anderen dort. Da es bei seinem Sprung nur ein ganzes Photon abgeben kann und kein halbes, kann die Energieabgabe unter bestimmten Bedingungen - etwa, wenn das Photon eine bestimmte Wellenlänge haben muss - auch nur bestimmte "diskrete" Werte annehmen.
Grundsätzlich sagt die Existenz des Planckschen Wirkungsquantums aus, dass entsprechende physikalische Systeme Energie nur in Form diskreter Werte ("Quanten") aufnehmen oder abgeben können. Es bedeutet, dass du nicht in der Lage bist, dem System einen beliebigen Betrag an Energie zuzuführen, sondern quasi nur aus vordefinierten Energiepaketen auswählen kannst. Da das Wirkungsquantum jedoch sehr, sehr klein ist, macht sich dies erst bemerkbar, wenn man sehr niedrige Energiemengen untersucht.

EDIT: Wenn es keine Quantelung, also keine diskreten Beträge der Energie gäbe, müsste zum Beispiel ein Elektron beim Umlauf um den Atomkern stetig Energie abgeben und würde sehr schnell in den Kern fallen. Dadurch, dass es jedoch keinen beliebig kleinen Energiebetrag abgeben kann, sondern nur ein Vielfaches des Planckschen Wirkungsquantums, verbleibt es auf seiner Bahn.

Schöne Grüße
Fabian

Hallo Elisa!
Doch, so ein Elektron kann auch "zurückspringen", wenn es die entsprechende Energie wieder aufnimmt, also ein Photon absorbiert.
Wie es möglich ist, das ein Elekron den Raum durchquert ohne eine Strecke zurückzulegen ist wirklich schwierig vorstellbar.
Hier muss man sich das Elektron eben nicht als Teilchen sondern als Welle vorstellen:
http://de.wikipedia.org/wiki/Welle-Teilchen-Dualismus
Gruß und CS Christoph

Hallo Elisa

Das Elektron ist kein Teilchen im klassischen Sinn.

Das Elektron ist eine stehende Welle.

https://www.uni-ulm.de/fileadm…chemie/html/Schroedi.html

CS

Hallo Elisa,

am besten ist es, sich Elektronen überhaupt nicht als reale Dinge vorzustellen. Viel sinnvoller ist es, sich ein durchzulesen, welche Eigenschaften sie haben, zum Beispiel hinsichtlich des Doppelspalt-Experiments. Über ganz kleine Dinge können wir keine Aussagen mehr treffen, die mit dem gesunden Menschenverstand zu begreifen sind. Teilchenphysiker können teilweise ganz, ganz genau berechnen, was eine Anzahl von Elektronen tun wird, aber was ein Elektron wirklich ist, kann sich niemand vorstellen. Elektronen sind keine kleinen Bälle, sondern Träger von Ladungen, die den Gesetzen der Quantenmechanik gehorchen.
Wir können uns Modelle von Elektronen zurechtbasteln, aber jedes dieser Modelle ist unzureichend, weil es mit der Realität nur in Teilbereichen übereinstimmt.

Schöne Grüße
Fabian

Hallo Elisa,

erstmal ein Lob an eine 20 jährige Schülerin, sich für solche Fragen zu interessieren. Das ist wirklich ein hoch interessantes Themengebiet, auch wenn es am Anfang etwas schwierig zugänglich ist. Es lohnt sich aber den Einstieg zu wagen und der Frage nachzugehen: "Was die Welt im Innersten zusammen hält?".

Vieles lässt sich nur mathematisch beantworten oder beweisen, womit sich die meisten Menschen recht schwer tun. Unsere bildliche Vorstellungskraft reicht dazu nicht aus, man kann diese aber erweiteren und muss sich von klassischen Bildern etwas lösen.

Wenn man ganz tief die Welt der Quanten einsteigen will, rechnet man mit Wahrscheinlichkeiten, Wellenfunktionen und eine menge Integralen.

