Grundlagen der Physik - Das Nachhilfeforum

mojorisin schrieb:Der Impuls beschreibt den Bewegungszustand einer Masse. Ein Zustand ist kein Objekt und kann sich daher icht bewegen, und wir koennen einem Zustand keinen Impuls zuordnen

Okay. hätte ich was formulieren müssen in Richtung! Auslösendes Moment?
In anderem Kontext wäre Impuls korrekt: Impulsiv, einem Impuls folgend … Ich wäre jetzt nicht davon ausgegangen, das die Physik mit Impuls die Folge dessen, was ich meine, meint.

mojorisin schrieb:Wie muesste eine Antwort aussehen das du sagst: "Ja jetzt verstehe ich was Energie ist."

Da bin ich mir im Moment nicht ganz sicher. Und du selbst? Was antwortest du darauf?

@Nemon

Nemon schrieb:Impulsiv, einem Impuls folgend … Ich wäre jetzt nicht davon ausgegangen, das die Physik mit Impuls die Folge dessen, was ich meine, meint.

Ich habe keine Ahnung was du meinst.

Nemon schrieb:Da bin ich mir im Moment nicht ganz sicher. Und du selbst? Was antwortest du darauf?

Meine Antwort kennst du. Ich habe mir abgewoehnt zu versuchen, physikalische Dinge in einer Weise zu verstehen, wie ich versuche alltaegliche Dinge zu verstehen. Das fuehrt zu nichts.

Ich habe mir allerdings die Zeit genommen die Mathematik anschaulich zu verstehen, mittels Buecher, Rechungen und Videos (z.B. Link). Das gab mir nochmal ein anderes Level, allerdings hat das Jahre gedauert (und ich bin noch lange nicht fertig.) Und es kommt der Punkt dann schaut man sich Gleichungen an und man versteht was da vor sich geht.

Beispiel: Ich habe mir voellig abgewoehnt mir subatomare Partikel als irgendwelche festen kueglfoermigen Objekte vorzustellen. Das ist grundlegende zum Scheitern verurteilt. Die Alltagssprache versagt dann irgendwann aber die Mathematik laesst uns weitergehen. Es ist schon faszinierend.

@Nemon,

In Kurzform.
Die Energie kann man z.B. in Form von hochprotonigen Atomen speichern, wie Uran und weit höher. Richtig viel, enorm viel. Kernkraftwerk ist der Beweis. Kernkraftwerk funktioniert auch. (Kleine verdeckte Anspielung.)
Wie geht das , wo geht das?
Das ist dort möglich, wo überaus hoher Druck und überaus hohe Hitze sind.
Wo ist das der Fall? Bitte raten.
Es gibt eine Stätte, die das macht.

Dann verteilt diese Stätte diese Massen.

Diese Massen strahlen dann im wahrste Sinne des Worte und geben das, was in die hochprotonigen reingepresst worden ist, wieder frei.


Noch eine kleine Anmerkung.
Wir kennen gespeicherte Energie z.B. in Form von Holz, Kohle, Erdöl u.a., die an Leben gebunden sind.
Mir kam da so ein Gedanke, dass m.E. die eigentliche Energie im O2 steckt.


Energie braucht man, um etwas anzutreiben, in Bewegung zu versetzen, in einen höheren Zustand zu versetzen, um etwas zum Leben zu erwecken und am Leben zu erhalten.
Keine Energie ist Ruhe, Stillstand.
Da im Universum alles in Bewegung ist, ist das Universum voller Energie.

@eich-hörnchen
Auch hierüber werde ich nachdenken dahingehend, ob es mir bei meiner Fragestellung hilft, danke.

Nemon schrieb:Auch hierüber werde ich nachdenken dahingehend, ob es mir bei meiner Fragestellung hilft, danke.

Kernreaktoren erzeugen Energie durch Kernspaltung, und die funktionieren in der Tat. Den Rest bitte dringend vergessen, das sind unphysikalische Märchen. Was so gut wie immer gilt bei den Beiträgen von @eich-hörnchen

Nemon schrieb am 13.02.2020:was es mit der Masse als Energie-Äquivalent auf sich hat

Ich persönlich kann hierbei kein Äquivalent sehen.
Es ist, wie gasagt, aus meiner Sicht. Und, gehe ich recht in der Annahme, dass es mir zusteht, meine Sicht zu vertreten?
Es fehlt der schlüssige Beweis.
Man spricht vom sog. Massendefekt. Das ist richtig, aber lange noch kein Beweis,,, zumindest für mich, da ich immer von mir ausgehe, was jedoch wohl nicht zugelassen werden soll.


