Die perfekte Energiebilanz

[julian apostata]

@Chief und Hannes

Soso, ihr wollt also den Comptoneffekt über den Dopplereffekt erklärt haben.

Meinetwegen, das könnt ihr haben. Wir betrachten also noch mal diesen Vorgang und zerlegen ihn in 2 Teilschritte.



Schritt 1. Wir lassen das Photon unelastisch auf das Elektron prallen. Aus 2 Teilchen wird Eines, so dass sich die Rechnung erst mal durch 2 einfache Additionen recht simpel gestaltet..

Ein kurzer Griff zum Taschenrechner zeigt uns dann, dass der Cluster aufgrund der übernommenen kinetischen Energie des Photons 10-fache Elektronenmasse besitzt.



Im nächsten Schritt begeben wir uns ins Ruhesystem des Clusters und lassen diesen das Photon wieder ausspucken, wobei wieder die ursprüngliche Masse des Elektrons wieder hergestellt wird, wie uns eine einfache Rechnung zeigt.

Wurzel(5,05²-4,95²)=1

Das Photon hat jetzt also im Clustersystem die Energie 4,95*m*c², jedoch hat dieses gegenüber dem ursprünglichen Elektronensystem die Geschwindigkeit 49,5/50,5*c =99/101*c

Aufgrund des relativistischen Dopplereffektes verringert sich allerdings seine Energie um…

wurzel[(1-99/101)/(1+99/101)]=0,1

…ein Zehntel.

Also 0,495*m*c²

Die Sache lässt sich also auch problemlos über den relativistischen Dopplereffekt erklären, und dieser Effekt leitet sich am Allereinfachsten aus der Lorentztransformation ab.



So, und wo bleibt die “kritische Alternativrechnung“?

[julian apostata]

Erkläre uns zuerst die "Lorentztransformation".

Wenn du mir schon wieder so albern daher kommst, dann gesteh ich mir auch eine gewisse Narrenfreiheit zu und bring zum hundertsten mal eine Popgrafik von Siegried Petry (0.6*c)

http://de.wikibooks.org/wiki/Spezielle_Relativit%C3%A4tstheorie:_Teil_II



Eine elektromagnetische Welle reicht unten von 0 Meter bis 300 Meter. Oben scheint sie 375 Meter lang zu sein, aber nur wenn man die Relativität der Gleichzeitigkeit missachtet. Denn Anfang und Ende einer Welle misst man gleichzeitig.

Und zum Zeitpunkt t’=0 (also 0,75 Mikrosekunden später) ist das obere Wellenende dann bei x‘=600 Meter ist also oben doppelt so lang wie unten.

Wie man jetzt allgemein daraus den relativistischen Dopplereffekt ableitet, führ ich aber jetzt nicht mehr vor, das sollte auch Jeder selbst können.

Und jetzt schaun wir uns im Plotter diese beiden Graphen an.

1/(1+X)
sqrt((1-X)/(1+X))



Das Blaue ist nämlich der klassische Dopplereffekt (bewegter Sender, ruhender Empfänger.

Das Rote ist der relativistische Dopplereffekt. Dass die Frequenz bei 0,6*c nur halb so groß ist, sieht man an der roten Linie und oben an der Popgrafik.

Würde man jetzt die blaue Linie bei der Ableitung des Comptoneffektes zu Rate ziehen, käme man zu Ergebnissen, die nicht mehr zu den Beobachtungen passen.

Aber zum Glück hat uns ja der Himmel die Lorentztransformation beschert, die hier natürlich wieder voll ins Schwarze trifft!

[Kurt]

Schritt 1. Wir lassen das Photon unelastisch auf das Elektron prallen. Aus 2 Teilchen wird Eines, so dass sich die Rechnung erst mal durch 2 einfache Additionen recht simpel gestaltet..

Eben, recht simpel gestaltet!
Vielleicht zu simpel?
Nein, weder noch, sondern einfach nur falsch.

Wo hast du denn das Photon her dass auf das Elektron prallt? Aus dem Nirwana?
Oder aus dem Hut gezaubert?

Ist es möglich dass du dich mit dem Gedanken anfreunden kannst/musst dass einfach nur Licht auf das Kristall gerichtet wird?
Oder ist das nicht in deinem Sinne?


Kurt

[julian apostata]

Richtig gerechnet kommt dies heraus, g(x)=h(x), ganz klassisch.

Klar, Highway möchte uns jetzt sagen, dass die relativistische Formel die Klassische ist. Wirrer geht’s nimmer!

Immerhin hat wenigstens Chief vor etlichen Jahren schon versucht, den Effekt klassisch abzuleiten, was sich natürlich als der totale Griff ins Klo erwies. Man hat ihn auch mehrfach darauf hingewiesen, dass seine Rechnung nur bei kleinen Photonenenergien funktioniert, aber das störte Chief natürlich nicht.