Einen guten Einstieg bilden die Bücher von Stephen Hawking, der sowohl auf Quanteneffekte als auch auf Astrophysik eingeht. Vieles wird nur angerissen und doch hat man am Ende das Gefühl, ein bisschen mehr verstanden zu haben. Die Mathe- und Physikkenntnisse aus der Schule sollten ausreichen, hinzu das naturwissenschaftliche Interesse, wovon ich bei dir einfach mal ausgehe

Es gibt natürlich noch 1000 andere Bücher, Skripte, Internetseiten, Videos,etc. die einem helfen diese Quantenwelt zu verstehen.

Viel Erfolg bei deiner Recherche
Grüße Stefan

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Das Elektron ist kein Teilchen im klassischen Sinn.

Das Elektron ist eine stehende Welle.
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Das ist so nicht ganz korrekt. Ein Elektron kann sowohl als Teilchen als auch als Welle verstanden werden, nicht anders als ein Photon auch als Welle beschrieben werden kann.

Gruß

ullrich

Hallo nochmal,

ich denke, dass man sich nur abquält, wenn man versucht, das Elektron oder andere Quantenobjekte mit Hilfe von Modellen zu verstehen, die aus unserer Alltagswahrnehmung stammen. Misst man die Teilcheneigenschaften eines Elektrons, wird man es als Teilchen wahrnehmen, misst man seine Welleneigenschaften, erscheint es einem als Welle. Aber was ist es nun?
Das Elektron ist nicht an sich ein seltsames Ding, es sind nur unsere Alltagsbegriffe, die nicht ausreichen, um sein Verhalten zu verstehen. Irgendjemand sagte einmal sinngemäß "Ein Elektron ist das, was einen Elektronendetektor dazu bringt, Klick zu machen". Ungefähr so sollten wir es betrachten - wir haben keine Ahnung, was es ist, aber wir können herausfinden, wann ein Detektor Klick macht.
Elektronen halten sich offenbar gerne in der Nachbarschaft von Protonen auf, werden durch die Öffnung eines zweiten Spaltes im Doppelspaltexperiment beeinflusst, nehmen keinen genau bestimmbaren Ort in der Raumzeit ein, können Photonen aufnehmen und abgeben (siehe Quantenelektrodynamik QED - eine Interaktion, die empirisch genauer als die meisten anderen Theorien bestätigt ist) und tragen jeweils eine negative Ladung.
Wären die Eigenschaften von Quantenobjekten nicht genau erforscht, könnte man sich tatsächlich darüber streiten, ob es sich um Teilchen oder Wellen handelt. Das Gegenteil ist jedoch der Fall - wir wissen bestes Bescheid darüber, wie sich solche Objekte verhalten, und genau dieses Verhalten sollten wir verinnerlichen, anstatt von Teilchen oder Wellen zu sprechen. Einen Welle-Teilchen-"Dualismus" gibt es meines Erachtens nicht, man könnte genausogut vom "Fahrrad-Auto-Dualismus" sprechen, wenn man ein Motorrad meint. Ich kann nur jedem empfehlen, sich unvoreingenommen und aufmerksam das Doppelspalt-Experiment anzuschauen und allen "Interpretationen" daraus (wie der Kopenhagener Deutung oder der Viele-Welten-Theorie) eine gesunde kritische Haltung entgegenzubringen. Deutungen sind meines Erachtens ein unnötiger Luxus. Quantenobjekte sind, was sie sind. Man kann ihr Verhalten leicht beobachten und lernen, das Doppelspaltexperiment zeigt schon viele grundlegende Abweichungen des Verhaltens von Quantenobjekten im Vergleich zu Objekten des Alltags. Man lernt, damit umzugehen. Man sollte sich nur nicht abverlangen, es zu verstehen.