Bei mir ist Masse gleich Masse und Energie gleich Energie.
In einem Forum hatte ich gefragt, ausgehend von der Torte mit Dunkler Energie, Dunkler Materie und baryonischer, wie man die Dunkle Energie in Materie umrechnen kann. Sinngemäß, wieso man Energie mit Materie in einer gemeinsamen Torte darstellt, weil es bei mir unterschiedliche Materieformen sind und nicht susammengebracht werden können.
Geantwortet wurde mir mit einer Formel.
Ich betrachte diese Formel als nicht relevant. Man müsste mir zeigen, wie das zu machen sein soll, das eine in das andere zu verwandeln.
Ich habe bis jetzt noch nichts sehen können, welches die Bestätigung dafür sein soll.

Das, was geht, ist, mittels Energie hochzufusionieren und bei der Spaltung Energie wieder freizusetzen. Wenn ein hochprotoniges Element gespalten wird, erscheint es mir als ganz normal, dass ich einen Gewichtsverlust habe. Ich vertrete die Meinung, dass mir aber an Masse nichts verloren geht, also nichts an Protonen oder Neutronen verschwindet.

Es ist meine rein persönliche Ansicht, Meinung zu einem Sachverhalt, möchte ich hiermit nochmal unterstreichen. Kein bashing.

eich-hörnchen schrieb:Es ist meine rein persönliche Ansicht, Meinung zu einem Sachverhalt, möchte ich hiermit nochmal unterstreichen. Kein bashing.

Ist ja toll. Leider kann man mit einer Meinung und persönlichen Ansicht nicht wissenschaftlich fundieren.

eich-hörnchen schrieb:Es ist, wie gasagt, aus meiner Sicht. Und, gehe ich recht in der Annahme, dass es mir zusteht, meine Sicht zu vertreten?

Das Problem ist nicht, das du sie vertrittst, das Problem ist das wo und wie.

Kommen wir zunächst zum wo. Hier ist die Rubrik Wissenschaft, und in dieser Rubrik kann man durchaus eigene Sichtweisen vertreten, aber man hat sich dabei (verdammt noch mal!) an einer Methodik zu orientieren, die wissenschaftlichen Ansprüchen halbwegs gerecht wird, oder dies zumindest versucht. Zu sagen: "Das ist so, weil ich das so will!" ist einfach zu wenig.

Und damit wären wir auch schon beim wie. Deine Methodik besteht darin, dass du pausenlos haarsträubende frei erfundene Behauptungen aufstellst, ohne jegliche Belege zu liefern, wie hier auch schon zahlreich angemahnt wurde. Was aber viel schwerer wiegt, du ignorierst jegliche Belege, die deine "Sichtweise" widerlegen. Mojo hat dir eine Vielzahl an solchen nicht mehr hinterfragbaren Belegen genannt. Hast du vermutlich nicht mal zur Kenntnis genommen.

Natürlich hast du das Recht, Unfug von dir zu geben, nur eben nicht hier. Und hier nervt es gewaltig! Warum versuchst du es nicht mal in der Esoterik? Da findest du sicher ein paar "offene Ohren".

Peter0167 schrieb:Warum versuchst du es nicht mal in der Esoterik? Da findest du sicher ein paar "offene Ohren".

Aufs Stichwort, Thema Energie :)
Indigo und Kristallkinder (Seite 39) (Beitrag von Nemon)

eich-hörnchen schrieb:

Nemon schrieb am 13.02.2020:was es mit der Masse als Energie-Äquivalent auf sich hat.

Ich persönlich kann hierbei kein Äquivalent sehen.

Es ging um einen Sachverhalt: Masse als Energie-Äquivalent, wozu ich mich artikuliert habe.
Dann bitte ich um den Beweis, wie man aus 10 Gramm Eisen Energie macht. Der Beweis fehlt.

@eich-hörnchen
Das ist jetzt ziemlich eindeutig Trollerei von dir.

@Nemon

Na zumindest bekommt er bei den Esos nicht so viele Widerworte zu hören. :)

@ all (außer eichhörnchen)

Aber zurück zur Physik, ich grüble gerade über eine Sache nach, die ich einfach nicht begreife. Es geht um einen "Freie Elektronen Laser", bei dem die Laserstrahlung von freien beschleunigten Elektronen emmitiert wird. Hier zunächst mal eine Darstellung vom Aufbau:


Von Horst Frank, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=3977203

Wir haben da also einen fortlaufenden Elektronenstrahl, bei dem die Elektronen ein Wechselfeld durchlaufen, und somit zu permanenten Richtungswechseln gezwungen werden. Dabei wird Strahlung Röntgenstrahlung frei. So weit so gut, bis hierher habe ich es verstanden.

Aber wie wird nun aus der Röntgenstrahlung Laserstrahlung?