Irgendwann hat man ihn da drüben endgültig raus geschmissen.

Aber zum Glück hat er ja hier eine Spielwiese, wo er sich ungestört austoben kann.

http://www.relativ-kritisch.net/forum/viewtopic.php?t=1366&postdays=0&postorder=asc&start=15

Drüben hab ich also mal den korrekten Lösungsansatz gebracht, was den Zusammenhang zwischen Photonenenergie und Elektronengeschwindigkeit nachher anbelangt.

x-Achse=Elektronengeschwindigkeit y-Achse Photonenenergie

Blau=chiefsche Lösung. Rot=relativistische und beobachtete Lösung

x*(2-x)/4
(1-sqrt((1-X)/(1+X)))/2
http://www.mathe-fa.de/de

[julian apostata]

http://de.wikipedia.org/wiki/Comptoneffekt

…machte er zwei Beobachtungen: Zum einen war die Streuwinkelverteilung in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung nicht gleich und zum anderen war die Wellenlänge der gestreuten Strahlung größer als die der einfallenden Strahlung. Beide Beobachtungen waren mit der Vorstellung unverträglich, eine elektromagnetische Welle werde an freien Elektronen (Thomson-Streuung) oder an gebundenen Elektronen (Rayleigh-Streuung) gestreut. Die Elektronen würden mit der Frequenz der einfallenden Welle schwingen und eine Welle mit unveränderter Frequenz aussenden.

So wie ein Strohhalm von einer energiereichen anrückenden Wasserwelle mitgerissen würde, so würde dasselbe mit einem Elektron geschehen, wenn sich Licht ausschließlich wie eine Welle verhielte.

Völlig unkompliziert aber verhält sich die Sache, wenn man Licht als masseloses Teilchen betrachtet, dessen mitgeführte Energie allerdings einen Impuls ausübt.

Oder, ist da irgendjemand, der die Energie-Impulsverktoren nicht versteht?

muss zuerst bewiesen werden, dass die Transformation überhaupt ableitbar ist

Setz
k=wurzel(1)

Das unten in die julianische Allgemeintransformation eingesetzt ergibt die Galileitransformation. Ist die jetzt nicht mehr gültig für euch oder was?



Setz
k=wurzel(1-v²/c²)

Und du erhältst die LT. Die gewährleistet konstantes c.

Wer das nicht nachvollziehen kann, bei dem ist komplett Hopf und Malz verloren.

Und dieser Zusatz “-v²/c²” kann unzählige Dinge erklären, die ihr nicht erklären könnt.

Also, wie ist das jetzt mit dem Comptoneffekt.

Wie kann eine gewaltige Wasserwelle von einem Strohhalm reflektiert werden?

Was wollt ihr hier mit dem klassischen Dopplereffekt anfangen?

Ihr seid mit eurem Latein total am Ende.

[Kurt]

So wie ein Strohhalm von einer energiereichen anrückenden Wasserwelle mitgerissen würde, so würde dasselbe mit einem Elektron geschehen, wenn sich Licht ausschließlich wie eine Welle verhielte.

Völlig unkompliziert aber verhält sich die Sache, wenn man Licht als masseloses Teilchen betrachtet, dessen mitgeführte Energie allerdings einen Impuls ausübt.

Oder, ist da irgendjemand, der die Energie-Impulsverktoren nicht versteht?

Hallo Julian, ich halte dich immer noch für einen realistischen, wahrheitsliebenden, die Vorgänge in der Natur verstehen wollenden Zeitgenossen.
Auch wenn du das einem nicht leicht machst.

Der Strohhalm wird vom Wasser mitgerissen, ja richtig, aber:
dabei bewegt sich das Wasser, also das Medium, dem man eine Weiterleitgeschwindigkeit von Schall, also Druckschwankungen in ihm von x m/s atestiert, selber mit.
Das kanns also nicht sein wenn man Vorgänge zu Licht damit vergleichen will.

Mit dem Elekton geschieht das nicht, denn das Medium für Licht bewegt sich, im Gegensatz zu deinem Strohhalmbeispiel, nicht.
Es wirkt wegen dem longitudem Charakter von Licht Lichtdruck, aber das ist eine andere Baustelle.

Völlig unkompliziert aber verhält sich die Sache, wenn man

Tja, wenn man die Realität abstreift, sie in der Schublade des Behauptens/Ablenkens/Meinens/scheinbar Brauchbarkeitsumständehalberwesens verstaut.
Nunja. das mag ja gedanklich/rechnerisch gehen, hat das aber mit der Realität was gemeinsam?
Ganz einfach: hat es nicht.

wenn man Licht als masseloses Teilchen betrachtet, dessen mitgeführte Energie allerdings einen Impuls ausübt

Eben! wenn man, und nur dann -wenn man-!!

