Der Glaube an Maxwells Theorie (war: ... an die Quantenmechanik)
Wolfgang G. G.
die für e.m. Transversalwellen gültige Ausbreitungs-
geschwindigkeit c sei auch die Geschwindigkeit mit der
sich rein elektrische und magnetische Felder ausbreiten.
Wenn wir die Gültigkeit der vier Maxwellschen Gleichungen
voraussetzen, dann lässt sich rein mathematisch entscheiden,
ob elektrische und magnetische Felder sich (im Vakuum) mit
derselben Geschwindigkeit wie elektromagnetische Wellen
ausbreiten.
Man kann erkennen, dass eine endliche Ausbreitungs-
geschwindigkeit elektrischer Felder nicht nur die
Allgemeingültigkeit der 1. Maxwellschen Gleichung (des
Gauss'schen Integralsatzes) aufhebt, sondern der ganzen
Herleitung von c bei e.m. Transversalwellen das Fundament
entzieht.
Der Gauss'sche Integralsatz gilt z.B. bei inkompressiblen
Flüssigkeiten und besagt, dass genau DIE Menge über eine
beliebige geschlosse Oberfläche um eine Quelle abfliessen
muss, DIE durch die Quelle einfliesst.
Da das Einschalten der Quelle ohne Verzögerung zu einem
Abfluss über die entfernte Oberfläche führt, handelt es
sich um Instantaneität. Wenn wir diese Annahme aber durch
die Annahme ersetzen, dass es Zeit benötigt, bis sich
das Einfliessen durch die Quelle an entfernten Stellen
bemerkbar machen kann, dann gilt der Integralsatz nicht
mehr, denn der Abfluss über die geschlossene Oberfläche
setzt dann erst nach einer Verzögerung ein.
Gregor Scholten in Xns90CFC4DACCD85sm...@134.91.4.40 :
> Ein sich instantan ausbreitendes Feld könnte keine Wellen ausbilden.
> Beispiel: Newtons Gravitationstheorie. Dort ist die Gravitation
> instantan, und deswegen kann es dort keine Gravitationswellen geben.
Trotz riesiger Anstrengungen sind Gravitationswellen aber nach wie
vor nicht mehr als theoretische Spekulation.
Zudem werden Gravitationswellen ja dazu benötigt, das Faktum
wegzuerklären, dass die Auswirkungen der (angenommenen) endlichen
Ausbreitungsgeschwindigkeit c bei Gravitation genausowenig
nachweisbar sind wie bei elektrischen und magnetischen Wechsel-
wirkungen.
Siehe auch die Zitate vom sci.physics-FAQ in:
http://groups.google.com/groups?ic=1&selm=7unc00$epg$1...@pollux.ip-plus.net
> Anderes Beispiel: die prä-maxwellsche Elektrizitätslehre. Dort breiten
> sich elektrische Felder instantan aus, entsprechend gibt es dort keine
> elektrischen oder elektromagnetischen Wellen.
Das Prinzip e.m. Wellen: Ein elektrisches Feld induziert in
der Nachbarschaft ein magnetisches Feld, dieses wiederum ein
elektrisches Feld, letzteres wiederum ein magnetisches, usw.
Wieso soll denn die Ausbreitungsgeschwindigkeit eines solchen
wellenförmigen Wechselfeldes auch für die Ausbreitung elektrischer
und magnetischer Felder alleine relevant sein?
Die Behauptung, das magnetische Feld eines Elektromagneten würde
sich nach Einschalten mit der gleichen Geschwindigkeit wie solche
Transversalwellen ausbreiten, folgt nicht nur nicht aus der
mathematischen Herleitung solcher Transversalwellen, sondern
untergräbt geradezu das Fundament dieser Herleitung.
> Du machst den Fehler, Innenraumwellen mit Oberflächenwellen zu
> verwechseln, die eine ganz andere (sehr viel kleinere)
> Geschwindigkeit haben.
Ob longitudinal oder transversal scheint mir hier das relevantere
Kriterium zu sein.