Ich nehme an, das wird in diesem Absatz hier beschrieben:

Beim FEL wird der Undulator sehr lang gebaut, so dass es zu einer Wechselwirkung zwischen der emittierten Strahlung und dem Elektronenpaket kommt. Das Elektronenpaket wird durch Wechselwirkung mit der erzeugten Strahlung mikrostrukturiert, das heißt in dünne Scheiben unterteilt, die senkrecht zur Flugrichtung ausgerichtet sind. Der Abstand dieser Scheiben ist gleich der Wellenlänge, so dass alle Elektronen in dem Paket gleichzeitig kohärent emittieren können. Durch die phasenrichtige Emission der Strahlung addieren sich die Amplituden der einzeln erzeugten Wellen und nicht die Intensitäten, wie es bei zufälliger, nicht phasenrichtig emittierter Strahlung der Fall wäre. Die Folge ist, dass die Intensität der emittierten Strahlung beim FEL proportional zum Quadrat der Anzahl der emittierenden Elektronen steigt und nicht mehr linear. Dadurch wird kohärente Strahlung hoher Brillanz erzeugt.

Wikipedia: Freie-Elektronen-Laser

D.h., die Elektronen wechselwirken mit der von ihnen selbst emmittierten Strahlung, und zwar in der Weise (und jetzt hört es bei mir auf), dass sie in dünne Scheiben geschnitten werden, die senkrecht zur Flugrichtung ausgerichtet sind. Und weil der Scheibenabstand der Wellenlänge entspricht, sollen dann alle Elektronen der "Scheibe" kohärent emmitieren.

Also beim Festkörperlaser erfolgt die Emmission aus einem Kristall heraus, da ist nicht viel Bewegung im Kristall, und auch da habe ich mich immer schon gefragt, wie die das mit der Köhärenz so gut hinbekommen. Aber hier haben wir einen bewegten Elektronenstrahl, der ja selbst mit fast LG unterwegs ist, und der soll dann auch noch in "Scheiben" geschnitten werden, die einen fest definierten Abstand haben... ???

Klar weiß ich, dass es funktioniert, aber ich würde das auch gern verstehen, zumindest ansatzweise. Daher zunächst mal nur die Frage, wieso die Röntgenphotonen solche "Scheiben" produzieren, anstatt da jegliche Struktur ins Nirvana zu schießen?

Vielleicht kann dazu jemand was sagen :)

eich-hörnchen schrieb:Und, gehe ich recht in der Annahme, dass es mir zusteht, meine Sicht zu vertreten?

Im wissenschaftlichen Bereich nur wenn du faktische Belege dafür hast.

eich-hörnchen schrieb:Ich persönlich kann hierbei kein Äquivalent sehen.

Das ist aber ein Fehler. Denn es gibt so etwas wie ein Masse-Energie-Äquivalent. Einstein hat´s ausgetüfftelt. ich hoffe, Dir ist wenigstens die dazu gehörige Formel bekannt:

E = mc²

Es steht Dir frei, das zu widerlegen, aber bitte nur mit Nachweis. Mach Dich an die Arbeit. Einfach nur murmeln "Ich persönlich sehe es nicht" ist nun mal keine Widerlegung.

off-peak schrieb:die dazu gehörige Formel bekannt:
E = mc²
Es steht Dir frei, das zu widerlegen, aber bitte nur mit Nachweis. Mach Dich an die Arbeit.

Aber vorerst muss mir mal gezeigt werden , wieviel Energie man aus 10 Gramm einer Masse von z.B. Kupfer oder auch einer anderen Masse da rausholt?
Also, wo man Masse in Energie umwandelt und wo das gemacht wird. Wo sozusagen keine Masse mehr übrig ist, sondern lediglich Energie, wie behauptet wird. Das ist die Frage.
Bitte mal beweisen.

"was es mit der Masse als Energie-Äquivalent auf sich hat."

Und da das ganz einfach sein soll, dürfte es ja kein Problem sein.

eich-hörnchen schrieb:wieviel Energie man aus 10 Gramm einer Masse von z.B. Kupfer oder auch einer anderen Masse da rausholt?

An welche Form von Energie hast Du denn dabei gedacht?

eich-hörnchen schrieb:Und da das ganz einfach sein soll,

Ich sprach nicht von "einfach".

eich-hörnchen schrieb:wieviel Energie man aus 10 Gramm einer Masse von z.B. Kupfer oder auch einer anderen Masse da rausholt?

Aus 1kg Steinkohle erhält man durch Verbrennung ca. 8 kWh nutzbare Energie.

Aus 1kg Kernbrennstoff (z.B. Wasserstoff) erhält man durch Fusion ca. 90 MWh nutzbare Energie.

Ist ein Faktor von ca. 11.000!

eich-hörnchen schrieb:Aber vorerst muss mir mal gezeigt werden , wieviel Energie man aus 10 Gramm einer Masse von z.B. Kupfer oder auch einer anderen Masse da rausholt?