"Es gab eine Zeit, als Zeitungen sagten, nur zwölf Menschen verständen die Relativitätstheorie. Ich glaube nicht, dass es jemals eine solche Zeit gab. Auf der anderen Seite denke ich, es ist sicher zu sagen, niemand versteht Quantenmechanik." - Richard Feynman
Das Zitat von Feynman ist einschüchternd, aber auch ohne die Quantenmechanik zu verstehen, ist es ihm gelungen, äußerst erfolgreich auf diesem Gebiet zu forschen. Insofern braucht man sie vielleicht auch nicht zu verstehen. Faszinierend ist sie allemal.

Schöne Grüße
Fabian

Hallo Elisa,

es gibt verschiedene Interpretationen der Quantenmechanik. Die urprüngliche und bis heute am häufigsten vertretene Interpretation ist die sog. Kopenhagener Deutung.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Elisa123</i>
In einer Diskussion habe ich letztens die Meinung gehört, das Doppelspaltexperiment würde sich ganz einfach erklären lassen: Dass der Detektor mit dem Photon eine Wechselwirkung eingeht und so die Wellenfunktion stört.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Diese Vorstellung entspricht genau der Kopenhagener Deutung.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Ist das so einfach zu erklären? Ich meine, ich habe von viel komplizierteren Theorien gehört, über Geisterteilchen und Mehr-Welten-Theorien.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Die sog. Viele-Welten-Interpretation der Quantenmechanik ist eine Alternative zur Kopenhagener Deutung. Daneben gibt es noch zahlreiche weitere Interpretationen:

http://de.wikipedia.org/wiki/I…ele-Welten-Interpretation

Welche Interpretation der Wirklichkeit entspricht, weiß man schlichterg nicht.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Um noch mal zu Planck zurück zu kommen, dass Produkte aus Energie und Zeit nur diskrete "Werte" annehmen können...bezieht sich das wirklich auf alle Bereiche der Physik?<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Nein, im makroskopischen Bereich gilt das natürlich nicht.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Würde das nicht bedeuten, dass keine physikalische oder chemische Reaktion statt finden könnte, ohne das dabei ein ganzer Wert entstehen würde? Oder denke ich da mit zu viel Schulwissen?<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Die Interpretation mit den "ganzen Werten" klingt für mich etwas missverständlich. Die Frage ist eher, ob alle physikalische Größen beliebig portionierbar sind (wie Hustensaft), oder ob Du die Portionen aus kleinsten Grundeinheiten zusammenstückeln musst (wie bei Tabletten).

Viele Grüße
Alexander

Hallo Elisa,

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Elisa123</i>
<br />Hallo ihr!
Um noch mal zu Planck zurück zu kommen, dass Produkte aus Energie und Zeit nur diskrete "Werte" annehmen können...bezieht sich das wirklich auf alle Bereiche der Physik? Würde das nicht bedeuten, dass keine physikalische oder chemische Reaktion statt finden könnte, ohne das dabei ein ganzer Wert entstehen würde? Oder denke ich da mit zu viel Schulwissen?
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Das Produkt aus Energie und Zeit ist einfach nur sehr klein. So klein, dass du in der makroskopischen Welt nichts von der Quantelung merkst( weil die Sprünge der Werte zu klein sind).

Du kannst zum Beispiel ja auch ein Glas Hustensaft ausschütten und es erscheint dir so, als ob du jede beliebige Menge davon herausschütten könntest. Das ist natürlich nicht so, da der Hustensaft aus einzelnen Molekülen besteht. Genaugenommen ist die Menge an Hustensaft also auch eine gequantelte Größe, du merkst aber nichts davon, weil die Moleküle so verdammt klein sind.

Das nennt man Korrespondenzprinzip: http://de.wikipedia.org/wiki/Korrespondenzprinzip

Für makroskopische Systeme (Und makroskopische ist schon die Ansammlung einiger duzend Atome.) geht die Quantelung in ein Kontinuum der klassichen Physik über.

