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THEMA: Strahlung

Strahlung 13 Jan 2019 20:46 #46988

Liebe Leute,

Andreas Müller sagt in „10 Irrtümer zur Urknalltheorie“, daß Licht Energie durch Gravitation abgibt, also letztlich: Strahlungsenergie wird in potentielle Energie gewandelt und die Wellenlänge verschiebt sich. Habe ich das richtig verstanden?
Diese Energieumwandlung ist doch nur möglich, wenn das Licht eine Masse hat. Nun sagt man ja, daß die Photonen, wenn sie nicht in Ruhe sind, eine Masse haben. Ist diese Masse für die potentielle Energie gemeint? Aber ich dachte Photonen sind keine Materie.
Heißt das auch, die Strahlung gibt einen kleinen Teil der Energie ab, wenn sie sich von der Sonne (beispielsweise Richtung Erde) entfernt und die Wellenlängen verschieben sich ein klein wenig, d.h. es kommen andere Wellenlängen auf der Erde an, als sie von der Sonne abgeschickt werden?
Wie wird Licht (bzw. alle Strahlung) überhaupt im Vakuum transportiert? Fliegen da wirklich Photonen (also doch Materie?) durchs All und das Vakuum ist nicht vollkommen?

Liebe Grüße

Olaf

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Strahlung 13 Jan 2019 21:18 #46992

Photonen sind Teilchen (siehe beispielsweise den Photoelektrischen Effekt).

Photonen haben keine Ruhemasse, aber eine Energie (E = h * Frequenz).

Das Vakuum im Weltraum ist nicht perfekt. Es gibt überall (auch in den Lehrräumen) Photonen der Hintergrundstrahlung, vereinzelte sonstige Photonen sowie andere Teilchen (z.B. Elektronen, Protonen, ...).

Nicht extra gekennzeichnete Beiträge sind normale private Beiträge. Sie sollten genauso diskutiert und kritisiert werden wie alle anderen Beiträge auch.

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Strahlung 13 Jan 2019 21:24 #46994

Ja, so ists klar, aber beantwortet das meine Fragen?

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Strahlung 13 Jan 2019 21:25 #46995

.
Wir empfangen aus allen Richtungen Hintergrundstrahlung. Empfangen alle Richtungen auch von uns Hintergrundstrahlung?
.

Ohne etwas wäre nicht einmal nichts

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Ohne etwas wäre nicht einmal nichts

Strahlung 28 Jan 2019 09:09 #47839

haller9816 schrieb: Liebe Leute,

Andreas Müller sagt in „10 Irrtümer zur Urknalltheorie“, daß Licht Energie durch Gravitation abgibt, also letztlich: Strahlungsenergie wird in potentielle Energie gewandelt und die Wellenlänge verschiebt sich. Habe ich das richtig verstanden?
Diese Energieumwandlung ist doch nur möglich, wenn das Licht eine Masse hat. Nun sagt man ja, daß die Photonen, wenn sie nicht in Ruhe sind, eine Masse haben. Ist diese Masse für die potentielle Energie gemeint? Aber ich dachte Photonen sind keine Materie.
Heißt das auch, die Strahlung gibt einen kleinen Teil der Energie ab, wenn sie sich von der Sonne (beispielsweise Richtung Erde) entfernt und die Wellenlängen verschieben sich ein klein wenig, d.h. es kommen andere Wellenlängen auf der Erde an, als sie von der Sonne abgeschickt werden?
Wie wird Licht (bzw. alle Strahlung) überhaupt im Vakuum transportiert? Fliegen da wirklich Photonen (also doch Materie?) durchs All und das Vakuum ist nicht vollkommen?

Liebe Grüße

Olaf


E = mc2
Also gibt es auch für jedes Teil, ganz gleich ob mit oder ohne Ruhemasse, eine gravitative Wechselwirkung.
Sonst gäbe es auch keine schwarzen Löcher.
In diesen ist die Gravitationswirkung so hoch, dass selbst Photonen wieder zurückfallen.