Darum geht’s dabei doch gar nicht soweit ich das verstehe. Aber naja, da kommt sicher gleich was dazu…

@Peter0167:

Peter0167 schrieb:D.h., die Elektronen wechselwirken mit der von ihnen selbst emmittierten Strahlung, und zwar in der Weise (und jetzt hört es bei mir auf), dass sie in dünne Scheiben geschnitten werden, die senkrecht zur Flugrichtung ausgerichtet sind.

Zunächst zur Formulierung: Vermutlich meinst Du es richtig, aber so wie Du den Satz formuliert hast, könnte man auf die Idee kommen, dass die einzelnen Elektronen in Scheiben geschnitten werden, was natürlich nicht der Fall ist. ;)

Die Elektronenpakete, die in den FEL hineingeschickt werden, werden durch die Felder der längs verlaufenden elektromagnetischen Strahlung (bei der es sich -- wichtig! -- um eine stehende Welle handelt) in kleinere Pakete (oder "Scheiben") aufgeteilt. Ich habe so auf Anhieb nur wenige Bilder gefunden, wo das gut verständlich dargestellt ist. Das m.E. beste Bild, das ich auf die Schnelle gefunden habe, ist das oberste Bild auf dieser Webseite der ETH Zürich: X-ray free-electron laser science (am besten das Bild durch Anklicken vergrössert betrachten). Ich hätte das Bild eigentlich gerne hier eingebunden, bin aber unsicher bzgl. des Copyrights, deshalb belasse ich es mal bei dem Link.

In Textform entspricht das diesem Wikipedia-Abschnitt:

Als Transversalwelle hat die längs zum Undulator propagierende Strahlung eine elektrische Feldstärke parallel zur Oszillationsbewegung der Elektronen. Diese spüren eine Kraft, die proportional zur Feldstärke ist, wodurch ihre Geschwindigkeit in Oszillationsrichtung beeinflusst wird. Obwohl sich die Elektronen ein bisschen langsamer als das Laserlicht längs im Resonator bewegen, ist eine Wechselwirkung möglich: Haben die Elektronen eine Undulatorperiode durchlaufen, "hinken" sie eine optische Wellenlänge hinterher. Dadurch wirkt auf das Elektron stets die E-Feldes Komponente, welche es auf seiner periodischen Bahn abbremst oder beschleunigt. Dies bewirkt, bedingt durch die Bewegung im Magnetfeld, eine Veränderung der ursprünglichen longitudinalen Geschwindigkeit. Die Abbremsung bzw. Beschleunigung hängt von der Phasenlage zwischen Ladungsträger und elektromagnetischer Welle ab, weshalb manche Elektronen abgebremst werden und manche beschleunigt, wodurch sich die Ladungsträger gruppieren und somit kohärent abstrahlen können.

(Wikipedia: Freie-Elektronen-Laser)

uatu schrieb:Das m.E. beste Bild, das ich auf die Schnelle gefunden habe, ist das oberste Bild auf dieser Webseite der ETH Zürich

Super Fund! Jetzt begreife sogar ich, wie das funktioniert (glaub ich jedenfalls).

Ob sich das wohl jemand so ausgedacht hat, oder ist man da nur durch Zufall drauf gekommen? Mein Problem sind wohl meine Vorstellungen über die destruktive Wirkung von Strahlung, wenn es um freie Elektronen geht. Früher, also so richtig früher, als das Universum noch jung und unstrukturiert war, da hatten es die Elektronen nicht leicht.

Die Photonen hatten quasi das Sagen, immerhin gab es ja auch auf jedes Teilchen ca. 10.000.000.000 Photonen. Und wenn es da auch nur 2 Teilchen wagten, sich etwas näher zu kommen, fielen gleich milliarden von Photonen über sie her, und darauf hatten die Teilchen letztlich auch keinen Bock.

Und nun sollten ausgerechnet die hochenergetischen Röntgen-Photonen für eine Strukturbildung innerhalb eines "angepissten" Elektronenstrahls sorgen? Das war nur schwer vorstellbar.

Jedenfalls Vielen Dank für den Link @uatu :)

skagerak schrieb:Darum geht’s dabei doch gar nicht soweit ich das verstehe. Aber naja, da kommt sicher gleich was dazu…

Richtig, es geht ums Prinzip. Aber was erwartest du?

eich-hörnchen schrieb:Aber vorerst muss mir mal gezeigt werden , wieviel Energie man aus 10 Gramm einer Masse von z.B. Kupfer oder auch einer anderen Masse da rausholt?

Mittels Annihilation können 100 % der Masse in Energie umgeewandelt werden. Ein Elektron-Positron-Paar setzt bei der Annihilation zwei Gammaquanten mit einer Energie von jeweils ca. 511 keV frei.

Wir haben in der Natur natürlich nicht eben mal 10 g Antimaterie zur Verfügung, und dennoch genügt das um das Prinzip zu zeigen.