Heinrich Hertz:
"... den Umstand, dass wir die Gesamtkraft benutzen, welche sich in
elektrostatische und elektrodynamische Kraft trennen lässt. Schon
die Theorie hat wahrscheinlich gemacht, dass erstere, welche in der
Nähe der primären Schwingung überwiegt, sich schneller ausbreitet als
letztere, welche in der Entfernung fast allein zur Geltung kommt."
http://www.deja.com/=dnc/getdoc.xp?AN=531506436
Longitudinal electromagnetic waves:
http://www.deja.com/=dnc/getdoc.xp?AN=552484432
http://www.deja.com/=dnc/getdoc.xp?AN=553342011
>> (Die Hypothese, die virtuellen Photonen kehren immer wieder
>> zur Kugel zurück, kann doch höchstens in Form unverständlicher
>> Mathematik ernst genommen werden.)
>
> nein, sie kann überhaupt nicht ernst genommen werden.
> Da sie ein rein populärwissenschaftliches Konstrukt ist, das mit
> der Quantenelektrodynamik herzlich wenig zu tun hat.
Prämissen:
- Das elektrische Aufladen einer Kugel wirkt sich erst nach
10 Nanosekunden in 3 Meter Entfernung aus, da sich das
elektrische Feld (bwz. deren virtuelle Photonen) mit c
ausbreitet.
- Da elektrisches Feld Impuls vermittelt, hat es Masse/Energie.
- Eine geladene Kugel strahlt somit Masse/Energie ab.
- Wenn die Kugel nicht die gleiche Menge an Masse/Energie
absorbiert wie sie abstrahlt, wird ihre Masse/Energie
immer weniger.
Konklusion:
- Das mit c abgestrahlte elektrische Feld einer elektrisch
geladenen Kugel kehrt immer wieder zur Kugel zurückkehrt.
Wolfgang Gottfried G.
Meine vorigen Postings:
http://members.lol.li/twostone/google1.html#qm
Gregor Scholten
news:9hnmum$10m$1...@newsreaderg1.core.theplanet.net:
> Wenn wir die Gültigkeit der vier Maxwellschen Gleichungen
> voraussetzen, dann lässt sich rein mathematisch entscheiden,
> ob elektrische und magnetische Felder sich (im Vakuum) mit
> derselben Geschwindigkeit wie elektromagnetische Wellen
> ausbreiten.
ja. Und die Entscheidung lautet: sie haben dieselbe Geschwindigkeit.
> Der Gauss'sche Integralsatz gilt z.B. bei inkompressiblen
> Flüssigkeiten und besagt, dass genau DIE Menge über eine
> beliebige geschlosse Oberfläche um eine Quelle abfliessen
> muss, DIE durch die Quelle einfliesst.
>
> Da das Einschalten der Quelle ohne Verzögerung zu einem
> Abfluss über die entfernte Oberfläche führt, handelt es
> sich um Instantaneität. Wenn wir diese Annahme aber durch
> die Annahme ersetzen, dass es Zeit benötigt, bis sich
> das Einfliessen durch die Quelle an entfernten Stellen
> bemerkbar machen kann, dann gilt der Integralsatz nicht
> mehr, denn der Abfluss über die geschlossene Oberfläche
> setzt dann erst nach einer Verzögerung ein.
das ist in der Tat eine interessante Frage.
Da weiß ich jetzt auch keine Antwort drauf.
Ich schlage vor, du guckst dazu mal in die Fachliteratur.
Alternativ kannst du natürlich auch hingehen und aller Welt verkünden, daß
du die Widerlegung der Elektrodynamik entdeckt hast und diese Widerlegung
dann mit deiner Unwissenheit, was in der Fachliteratur dazu steht,
begründen ;-)
>> Ein sich instantan ausbreitendes Feld könnte keine Wellen ausbilden.
>> Beispiel: Newtons Gravitationstheorie. Dort ist die Gravitation
>> instantan, und deswegen kann es dort keine Gravitationswellen geben.
>
> Trotz riesiger Anstrengungen sind Gravitationswellen aber nach wie
> vor nicht mehr als theoretische Spekulation.
ändert nichts daran, daß das Beispiel der Newtonschen Gravitationstheorie
illustriert, daß zwischen Retardierung eines Feldes und der Möglichkeit,
Wellen auszubilden, ein Zusammehang besteht.