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Strahlung 28 Jan 2019 23:54 #47900

haller9816 schrieb: Heißt das auch, die Strahlung gibt einen kleinen Teil der Energie ab, wenn sie sich von der Sonne (beispielsweise Richtung Erde) entfernt und die Wellenlängen verschieben sich ein klein wenig, d.h. es kommen andere Wellenlängen auf der Erde an, als sie von der Sonne abgeschickt werden?

Das ist im Prinzip richtig, die Expansion des Weltalls erfasst jede Strahlung und dehnt die Wellelnlängen. Der Effekt ist allerdings nur über große Distanzen und somit große Expansions-Zeiträume überhaupt messbar. Ein viel größerer Effekt wäre die Gravitation der Sonne, die ebenfalls eine Rotverschiebung bewirkt, aber ebenfalls ziemlich minimal. Wenn ich nicht irre wäre dies für die Sonne:

λ/λo= √((1-rs/r)/(1-rs/ro)) = √((1-2KU/AE-rs_ter/ae)/(1-2KU/Ro)) = √((1-2960/149597870700-0,008870056580/6378136,6)/(1-2960/695700000) = 1.0000021167719728

λo = örtliche/originale Wellelnlänge

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Strahlung 02 Feb 2019 22:07 #48225

Ich komme auf eine Verschiebung um ca. 0,5 E-9 µm bei Photonen mit einer Wellenlänge von 0,5 µm von der Sonne bis zur Erde, was 1.0000000098926 für λ/λo bedeutet.

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Strahlung 02 Feb 2019 22:22 #48227

Ich sehe keine Fehler in meinem Rechenansatz und will es nicht nocheinmal nachrechnen. Ich habe ja den gravitativen Effekt berechnet. Sprichst Du von dem Effekt der Expansion?

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Strahlung 02 Feb 2019 22:35 #48228

Expansion habe ich nicht, allein aus der Entfernung der Photonen von der Sonne bis zur Erde der Verlust an Gravitationsenergie


Woher kommt denn Dein Ansatz?

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Strahlung 02 Feb 2019 23:02 #48229

haller9816 schrieb: Expansion habe ich nicht, allein aus der Entfernung der Photonen von der Sonne bis zur Erde der Verlust an Gravitationsenergie


Woher kommt denn Dein Ansatz?

Das berechnet sich aber nicht nach Entfernung sondern nach Potentialunterschied (Rotverschiebung). Das wirst Du wohl als "Gravitationsenergie" bezeichnen? Schreib halt Deine Formel hin, ich habe ja meine auch hingeschrieben, ...

so lautet das allgemein
λ/λo = σ/σo

und für uns (σ) habe ich sowohl das Potential der Sonne als auch das der Erde berücksichtigt.... aber wie ich sehe, habe ich wohl den Kehrwert berechnet....und gerade einen Tippfehler (fehlender Bruchstrich) ausgebesssert.

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Strahlung 02 Feb 2019 23:26 #48231

ra-raisch schrieb: 1.00000212

Richtig.

haller9816 schrieb: 1.00000000989

Falsch.

Beurteilend,

Folgende Benutzer bedankten sich: ra-raisch

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Strahlung 02 Feb 2019 23:28 #48232

Das ist eine Folge von Formeln, ich versuchs mal zu beschreiben:

- Energie eines Photons
- Gravitations"energie" = Gravitationskraft mal Entfernung (G*mSonne*mPhoton/r²)*r
- Delta lambda = h*c/(Energie eines Photons - Gravitations"energie) - h*c/Energie des Photons

Also letztendlich habe ich angenommen, daß das Photon auf der Sonnenoberfläche h*c/lambda hat und es muß Gravitations"energie" abgeben, wenn es sich von der Sonne enfernt.

Viele Grüße

Olaf

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Strahlung 02 Feb 2019 23:39 #48233

\( \rm \frac{\rm f }{\rm F }=\sqrt{1-\frac{2 G M_{\odot}}{c^2 r_{\odot}}} / \sqrt{1-\frac{2 G M_{E}}{c^2 r_{E}}} / \sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}} \)

wobei \( \rm M_{\odot} \) & \( \rm r_{\odot} \) die Sonnenmasse & der Sonnenradius, \( \rm M_{E} \) & \( \rm r_{E} \) die Erdmasse & der Erdradius, und \( \rm v \) deren Kreisgeschwindigkeit um die Sonne ist. \(\rm F \) ist dabei die gesendete Frequenz, und \(\rm f \) die empfangene.