Wenn bei einem Ereignis zum Beispiel eine Zahl herauskommen würde, die nicht mit der Regel verträglich ist, dann tritt das Ereignis nicht auf. Das ist von der Natur verboten.

Was genau meinst du mit ganzer Zahl? Meinst du da sowie wie 5?

Also in Formel gegossen: Energie * Zeit = 5

Grüße

Ich nochmal,

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Elisa123</i>
<br />Hallo ihr!
Um noch mal zu Planck zurück zu kommen, dass Produkte aus Energie und Zeit nur diskrete "Werte" annehmen können...bezieht sich das wirklich auf alle Bereiche der Physik?
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

machen wir es mal konkret! Deine Formel heißt:

Energie * Zeit = Plancksches Wirkungsquantum

nennen wir mal: E...Energie, t...Zeit, h....Plancksches Wirkungsquantum

also: E * t = h

In der Physik nimmt man öfters die umgestellte Form:

E = h / t

Wenn man noch die Freuquenz f = 1/t wählt:

E = h * f

Diese Formel gilt natürlich nicht immer und überall, sondern ist die Formel für die Energie eines einzelnen Lichtteilchens.

Mal ein Beispiel:
Grünes Licht mit einer Wellenlänge von 490nm hat eine Frequenz von ungefähr 612,5THz.

Rechnen wir mal: E = 612,5 * 10^12 Hz * h = 612,5 * 10^12 Hz * 4,136 * 10^-15 eV*s = 2,53 eV

eV ist Elektronvolt, eine Energieeinheit, die man aus der Schule vielleicht nicht kennt.

Ist aber auch nicht wichtig, weder die Rechnung noch das Ergebnis. Ich will dir nur zeigen, was mit der Gleichung gemeint ist. Die gilt nicht für alle Energien und Zeiten, sondern für ein Lichtteilchen.

Mal ein Gegenbeispiel: Wir nehmen ein Elektron und sperren es in einen Kasten(mit Kantenlänge a) mit unendlich hohen Wänden ein und fragen uns welche Energie es haben kann. Nach einiger Rechnung findet man :

E = (h_quer^2 * Pi^2 / 2 * m * a^2)*n^2

Die Formel ist wiederum nicht wichtig, wichtig ist nur dass du verstehst, dass da etwas anderes herauskommt als bei deiner Formel.
Die gilt nämlich nicht für alle Bereiche der Physik, sondern für genau ein Problem, nämlich die Energie des Lichtteilchens.

Und noch etwas kann man lernen, nämlich das wieder nicht alle Werte erlaubt sind. Hier ist mal die Grafik zu der Formel:

http://uni-ka.the-jens.de/html/theophys4/th196x.gif

Wie du siehst, sind nicht alle Eneriegen erlaubt, sondern nur Spezielle. Das sind die wagerechten bunten Striche. Unten in dem Bild, sind die Abstände recht groß und die Sprünge deutlich erkennbar. Je weiter nach oben du kommst, desto mehr kommst du sozusagen in unsere makroskopische Welt hinein und der Abstand der Striche wird kleiner. Irgendwann wird der Abstand so klein, dass praktisch alle Werte erlaubt sind.

Das ist nochmal in Bildform die Tatsache, dass du in unserer makroskopischen Welt nichts von diesem Quantencharakter merkst.

Ich hoffe das war jetzt nicht zu viel und du konntest trotzdem etwas draus lernen.

[;)]

Grüße

Hallo Elisa,
<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Elisa123</i>
Aber ist das nicht generell so, dass Werte oder Maße kein Zufall sind?
Wenn man sich zum Beispiel den goldenen Schnitt anschaut, der ist nahezu in jedem Verhältnis wieder zu finden.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
du hast bestimmt Recht, dass viele Symmetrien kein Zufall sind. Oftmals finden sich zum Beispiel in der Biologie Formen, die bei näherer Betrachtung einen interessanten mathematischen Charakter offenbaren. Der "Stamm" des Blumenkohls ist fraktal aufgebaut, ähnliches sieht man bei den Farnen. Ich bin kein Experte, aber ich nehme an, dass diese Formen die optimale Anpassung für solche Organismen darstellen, beim Blumenkohl könnte zum Beispiel eine optimale Nährstoffversorgung dahinterstehen.