>> Anderes Beispiel: die prä-maxwellsche Elektrizitätslehre. Dort breiten
>> sich elektrische Felder instantan aus, entsprechend gibt es dort keine
>> elektrischen oder elektromagnetischen Wellen.
>
> Das Prinzip e.m. Wellen: Ein elektrisches Feld induziert in
> der Nachbarschaft ein magnetisches Feld, dieses wiederum ein
> elektrisches Feld, letzteres wiederum ein magnetisches, usw.
genau.
Und wenn em. Felder instantan reagieren würden, dann würde eine so erzeugte
Welle sich unendlich schnell ausbreiten.
Dann würde die Nachbarschaft augenblicklich das elektrische Feld spüren,
und damit würde augenblicklich ein magnetisches Feld induziert werden, das
augenblicklich wiederum ein elektrisches induzieren würde.
Somit hätte man eine unendliche Ausbreitungsgeschwindigkeit.
Jedenfalls wenn man vernachlässigt, daß durch die
Ausbreitungsgeschwindigkeit das Verhältnis zwischen der elektrischen
Feldkonstanten epsilon_0 und der magnetischen Feldkonstanten my_0 gegeben
ist. Bei unendlich hoher Ausbreitungsgeschwindigkeit würde nämlich bei
endlichem epsilon_0 my_0 = 0 sein, und dann gäbe es keine magnetischen
Felder.
> Wieso soll denn die Ausbreitungsgeschwindigkeit eines solchen
> wellenförmigen Wechselfeldes auch für die Ausbreitung elektrischer
> und magnetischer Felder alleine relevant sein?
weil eine endliche Ausbreitungsgeschwindigkeit darauf beruht, daß die
Nachbarschaft eben nicht sofort das elektrische Feld spürt, und daher das
magnetische Feld retardiert induziert wird.
In jedem guten E-Dynamik-Buch (z.B. Jackson) findest du das vorgerechnet.
> Die Behauptung, das magnetische Feld eines Elektromagneten würde
> sich nach Einschalten mit der gleichen Geschwindigkeit wie solche
> Transversalwellen ausbreiten, folgt nicht nur nicht aus der
> mathematischen Herleitung solcher Transversalwellen,
doch, es folgt aus dieser.
>> Du machst den Fehler, Innenraumwellen mit Oberflächenwellen zu
>> verwechseln, die eine ganz andere (sehr viel kleinere)
>> Geschwindigkeit haben.
>
> Ob longitudinal oder transversal scheint mir hier das relevantere
> Kriterium zu sein.
nein, ist es aber nicht.
Das entscheidende Kriterium ist, daß deine Behauptung, der Vergleich em.
Wechselwirkungen mit em. Wellen sei analog zum Vergleich von Störungen im
Innenraum einer Flüssigkeit mit Oberflächenwellen, falsch ist.
>>> (Die Hypothese, die virtuellen Photonen kehren immer wieder
>>> zur Kugel zurück, kann doch höchstens in Form unverständlicher
>>> Mathematik ernst genommen werden.)
>>
>> nein, sie kann überhaupt nicht ernst genommen werden.
>> Da sie ein rein populärwissenschaftliches Konstrukt ist, das mit der
>> Quantenelektrodynamik herzlich wenig zu tun hat.
>
> Prämissen:
>
> - Das elektrische Aufladen einer Kugel wirkt sich erst nach
> 10 Nanosekunden in 3 Meter Entfernung aus, da sich das
> elektrische Feld (bwz. deren virtuelle Photonen) mit c
> ausbreitet.
>
> - Da elektrisches Feld Impuls vermittelt, hat es Masse/Energie.
>
> - Eine geladene Kugel strahlt somit Masse/Energie ab.
in der Tat, das tut sie.
Eine Kugel, deren elektrische Ladungs sich ändert strahlt nämlich em.
Wellen ab, und das kann man sogar messen.
> - Wenn die Kugel nicht die gleiche Menge an Masse/Energie
> absorbiert wie sie abstrahlt, wird ihre Masse/Energie
> immer weniger.
nur solange wie sie Energie abstrahlt.
Wenn sich ihre Ladung irgendwann nicht mehr ändert, hört sie auch auf,
Energie abzustrahlen.