Nachrechnend,

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Strahlung 02 Feb 2019 23:45 #48234

wie geht das mit der Formel-Formatierung, Yukterez?

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Strahlung 03 Feb 2019 00:45 #48235

Das ist Latex, hier Tex, ähnlich wie Math bei wiki .

Click auf Zitieren, dann siehst Du den Formalismus..... einfach in \ ( ...\ ) einschließen, ohne die Leerzeichen zwischen Backslash und Klammer.

haller9816 schrieb: Gravitationskraft mal Entfernung

Du berechnest das Potential nach Newton/Galilei bei der Erde, vermute ich, dem musst Du zumindest das Potential auf der Sonne gegenüberstellen.

Yukterez schrieb: Nachrechnend,

Rotation hatte ich nicht berücksichtigt, dafür aber das Potential der Sonne auf der Erde.... ahja, das hast Du saldiert?

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Strahlung 03 Feb 2019 01:11 #48236

danke

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Strahlung 03 Feb 2019 01:11 #48237

ra-raisch schrieb: Rotation hatte ich nicht berücksichtigt

Die ist in dem Fall eh so klein dass sie das Brot nicht wirklich fett macht.

Sie nur der Vollständigkeit halber erwähnt habend,

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Strahlung 03 Feb 2019 01:17 #48239

"dafür aber das Potential der Sonne auf der Erde.... ahja, das hast Du saldiert? "
ja die Masse der Sonne und die des Photons und als Entfernung eine AE

Viele Grüße

Olaf

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Strahlung 03 Feb 2019 12:27 #48253

Yukterez schrieb: Sie nur der Vollständigkeit halber erwähnt habend,

Das war mir von Anfang an klar,

ra-raisch schrieb: ahja, das hast Du saldiert?

aber ich knoble immer noch daran, ob nun Gravitation der Sonne σ.(Φ) und Rotation (Erdbahn) γ.(ω·r) insoweit nicht (multiplikativ) zu addieren sind? Eine bewegte Quelle sendet rotverschoben, ähnlich wie ein Potentialtopf. Für den Empfang müßte es ja dann umgekehrt doch genauso addiert (bzw Produkt) werden? Bei der Rotation sehe ich jedenfalls keine gegenseitige Relativbewegung. Es besteht Einigkeit, wer rotiert (abgesehen von bzw in anderem Sinn als bei der Kerrlösung).

apropos:
nachdem sich beide einig sind, dass/wer rotiert, müßte eigentlich auch Einigkeit über die Rotationsenergie herrschen...*grübel*

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Strahlung 03 Feb 2019 14:49 #48261

haller9816 schrieb: Gravitationskraft mal Entfernung

Ich sehe, Du hast Dich an die Formel im Tutorial hier im Forum "Rotverschiebung" gehalten. Diese basiert auf einer Berechnung im Abstand R vom Gravizentrum. Um nun die Rotverschiebung zwischen zwei Orten zu vergleichen, muss man Absendeort und Empfangsort getrennt ermitteln, ansonsten bekommt man nur einen Vergleich gegenüber der flachen Raumzeit, das ist auf der Erde nicht gegeben.

haller9816 schrieb: "dafür aber das Potential der Sonne auf der Erde.... ahja, das hast Du saldiert? "
ja die Masse der Sonne und die des Photons und als Entfernung eine AE

nein, ich sprach mit Yukterez, Du hast gar nichts saldiert. Die Masse des Photons spielt sowieso überhaupt keine Rolle, die kürzt sich bei jeder Rechnung raus. Naja streng genommen hättest Du Recht, dass man (M+m) addieren muss, aber das können wir in dem Fall doch wirklich getrost bleiben lassen, so genau wird man die Masse der Sonne nie messen können, allein schon weil sie "glaube ich" mehr als ein Photon pro Sekunde verliert ....