Es ist aber generell anzuraten, eine gewisse Skepsis gegenüber der Anhäufung bestimmter Zahlen oder Zahlenverhältnisse zu bewahren, sonst verfällt man leicht der Radosophie

Schöne Grüße
Fabian

2) Das weiß glaub ich kein Mensch so richtig und genau das macht es schwierig.
Wenn man bisschen mit dem Standartmodell der Teilchenphysik rechnet, dann erhält man das alle Elementarteilchen masselos wären. Das ist offensichtlich nicht der Fall.

Eine mögliche Erklärung für die Masse der Elementarteilchen und damit auch der Masse der daraus zusammengesetzten Materie, ist der Higgs- Mechanismus. Genau kann ichs dir nicht erklären (der User "Jemand" könnte dir sicher mehr dazu sagen) aber grob ist das so, dass die Elementarteilchen durch das allgegenwärtige Higgs- Feld "fliegen" und durch die Wechselwirkung mit diesem ihrem Masse bekommen.

Das Higgs- Teilchen ist demnach das Quant zum Higgs- Feld (siehe Welle- Teilchen- Dualismus). Genauso wie das Photon das Quant zum elektrischen Feld ist. Das Higgs Teilchen ist sehr energiereich und deshalb braucht man große Teilchenbeschleuniger es zu finden.

1) Licht fliegt immer mit Lichtgeschwindigkeit. Relativistisch gerechnet addieren sich Geschwindigkeiten nicht.

Beispiel: Du stehst auf einem Laufband welches dich mit 10km/h vorwärts bewegt. Wenn du jetzt mit 5km/h anfängst zu laufen, bist du 15km/h schnell.

Genau das geht relativistisch nicht. Wenn du eine Rakete hast die 1/2* Lichtgeschwindigkeit fliegt und du eine Glühbirne vorne dran schraubst welche Licht ausstrahlt, ist das Licht danach trotzdem "nur" 1*Lichtgeschwindigkeit schnell, nicht 1,5* Lichtgeschwindigkeit- offensichtlicher weise.

Für die Sache mit der Längenkontraktion / Zeitdilatation würde ich dir mal den Wikipediaartikel ans Herz legen. Besser kann ichs nicht erklären: http://de.wikipedia.org/wiki/Lorentzkontraktion

ad 1)
Genau das hat man im Michelson-Morley-Experiment festgestellt. In einem Interferometer werden zwei Lichtstrahlen entlang zweier rechtwinklig zueinander stehenden Richtungen hin- und her gespiegelt und anschließend gegenseitig in Interferenz gebracht. Das Beschleunigen erledigt die Erde, die sich ja um sich selbst und um die Sonne dreht. Man erwartete, dass die Interferenzstreifen gegen die Flugrichtung sich verschieben, wenn man den ganzen Messapparat um 90° dreht. Hintergedanke war, dass das Licht ähnlich ein Schwimmer, gegen die Fahrt-/Flussrichtung langsamer mit der Fahrtrichtung dann schneller, aber insgesamt (hin- und zurück) langsamer unterwegs ist, als wenn es durch ein unbewegtes Medium (stehendes Gewässer) fliegt/schwimmt. Was kam aber raus: In alle Richtungen ist es immer und überall gleich schnell.