Das von ihr ausgehende elektrische Feld ist dann ein statisches Feld,
dessen Feldenergie aus der Zeit stammt, als sich die Ladung der Kugel noch
änderte und die Kugel daher noch Energie abstrahlte.
> Konklusion:
>
> - Das mit c abgestrahlte elektrische Feld einer elektrisch
> geladenen Kugel kehrt immer wieder zur Kugel zurückkehrt.
diese Schlußfolgerung ist falsch.
Harry Schmidt
> voraussetzen, dann lässt sich rein mathematisch entscheiden,
> ob elektrische und magnetische Felder sich (im Vakuum) mit
> derselben Geschwindigkeit wie elektromagnetische Wellen
> ausbreiten.
>
> Man kann erkennen, dass eine endliche Ausbreitungs-
> geschwindigkeit elektrischer Felder nicht nur die
> Allgemeingültigkeit der 1. Maxwellschen Gleichung (des
> Gauss'schen Integralsatzes)
Der Gausssche _Integralsatz_ gehört aber nicht zu den fundamentalen
Grundgleichungen, er ist nicht lokal. Die grundlegenden Gleichungen sind
natürlich die lokal formulierten differenziellen Maxwellgleichungen, und
div D = \rho gilt _immer_.
Außerdem folgt aus den Maxwellgleichungen noch was anderes, was Du bei
Deinen Überlegungen völlig vergessen hast: es gibt eine
Kontinuitätsgleichung für die Ladung. Es ist also _prinzipiell_
unmöglich an irgendeinem Ort im Raum eine Ladung "einzuschalten", und
nur das würde zu einer Verletzung der integralen Formulierung des
(physikalischen) Gaussschen Satzes führen, also bleibt auch die
Integraldarstellung immer gültig - man muß nur eben die Bedingungen
beachten, die durch die fundamentalere differenzielle Formulierung
gegeben ist.
> aufhebt, sondern der ganzen
> Herleitung von c bei e.m. Transversalwellen das Fundament
> entzieht.
Die Wellengleichung wird auch nicht aus der Integraldarstellung der
Maxwellgleichungen hergeleitet, sondern natürlich aus der
differenziellen Form.
> Das Prinzip e.m. Wellen: Ein elektrisches Feld induziert in
> der Nachbarschaft ein magnetisches Feld, dieses wiederum ein
> elektrisches Feld, letzteres wiederum ein magnetisches, usw.
>
> Wieso soll denn die Ausbreitungsgeschwindigkeit eines solchen
> wellenförmigen Wechselfeldes auch für die Ausbreitung elektrischer
> und magnetischer Felder alleine relevant sein?
Weil sich ein elektrisches bzw. ein magnetisches Feld _prinzipiell_
nicht alleine ausbreiten kann. Wenn sich ein elektrisches Feld im Raum
ausbreitet, dann "am Rand" der Ausbreitung immer dE/dt \neq 0 , daraus
folgt natürlich, daß rot B \neq 0 ist und umgekehrt.
Steht doch alles in dem Maxwellgleichungen - diese Frage sollte sich
also erübrigen, wenn man diese kennt.
> Die Behauptung, das magnetische Feld eines Elektromagneten würde
> sich nach Einschalten mit der gleichen Geschwindigkeit wie solche
> Transversalwellen ausbreiten, folgt nicht nur nicht aus der
> mathematischen Herleitung solcher Transversalwellen, sondern
> untergräbt geradezu das Fundament dieser Herleitung.
Also, die endliche Ausbreitungsgeschwindigkeit eines _magnetischen_
Feldes würde das integrale Gesetz der Nichtexistenz magnetischer
Monopole (\oint_A B d^2a = 0) nicht mal bei Missachtung anderer Gesetze
verletzen - oder?
Gruß, Harry
----------------------------------------------------------
"You may say I'm a dreamer."
Harry Schmidt
har...@studserv.uni-stuttgart.de
Roland Franzius
"Wolfgang G. G." schrieb:
> Die gesamte moderne Physik steht und fällt mit der These,
> die für e.m. Transversalwellen gültige Ausbreitungs-
> geschwindigkeit c sei auch die Geschwindigkeit mit der
> sich rein elektrische und magnetische Felder ausbreiten.