Mit R=AE berechnest Du die Rotverschiebung eines Photons auf der Erdbahn gegenüber unendlich und nicht gegenüber der Sonnenoberfläche. Der Sonnenradius kommt in Deiner Rechnung ja überhaupt nicht vor....

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Strahlung 03 Feb 2019 15:00 #48262

doch, ich hatte es nicht richtig aufgeschrieben. Ich habe angenommen:
R0=rSonne
R1=AE-rSonne

und wieso M+m, ich dachte M*m (M Masse der Sonne und m Masse des Photons)
und Tutorials hatte ich nicht gelesen

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Strahlung 03 Feb 2019 15:05 #48263

ra-raisch schrieb: Die Masse des Photons spielt sowieso überhaupt keine Rolle, die kürzt sich bei jeder Rechnung raus.

Richtig.

ra-raisch schrieb: Naja streng genommen hättest Du Recht, dass man (M+m) addieren muss

Falsch, die Testmasse zieht sich selber weder in Richtung Sonne noch in Richtung Erde, woher sollte sie auch eine bevorzugte Richtung nehmen in die sie sich selber ziehen könnte? Und wie hoch wäre denn der Abstand des Testpartikels zu sich selber, damit man in die Formel wie stark er sich selber in irgendeine Richtung zieht auch ein r einsetzen kann? Wenn dann müsste man die Masse des Testpartikels von der ursprünglichen Sonnenmasse abziehen da diese nach der Emission ja leichter wird als vorher, und nicht addieren. Da man die Rechnung aber sowieso mit der Sonnenmasse nach der Emission des Photons beginnt kann man sich das auch gleich ganz sparen.

Ad absurdum führend,

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Strahlung 03 Feb 2019 15:20 #48264

haller9816 schrieb: Also letztendlich habe ich angenommen

Wenn ich das Ganze richtig zusammenpfriemle, rechnest Du:

Φ·m = M·m·G/r
Δλ = h·c / (c²m-Φ·m) - h·c / c²m = λ / (1-Φ/c²) - λ = λ (Φ/c²) / (1-Φ/c²) = λ·Φ / (c²-Φ)

Wo kommt nun da der Sonnenradius vor? Ich sehe nur den Radius der Erdbahn.

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Strahlung 03 Feb 2019 15:23 #48265

Yukterez schrieb:

ra-raisch schrieb: Naja streng genommen hättest Du Recht, dass man (M+m) addieren muss

Falsch,

Ich sprach von der Massenkennzahl/Gravitationsparameter (GerberGalilei)
Aber daran dachte haller9816 wohl gar nicht ....

Yukterez schrieb: Falsch, die Testmasse zieht sich selber weder in Richtung Sonne noch in Richtung Erde

Stimmt, sie zieht aber die Sonne an bzw verursacht selbst ein Potential. Ich hätte ja sogar den Radius zum gemeinsamen Zentrum korrigieren müssen. Besser gar nicht länger daran denken....ich dachte nur, haller9816 hätte sowas gemeint.

haller9816 schrieb: und wieso M+m, ich dachte M*m

ja genau dieser (Dein) Faktor kürzt sich immer heraus und die (meine) Addition können wir bei einem Testpartikel getrost vergessen.

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Strahlung 03 Feb 2019 15:47 #48266

ra-raisch schrieb:

haller9816 schrieb: Also letztendlich habe ich angenommen

Wenn ich das Ganze richtig zusammenpfriemle, rechnest Du:

Φ·m = M·m·G/r
Δλ = h·c / (c²m-Φ·m) - h·c / c²m = λ / (1-Φ/c²) - λ = λ (Φ/c²) / (1-Φ/c²) = λ·Φ / (c²-Φ)

Wo kommt nun da der Sonnenradius vor? Ich sehe nur den Radius der Erdbahn.