Dies ist eine Eigenschaft, die erstmals Einstein im Rahmen der speziellen Relativitätstheorie zu Ende dachte. Seine Theorie fängt "salopp" damit an, dass er sagt: Wenn sich Licht immer und überall gleich schnell ausbreitet mit einer konstanten Geschwindigkeit, dann ergibt sich daraus mathematisch/logisch konsequent, dass Zeit, Raum etc. relativ sind. **

Wichtig ist hier nur: Er hat nicht bewiesen, dass sich Licht so ausbreiten muss, sondern sagt nur, dass wenn sich Licht so ausbreitet (wie im Michelson-Morley-Experiment beschrieben), dann gilt auch seine Theorie. Für kleine Geschwindigkeiten geht die dann wieder in die Formeln der klassischen Mechanik (sog. Newtonsche Mechanik) über.

**Genaugenommen geht's in seiner Theorie nicht mal um die Lichtgeschwindigkeit, sondern allg. um eine Grenzgeschwindigkeit, die überall konstant ist, egal wer sie 'nutzt' oder 'beobachtet'. Praktischer Weise erfüllt das Licht genau die Bedingungen für diese Grenzgeschwindigkeit. Die mathematische Konsequenz ergibt sich beim Transformieren von Koordinatensystemen.

ad 2)
Masse ist eine Eigenschaft von Materie. Diese Eigenschaft reagiert nach bestimmten Regeln. Im Alltag dürfte die Trägheit der Masse und ihre gegenseitige Anziehungskraft allgegenwärtig sein (insbesondere die Anziehung durch die Erdmassevon Gegenständen auf der Erdoberfläche). In Atombomben kommt zudem das Energie-Äquivalent der Masse zum Tragen (das brühmte E=mc^2).

Alles, was wissenschaftlich weiter geht, läuft darauf hinaus, dass man einen Formalismus beschreibt, der im Ergebnis die oben beschriebene Eigenschaft und ihre Interaktionsregeln ergeben muss. Quantenphysiker versuchen ja gerne wirklich alles über quantenfähige Formeln zu beschreiben. So bekommt ein Lichtstrahl als "Teilchen" den Namen "Photon", Atomkerne werden in Protonen und Neutronen aufgeteilt, die ihrerseits wieder jeweils aus drei Quarks bestehen usw.

Das, was man mathematisch als "Felder" bezeichnet (also etwas, dass eine bestimmte Eigenschaft je Raumkoordinate hat), entwickelt auf etwas anderes eine "Wirkung". Z.B. ein Magnetfeld auf eine Kompassnadel. Oder umgekehrt, zu einer Wirkung lässt sich ein Feld beschreiben, das die Wirkung auslöst. Bei Masse kennen wir diverse Wirkungen, welche sie ausübt, folglich ist es nicht schwer sich dazu ein passendes Feld (allg. eine Feldtheorie) zu entwickeln. Die allg. RT ist so eine Theorie für makroskopische Größenordnungen. ("Nicht schwer" ist relativ, wenn man sie einmal kennt. Einstein brauchte 14 Jahre für die allg. RT, nachdem er schon die spezielle RT entdeckt hatte.)

Allerdings im Quantenkosmos hat man es ja mit gequantelten Dingen zu tun und da passt die Allg. RT nicht rein. Sobald man aber quantelt, kann man zu jedem Feld ein sog. Teilchen beschreiben, das die Austauschwirkung überträgt. Und so kommt man zum sog. "Higgsfeld" und dem sog. Higgsteilchen, die quantentechnisch die Eigenschaft der Masse erklären sollen.

Wer mit Feldtheorien hantiert, landet mathematisch bei 'Zahlenfeldern' (Matrizen, Vektoren, Tensoren) und wie man diese mit mathematischen Rechenregeln 'behandelt'.