Da es die Ausbreitung dieser Felder nicht gibt ( "reine" elektrische und
magnetische Felder sind statisch ), fällt gar nichts.
>
>
> Wenn wir die Gültigkeit der vier Maxwellschen Gleichungen
> voraussetzen, dann lässt sich rein mathematisch entscheiden,
> ob elektrische und magnetische Felder sich (im Vakuum) mit
> derselben Geschwindigkeit wie elektromagnetische Wellen
> ausbreiten.
Die Gleichungen sagen, das sich reine Felder genausowenig ausbreiten können,
wie sich die Auslenkung einer Gitarrensaite ohne die dazugehörige
transversale Geschwindigkeit ( der Auslenkung an einem festen Punkt)
ausbreiten kann. Dabei ist es recht unerheblich, ob die Schwingung
transversal oder longitudinal ist: Ohne Geschwindigeit keine Gleichung
2.Ordnung in der Zeit keine Wellen mit Ausbreitung.
>
> Man kann erkennen, dass eine endliche Ausbreitungs-
> geschwindigkeit elektrischer Felder nicht nur die
> Allgemeingültigkeit der 1. Maxwellschen Gleichung (des
> Gauss'schen Integralsatzes) aufhebt, sondern der ganzen
> Herleitung von c bei e.m. Transversalwellen das Fundament
> entzieht.
Ja, wenn man vom Rechnen keine Ahnung hat. Es ist umgekehrt.
>
> Der Gauss'sche Integralsatz gilt z.B. bei inkompressiblen
> Flüssigkeiten und besagt, dass genau DIE Menge über eine
> beliebige geschlosse Oberfläche um eine Quelle abfliessen
> muss, DIE durch die Quelle einfliesst.
>
> Da das Einschalten der Quelle ohne Verzögerung zu einem
> Abfluss über die entfernte Oberfläche führt, handelt es
> sich um Instantaneität. Wenn wir diese Annahme aber durch
> die Annahme ersetzen, dass es Zeit benötigt, bis sich
> das Einfliessen durch die Quelle an entfernten Stellen
> bemerkbar machen kann, dann gilt der Integralsatz nicht
> mehr, denn der Abfluss über die geschlossene Oberfläche
> setzt dann erst nach einer Verzögerung ein.
>
Da die Einschaltung der Quelle zwecks Verletzung das Gausschen Satzes von
eben demselben in der Natur verhindert wird, kann man leider nur an
vorhandenen Ladungen wackeln, aber keine erzeugen. Wer durch Aufladen einer
Kugel ein Coulombfeld erzeugt, erzeugt tatsächlich ein Dipolfeld durch
Verschieben von Ladungen zwischen zwei getrennten Körpern, zB Erde und Kugel.
Diese Feld breitet sich wie bei jedem Sender mit Lichtgeschweindigkeit aus.
Das Feld wird dann nach Aufladung und Abstrahlung in der Umgebung der
geladenen kleinen Kugel analysiert, wo es Coulonbcharakter hat. Das geht aber
nicht beliebig weit und nicht beliebig kurz nach Aufladung.
Der wahre Grund für die Unmöglichkeit, eine Ladung zu erzeugen ist eben die
Kausalität und die Energie, die in statischen elektrischen Feldern steckt:
Die Energie außerhalb einer Kugel vom Radius R ist das Volumenintegral über
das Quadrat des Gradienten des Potentials über den Raum außerhalb der Kugel
abs(x)=R. Das ist aber nach Gauss das Oberflächenintegral auf der Kugel über
Gradient des Potentials * Potential = Q/R und nur von der Ladung im Inneren
bestimmt.
Abschalten der Ladung im Inneren oder auch nur Abschirmung des Feldes im
Außenraum würde also spontan im gesamten Weltall die im Coulombfeld
gespeicherte Energie vernichten. Damit wäre eine berechenbare, experimentell
auf Isolation von Teilsystemen gegründete Physik nicht möglich.
