Antworte auf:  Licht und eine Masse? von Wirkungsquantum
Forum:  Relativitätstheorie, moderiert von: fru

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DrStupid
Senior
Dabei seit: 07.03.2011
Mitteilungen: 607
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 Beitrag No.3, eingetragen 2015-04-15 18:33    [Diesen Beitrag zitieren]

2015-04-15 13:13 - MontyPythagoras in Beitrag No. 2 schreibt:
so einfach würde ich das nicht beantworten wollen, denn Energie und Masse sind nun einmal äquivalent.

In der Physik bezeichnet man mit dem Begriff "Masse" heute immer die Ruhemasse. In dem Sinne sind Energie und Masse nicht äquivalent. Wenn man etwas anderes als die Ruhemasse meint, dann muss man einen anderen Begriff dafür wählen (und selbst dann ist nicht sicher, dass man verstanden wird). Ich denke, darauf wollte Mathedonut hinaus.


MontyPythagoras
Senior
Dabei seit: 13.05.2014
Mitteilungen: 2503
Herkunft: Werne
 Beitrag No.2, eingetragen 2015-04-15 13:13    [Diesen Beitrag zitieren]

2015-04-14 18:38 - Mathedonut in Beitrag No. 1 schreibt:
Hallo Wirkungsquantum,

2015-04-14 18:34 - Wirkungsquantum im Themenstart schreibt:
Doch wenn das Licht (ein Photon) keine Ruhemasse hat, dann kann es doch auch keine Masse haben (ebenfalls auf diese Formel berufend).

Die Formel gilt nun mal nur für Teilchen MIT einer Ruhemasse.

Das Problem ist nun mal hausgemacht, indem man plötzlich von "Masse" und "Ruhemasse" redet. Es wäre durchaus besser unter dem Wort "Masse" weiterhin die Ruhemasse zu verstehen und bei "bewegter Masse" von der Energie zu reden. Dann käme es dort auch nicht zu Verwirrung.

Viele Grüße
Mathedonut

Hallo Wirkungsquantum und Mathedonut,
so einfach würde ich das nicht beantworten wollen, denn Energie und Masse sind nun einmal äquivalent.
In der klassischen Deutungsweise des Photons als "Teilchen" macht die Formel

<math>\displaystyle m=\frac {m_0}{\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}}</math>

durchaus auch für Licht Sinn (siehe "Welle-Teilchen-Dualismus"). Ein Photon ist wie mein Sohn, als er 3 war: Rennen oder Schlafen, dazwischen gibt es nichts. Ein Photon bewegt sich niemals, in keinem Inertialsystem, mit einer Geschwindigkeit kleiner als Lichtgeschwindigkeit, und in Ruhe existiert es daher gar nicht. Wenn es auf Materie trifft, wird es von dieser "geschluckt" und die Energie, die es transportierte oder repräsentierte, geht auf die Materie über, simpel gesprochen. Und diese Materie ist in dem Moment des Einfangens auch um hf/c^2 schwerer geworden.
Wenn in der Formel oben die Ruhemasse gleich null ist, hat man für m den Fall null durch null, und das kann bekanntermaßen alles mögliche sein. Umgekehrt ist die Formel aber schlüssig:

<math>\displaystyle m_0=m\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}</math>

mit

<math>\displaystyle m=\frac{hf}{c^2}>0</math>

führt unmittelbar zu

<math>\displaystyle m_0=0</math>

Das ist mathematisch also gar nicht unsinnig, physikalisch aber schon, weil ein Photon eben in Ruhe gar nicht vorkommt. Trotzdem könnte man sagen, dass das Photon, solange es denn unterwegs ist, eine tatsächlich von null verschiedene Masse aufweist. Nur so kann es ja von der Schwerkraft der Sterne oder der schwarzen Löcher abgelenkt werden. Hätten sie keine Masse, würden sie ja "geradeaus" fliegen. Wie gesagt, "klassische Sichtweise".

In der allgemeinen Relativitätstheorie ist die Deutung ja ohnehin eine ganz andere. Da bewegen sich die Photonen ja IMMER auf dem kürzesten Weg von A nach B - ihre Flugbahn stellt dann in dem von dem Stern oder schwarzen Loch gekrümmten Raum quasi eine Gerade dar.

Um das Ganze aber noch ein wenig unübersichtlicher zu machen, kann man sich mal diesen Artikel zu Gemüte führen:

 Stabilität von Photonen

Demnach hätten Photonen eine Lebensdauer von etwa 3 Jahren und eine Ruhemasse von 2x10^-54 kg, und selbst sie würden nicht mit c reisen, sondern eben gaaaaanz knapp darunter. Durch die extreme Zeitdilatation, der sie dadurch unterworfen wären, würden sie aber aus unserer gemächlichen Sichtweise Milliarden von Jahren schaffen...

Ciao,

Thomas


Mathedonut
Aktiv
Dabei seit: 16.02.2015
Mitteilungen: 245
Herkunft:
 Beitrag No.1, eingetragen 2015-04-14 18:38    [Diesen Beitrag zitieren]

Hallo Wirkungsquantum,

2015-04-14 18:34 - Wirkungsquantum im Themenstart schreibt:
Doch wenn das Licht (ein Photon) keine Ruhemasse hat, dann kann es doch auch keine Masse haben (ebenfalls auf diese Formel berufend).

Die Formel gilt nun mal nur für Teilchen MIT einer Ruhemasse.

Das Problem ist nun mal hausgemacht, indem man plötzlich von "Masse" und "Ruhemasse" redet. Es wäre durchaus besser unter dem Wort "Masse" weiterhin die Ruhemasse zu verstehen und bei "bewegter Masse" von der Energie zu reden. Dann käme es dort auch nicht zu Verwirrung.

Viele Grüße
Mathedonut


Wirkungsquantum
Aktiv
Dabei seit: 10.03.2015
Mitteilungen: 796
Herkunft:
 Themenstart: 2015-04-14 18:34    [Diesen Beitrag zitieren]

Hallo,
Ich hab eine kurze Frage:
Nämlich allg. hört man ja gerne, dass das Licht keine Ruhemasse hat (ich glaube das liegt bspw. an der Zeitdilatationsformel; denn wenn hier v=c gesetzt wird, und dies gilt ja für ein Photon, kommt vereinfacht fed-Code einblenden
heraus und dies kann nur gelöst werden, wenn m=0 ist). Doch wenn das Licht (ein Photon) keine Ruhemasse hat, dann kann es doch auch keine Masse haben (ebenfalls auf diese Formel berufend). Doch anderseits hat das Photon ja sehr wohl eine Masse, nämlich die Masse fed-Code einblenden
Wo liegt mein Fehler bzw. wie lässt sich dieser Widerspruch umgehen?


 
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