Licht ist aber kein masseloses Teilchen und Licht trägt auch keine Energie mit sich herum.
Denn beides existiert nicht, ist ein reines Vorstellungs/Anwendungsdings.

Also sind alle darauf aufgebauten Vorstellungen und Erklärungen Makulatur, ev. nur Mittel zum Zweck!

Und das sehe ich bei deinen Vorstellungen gegeben.
Schade, muss wohl meine Meinung ändern.


Kurt

[julian apostata]

Die wirkende Kraft nimmt mit zunehmender Geschwindigkeit ab und wird bei Lichtgeschwindigkeit Null.

Welche, bei zunehmender Gescchwindigkeit abnehmende Kraft bewirkt eine Abnahme der Photonenenergie um 99%?

Totale Themaverfehlung!!!



Ich kann jetzt nicht genauer antworten, da ich im Internetcafe bin, weill mein eigener Anschluss momentan spinnt. Wenn der Schaden behoben ist, kommt mehr vom mir.

[julian apostata]

Okay, Internet geht wieder, nur was soll man zu derartigen Postings sagen? Sie gehen nicht ansatzweise auf das Thema ein

Der Dopplereffekt berechnet sich entsprechend der blauen Funktion f(x).

Ginge es nach der blauen Funktion, dann wäre die rückgestrahlte Wellenlänge im Bereich von etwa der doppelten Sendewellenlänge und die Beobachtungsergebnisse beim Comptoneffekt widersprechen dem ganz krass!

Mit dem Elekton geschieht das nicht, denn das Medium für Licht bewegt sich, im Gegensatz zu deinem Strohhalmbeispiel, nicht.

Beim Comptoneffekt bewegt es sich aber ganz gewaltig. Wie nicht Anders zu erwarten, kommt auch hier nix zum Thema.

[Kurt]

Die wirkende Kraft nimmt mit zunehmender Geschwindigkeit ab und wird bei Lichtgeschwindigkeit Null.

Totale Themaverfehlung!!!

Das was du bringst ist in der Tat eine totale Themenverfehlung.

Welche, bei zunehmender Geschwindigkeit abnehmende Kraft bewirkt eine Abnahme der Photonenenergie um 99%?

Eine Photonenenergie gibts nicht weil:

a' es keine Photonen gibt
b' es keine Energie gibt

Die Kraft die auf Materie wirkt, diese zu beschleunigen versucht, der Wirkungsgrad mit der das erfolgt, hängt von der Max-Geschwindigkeit des Lichtes ab.
Und zwar von der localen Geschwindigkeit (Vacuum) und dem localem Bezug dafür.

Je shneller das zu beschleunigende Teilchen gegen diesen Bezug unterwegs ist desto geringer der Wirkungsgrad der Kraft, bzw. destro geringer die Kraft, die versucht anzuschieben.


Kurt

[julian apostata]

f(x), also die blaue Funktion, zeigt den kinematischen Teil des Vorganges

Sie zeigt den Dopplereffekt bei ruhendem Beobachter und bewegter Sendequelle.

http://de.wikipedia.org/wiki/Compton-Effekt

Hier haben wir die Beziehung zwischen der eingestrahlten Photonenenergie und der zurückgeworfenen Photonenenergie.



Man braucht hier bei Totalreflexion nur einen Streuwinkel von 180 Grad einsetzen, so dass in der runden Klammer nur die “2” steht.

Dann den Bruch mit m*c² erweitern und sofort wird klar, die reflektierte Photonenenergie übersteigt nie m*c²/2, auch dann nicht wenn 100*m*c² auf das Photon eingestrahlt wurden.

Highway denkt natürlich nicht im Traum daran, auf diesen experimentellen Befund
einzugehen. Er will uns also eine klassische Formel für den Dopplereffekt unterjubeln, nach der, wenn sich die Sendequelle mit ca c entfernte von

100*m*c² etwa 50*m*c² zurückgestrahlt werden müssten, also etwa 100 mal so viel, wie gemessen wird.

und p(x) den dynamischen Teil wenn du so willst

Jaja klar:

Wenn ein Elektron bei v~0 eine Spannung von 1 Volt durchläuft, dann nimmt es 1eV an Energie auf.

Sollte es dieses Feld bei 0.8*c durchqueren, dann soll es nach Meinung der”Kritiker” nur mehr 0.6eV aufnehmen und knapp unterhalb von c fast gar keine Energie mehr.

Und da spricht, (neben vielen anderen Experimenten) auch schon allein schon der Comptoneffekt dagegen, der zeigt, dass bei extrem energiereichen Photonen nahezu dessen gesamte Energie auf das Elektron übergeht, ohne dass es je c erreichen könnte.

Nach klassischer Physik müsste es aber bei einem derartigen Stoßvorgang fast 2*c aufnehmen (LKW und Fußball). Warum tut es das nicht?