Was ist Phi? Ich habe statt Phi mal m die Energie E, aber wenn das gleich wäre, dann hab ichs so,

und Du hast recht, der Sonnenradius kommt da nicht vor. Ich dachte, ich brauche nur den Unterschied, weil das Photon an der Sonnenoberfläche die Wellenlänge lambda hat

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Strahlung 03 Feb 2019 15:48 #48267

Beides richtig aber dieses λ ist bei Unendlich.....bin mir grade nicht sicher, ob die Rechnung so überhaupt sinnvoll ist, sieht aber so aus.

Φ ist natürlich negativ, daher alle Vorzeichen anders als ich es geschrieben habe....

Ja, die Linearisierung kommt hin
²(1+2Φ/c²)=²(1-rs/r) ~ 1/(1+rs/2r)=1/(1-Φ/c²)

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Strahlung 03 Feb 2019 16:05 #48268

ra-raisch schrieb: Stimmt, sie zieht aber die Sonne an bzw verursacht selbst ein Potential. Ich hätte ja sogar den Radius zum gemeinsamen Zentrum korrigieren müssen.

Wenn du es so betrachtest dass die Sonne nur ein einzelnes Photon abschießt dann erleidet sie selbst auch einen Rückstoß in die andere Richtung, das kürzt sich also weg. Und wenn du erkennst dass die Photonen gleichermaßen in alle Richtungen emittiert werden hast du auch keine Vorzugsrichtung in die eins der Photonen die Sonne ziehen könnte.

So oder so,

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Strahlung 03 Feb 2019 16:12 #48272

Yukterez schrieb: So oder so,

Ja, so gesehen immer, klar. Ich habe nur zwei Partikel betrachtet, keinen Abstoß.

Aber sag nochmal was zur Rotationsenergie.

ra-raisch schrieb:

ra-raisch schrieb: ahja, das hast Du saldiert?

aber ich knoble immer noch daran, ob nun Gravitation der Sonne σ.(Φ) und Rotation (Erdbahn) γ.(ω·r) insoweit nicht (multiplikativ) zu addieren sind? Eine bewegte Quelle sendet rotverschoben, ähnlich wie ein Potentialtopf. Für den Empfang müßte es ja dann umgekehrt doch genauso addiert (bzw Produkt) werden? Bei der Rotation sehe ich jedenfalls keine gegenseitige Relativbewegung. Es besteht Einigkeit, wer rotiert (abgesehen von bzw in anderem Sinn als bei der Kerrlösung).

apropos:
nachdem sich beide einig sind, dass/wer rotiert, müßte eigentlich auch Einigkeit über die Rotationsenergiedilatation herrschen...*grübel*

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Strahlung 03 Feb 2019 16:26 #48274

ra-raisch schrieb: Aber sag nochmal was zur Rotationsenergie.

Die Rotationsenergie fließt bereits in die Masse ein. Was man noch berücksichtigen könnte wäre die Oberflächenrotationsgeschwindigkeit der Sonne, aber da die noch viel kleiner als die Bahngeschwindigkeit der Erde ist, und diese auch schon nur noch an den hintersten Kommastellen etwas ändert, würde die sogar noch weniger ändern. Wenn du sie trotzdem berücksichtigen willst dividiere den Lorentzfaktor der durch die Bahnbewegung der Erde entsteht einfach durch den Lorentzfaktor der durch die Rotation der Sonne entsteht, wobei du wenn dann auch berücksichtigen musst dass diese am Äquator höher ist als an den Polen.

Feinschleifend,

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Strahlung 03 Feb 2019 19:26 #48283

Yukterez schrieb:

ra-raisch schrieb: Aber sag nochmal was zur Rotationsenergie.

Die Rotationsenergie fließt bereits in die Masse ein.

Ja klar, ich habe mich verschrieben, ich meinte die Zeitdilatation aus der Rotationsbewegung, die hast Du ja berücksichtigt, aber ich überlege, dass eben das Potential der Sonne und die Rotationsbewegung zum dreifachen Faktor führen müßte und sich nicht gegensätzlich auswirken.
1/γ = ²(1-rs/2r) und σ = ²(1-rs/r)
Allerdings haben wir ja in der SRT nur beim Absenden die Rotverschiebung und normalerweise nicht beim Empfang eine Blauverschiebung, kommt aber wohl aufs selbe raus.

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