Gestützt wird der Erhaltungssatz der Ladung vom Prinzip der
lokalisierbarkeit: Wir akzeptieren nur Theorien, die zu einer meßbaren in
Raumbereichen lokalisierbaren Größe (hier Energie und Ladung) zugehörige
Ströme liefern, die den Transport dieser Größen beschreiben, so dass stets
der Gausssche Satz gilt:
-----------------------------------------------------------
| Zeitliche Veränderung des Volumenintegrals einer Größe |
| = Oberflächenintegral über den Strom dieser Größe. |
-----------------------------------------------------------
Dieses Prinzip beherrscht die kausale relativistische Physik und verhindert
Hexerei, d.h. die Möglichkeit, dass irgendwelche Entitäten, die angeblich
lokal messbar und dynamisch relevant sind, beliebig von Ort zu Ort
fluktuieren, ohne einer nachprüfbaren Ausbreitungsgleichung zu gehorchen. Ca.
98% der Theorie, d.h. der in quantitative Gesetze gefasste Physik, beruht auf
diesem einfachen Prinzip.
Fröhliches Rütteln!
--
Roland Franzius
Wolfgang G. G.
klaren Unterscheidung gelangt ist zwischen:
1. elektromagnetischen Wechselwirkungen (instantane Fernwirkung)
2. elektromagnetischer Strahlung (Ausbreitung mit c im Vakuum)
3. elektrischem Strom (Elektronen ziehen bzw. stossen sich gegen-
seitig mittels elektrischer Anziehung bzw. Abstossung)
Eine Ausbreitung mit c ist nur bei elektomagnetischer Strahlung
empirisch bestätigt.
Da schon so simple Experimente wie die von H. Hertz zeigen, dass
es e.m. Wechselwirkungen gibt ("die elektrostatische Kraft"), die
sich instantan ausbreiten (mit "unendlicher Geschwindigkeit" oder
mindestens "schneller" als die "elektrodynamische Kraft"), dürfte
die zeitdauerlose Übertragung von Information über ein paar Meter
Entfernung überhaupt kein Problem darstellen.
Kennt jemand Experimentatoren, die Interesse an diesem simplen
faster-than-light-Experiment haben. Ich bin gerne bereit, mich
finanziell mit bis zu 10'000 Mark am Experiment zu beteiligen
(bzw. es zu finanzieren). Aber warum sollte die Einrichtung eines
gut ausgerüsteten Physiklabors dazu nicht ausreichen?
Harry Schmidt in 3B402572...@studserv.uni-stuttgart.de :
|> Man kann erkennen, dass eine endliche Ausbreitungs-
|> geschwindigkeit elektrischer Felder nicht nur die
|> Allgemeingültigkeit der 1. Maxwellschen Gleichung (des
|> Gauss'schen Integralsatzes) aufhebt, sondern der ganzen
|> Herleitung von c bei e.m. Transversalwellen das Fundament
|> entzieht.
|
| Die Wellengleichung wird auch nicht aus der Integraldarstellung
| der Maxwellgleichungen hergeleitet, sondern natürlich aus der
| differenziellen Form.
Als Student werden dir solche Fehler sicher verziehen, vor allem
wenn sie zum Wohle des orthodoxen Glaubens begangen werden. Da die
Gültigkeit der differenziellen Form die Gültigkeit der Integral-
darstellung nach sich zieht, ist deine Bemerkung bestenfalls
leere Rhetorik, so wie dein (und auch Roland Franzius') Versuch,
mir Unverständnis in Sachen Ladungserhaltung anzudichten.
Gregor Scholten in Xns90D1EF998D89Bsm...@134.91.1.40 :
>> Das Prinzip e.m. Wellen: Ein elektrisches Feld induziert in
>> der Nachbarschaft ein magnetisches Feld, dieses wiederum ein
>> elektrisches Feld, letzteres wiederum ein magnetisches, usw.
>
> genau. Und wenn em. Felder instantan reagieren würden, dann würde eine
> so erzeugte Welle sich unendlich schnell ausbreiten.
> Dann würde die Nachbarschaft augenblicklich das elektrische Feld spüren,
> und damit würde augenblicklich ein magnetisches Feld induziert werden,
> das augenblicklich wiederum ein elektrisches induzieren würde.
> Somit hätte man eine unendliche Ausbreitungsgeschwindigkeit.