Das einfachste Zahlenfeld sind die "natürlichen Zahlen": Zu jeder Zahl gibt es <b>genau</b> einen Nachfolger, aber die "Eins" hat <b>keinen </b>Vorgänger (sog. erstes Element). Addieren wird dann das Abzählen der Nachfolger ... egal wie man die Zahlen nennt. Sinnvoller Weise nimmt man natürlich die Reihenfolge der Nachfolger selbst. (Nebenbei, Abstände zwischen zwei Zahlen sind hier ganz egal, nur die Anzahl der Nachfolger ist wichtig. Wie beim Auszählen mit Hilfe von "Ene Mene Muh ...") Aber jetzt stell Dir vor, jede Zahl hätte zwei Nachfolger und zwecks Unterscheidung bekommt der zweite Nachfolger ein "i" als zusätzliche Kennzeichnung. Dann bist du auf dem besten Weg in die komplexe Zahlenwelt. ... [:D]
Das nur als Beispiel, wie "Formalismus" wirkt. Und wie man Rechenregeln "definiert". Wenn man einer bestimmten Zahl x als Nachfolger wieder die "Eins" zuordnen würde, dann würde man übrigens wieder etwas völlig anderes "kreieren". Aber dann hätte die "Eins" auch einen Vorgänger.

Fazit: Nur durch Abarbeiten und Verstehen der ganzen dahinter stehenden Formalismen kann man halbwegs verstehen, was es mit Allg. RT oder mit Higgsteilchen auf sich hat.

Gruß

Hallo Elisa,

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Elisa123</i>
1) Warum wird Licht durch ein beschleunigtes Objekt, von dem die Lichtquelle ausgeht, nicht verändert?<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Wenn man spitzfindig ist, stimmt das so nicht ganz. Das Licht wird in gewisser Weise schon beschleunigt, aber da es seine Geschwindigkeit nicht ändern kann, ändert sich seine Wellenlänge, ähnlich wie beim Schall. Wer versucht, Licht zu beschleunigen, erhält energiereiche kürzere Wellenlängen, und wer versucht, Licht abzubremsen, zum Beispiel durch Gravitation, der erhält energiearme lange Wellenlängen.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Wieso wird dann das beschleunigte Objekt zudem zusammengedrückt, für den der es beobachtet?<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Bitte lass es uns so einfach wie möglich machen und von hohen Relativgeschwindigkeiten unbeschleunigter Systeme (sogenannter Inertialsysteme) ausgehen anstatt von Beschleunigungen. Wahrscheinlich meinst du dasselbe, aber in der Relativitätstheorie wirken sich Geschwindigkeiten und Beschleunigungen verschieden aus, siehe Zwillingsparadoxon.
Das Phänomen der Lorentzkontraktion hängt eng mit der verlangsamten Zeit zusammen. Wenn für dich die Zeit langsamer verläuft, müsstest du mit derselben Geschwindigkeit in kürzerer Zeit dieselbe Distanz zurücklegen. Weil du aber nicht merkst, dass deine Zeit langsamer verläuft, muss diese Distanz schrumpfen, damit du mehr zurücklegen kannst. Insofern hängen Zeitdilatation und Längenkontraktion miteinander zusammen. Wenn du eines wirklich verstanden hast, verstehst du das andere auch.

Schöne Grüße
Fabian

Hallo Elisa,

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Elisa123</i>
<br />Dass die Zeit langsamer vergeht, lässt sich doch dadurch erklären, dass ein Teil der Bewegung durch die Zeit auf die Bewegung durch den Raum abgegeben wird, je höher die Geschwindigkeit ist.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Ja, diese Interpretation habe ich durchaus schon mal gelesen. Demzufolge erfolgen "Bewegungen" innerhalb der Raumzeit immer gleich "schnell". Unterschiede gibt es nur hinsichtlich des Anteils, der auf die Raumkomponente entfällt und des Anteils der auf die Zeitkomponente entfällt. Bei Licht entfallen 100% auf die Raumkomponente und 0% auf die Zeitkomponente.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">2) Was ist genau Masse? Ohne eine Antwort darauf, finde ich es schwer zu verstehen, warum es so schwer war den Grund für die Entstehung für Masse zu finden und was es mit dem Higgs-Teilchen auf sich hat.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Wichtig erscheint mir noch der Hinweis, dass die Masse makroskopischer Objekte fast ausschließlich aus der Bindungsernegie resultiert. Wenn Du z.B. 60 kg wiegst, dann trägt der Higgs-Mechanismus zu diesen 60 kg so gut wie gar nichts bei. Der Higgs-Mechanismus wird nur benötigt, um die Ruhemasse von Elementarteilchen zu erklären. Für die Masse makroskopischer Objekte spielt er kaum eine Rolle.

Viele Grüße
Alexander

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: MAA</i>
<br />Hallo Elisa,

Wichtig erscheint mir noch der Hinweis, dass die Masse makroskopischer Objekte fast ausschließlich aus der Bindungsernegie resultiert. Wenn Du z.B. 60 kg wiegst, dann trägt der Higgs-Mechanismus zu diesen 60 kg so gut wie gar nichts bei. Der Higgs-Mechanismus wird nur benötigt, um die Ruhemasse von Elementarteilchen zu erklären. Für die Masse makroskopischer Objekte spielt er kaum eine Rolle.

Viele Grüße
Alexander
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Hallo,

danke für den Hinweis, hatte ich so garnicht dran gedacht.

Ich hab das eben mal versucht abzuschätzen, anhand eines Aluminium- Blockes mit 1cm^3 Volumen und habe als Ergebnis erhalten, dass die reine Masse der Elementarteilchen ohne Bindungsenergie ungefähr 25% der Gesamtmasse ausmacht. Das wäre jetzt garnicht mal soooo wenig.

Kann das jemand so bestätigen? Nicht das ich mich irgendwo bei den vielen Zehnerpotenzen verrechnet habe- der letzte Abend war lang... [:D]

Grüße

Hallo galaxsea,

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: galaxsea</i>
<br />Ich hab das eben mal versucht abzuschätzen, anhand eines Aluminium- Blockes mit 1cm^3 Volumen und habe als Ergebnis erhalten, dass die reine Masse der Elementarteilchen ohne Bindungsenergie ungefähr 25% der Gesamtmasse ausmacht. Das wäre jetzt garnicht mal soooo wenig.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Nein, das habe ich anders in Erinnerung. Dafür musst auch gar nicht einen Aluminiumblock betrachten. Protonen bestehen bekanntlich aus zwei Up- und einem Down-Quark, Neutronen hingegen aus einem Up- und zwei Down-Quarks.

Masse eines Up-Quarks: ca. 2,3 MeV/c²
Masse eines Down-Quarks: ca. 4,8 MeV/c²
Masse eines Protons: ca. 938 MeV/c²
Masse eines Neutrons: ca. 940 MeV/c²

Rechnet man die Ruhemassen der Quarks zusammen, die aus dem Higgs-Mechanismus resultieren erhält man für das Proton jedoch nur eine Summe von 9,4 MeV/c². Die Summe für das Neutron beträgt 11,9 MeV/c².

Somit resultiert die Masse eines Protons zu 99% aus Bindungsenergie, und die Masse eines Neutrons immerhin noch zu 98,7% aus Bindungsenergie.

Viele Grüße
Alexander

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Elisa123</i>
<br />Geht es also darum, warum einzelne Elementarteilchen eine Ruhemasse haben, ohne dass sie sich mit anderen Teilchen verbunden haben? War das die Frage die man nicht klären konnte?<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Ja, nach meinem Verständnis ist genau <i>das</i> die Frage, die der Higgs-Mechanismus erklären soll. Dass die Erklärung nur mittels des Higgs-Mechanismus möglich ist, liegt wiederum an ein paar Eigenheiten der sog. Eichtheorien.

Viele Grüße
Alexander

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Geht es also darum, warum einzelne Elementarteilchen eine Ruhemasse haben, ohne dass sie sich mit anderen Teilchen verbunden haben? War das die Frage die man nicht klären konnte?<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Ja, genau so würde ich das Problem beschreiben.