Das dem nicht so ist, kannst du erkennen, wenn du dir Folgendes zu
Gemüte ziehtst:
"In einem Transformator mit Eisenkern ist die Fernwirkung von Primär-
auf Sekundärspule klein im Verhältnis zu der durch den Eisenkern
vermittelten Wirkung. Die Vermittlung im Eisenkern breitet sich sehr
schnell aber nicht augenblicklich aus. Zuerst wird das Eisen
innerhalb der Primärspule magnetisiert. Jede lokale Magnetisierung
geht mit atomaren Veränderungen (der Weiss-Bereiche) einher und
benötigt Zeit. Da magnetische Fernwirkung mit der Entfernung stark
abnimmt, wird ein Bereich oft erst durch benachbarte Bereiche
magnetisiert. Deshalb breitet sich ein Magnetfeld, das am linken
Ende eines Eisenstabs induziert wird, mit endlicher Geschwindigkeit
zum rechten Ende aus." http://members.lol.li/twostone/a3.html
Auch bei der Ausbreitung e.m. Strahlung wird Ladung verschoben, was
wegen der Gegeninduktion nicht ohne Verzögerung vor sich gehen kann.
Zudem sind bei allen Wellentypen Effekte, die sich schneller als
die Wellen ausbreiten, Voraussetzung für die Ausbreitung der Wellen.
Oder behauptest du etwa auch, dass die Schallgeschwindigkeit die
höchste Geschwindigkeit ist, mit der Energie und Impuls zwischen
Luftmolekülen übertragen wird?
Wenn du an einem mit einem Ende an einer Wand befestigten Seil von
Hand eine Seilwelle induzierst, verändert sich die Zugkraft des
Seils an der Wand nicht erst dann, wenn die Welle die Wand erreicht.
Siehe auch (auf Englisch):
http://www.deja.com/=dnc/getdoc.xp?AN=617250979
>> Prämissen:
>>
>> - Das elektrische Aufladen einer Kugel wirkt sich erst nach
>> 10 Nanosekunden in 3 Meter Entfernung aus, da sich das
>> elektrische Feld (bwz. deren virtuelle Photonen) mit c
>> ausbreitet.
>>
>> - Da elektrisches Feld Impuls vermittelt, hat es Masse/Energie.
>>
>> - Eine geladene Kugel strahlt somit Masse/Energie ab.
>
> in der Tat, das tut sie.
> Eine Kugel, deren elektrische Ladung sich ändert strahlt nämlich
> em. Wellen ab, und das kann man sogar messen.
Nur sind solche (sich mit c ausbreitenden) Wellen für das
Verständnis elektrostatischer Kräfte irrelevant, da ihr Impuls
um Grössenordnungen zu klein ist.
>> - Wenn die Kugel nicht die gleiche Menge an Masse/Energie
>> absorbiert wie sie abstrahlt, wird ihre Masse/Energie
>> immer weniger.
>
> nur solange wie sie Energie abstrahlt.
> Wenn sich ihre Ladung irgendwann nicht mehr ändert, hört sie auch
> auf, Energie abzustrahlen.
Ob die Kugel Energie in Form von elektromagnetischer Strahlung
abstrahlt oder nicht, ist wie schon gesagt irrelevant.
> Das von ihr ausgehende elektrische Feld ist dann ein statisches Feld,
> dessen Feldenergie aus der Zeit stammt, als sich die Ladung der Kugel
> noch änderte und die Kugel daher noch Energie abstrahlte.
>
>> Konklusion:
>>
>> - Das mit c abgestrahlte elektrische Feld einer elektrisch
>> geladenen Kugel kehrt immer wieder zur Kugel zurückkehrt.
>
> diese Schlußfolgerung ist falsch.
Meine Schlussfolgerung ist deshalb richtig, weil statische Felder
(d.h. Felder in denen sich nichts bewegt) sowieso nicht in der
Lage sind, Fernkräfte zwischen unbeweglichen Ladungsträgern zu
erklären, denn ohne Bewegung kein Impuls, und ohne Austausch von
Impuls keine Kraft.
Je einfacher und anschaulicher, desto ernster sollte man
physikalische Erklärungen und Theorien nehmen.
Und wenn einem das triviale Prinzip instantaner Wechselwirkung,
mit exakter Impulserhaltung in allen Situation, nicht einleuchtet,
dann sollte einem die weitaus kompliziertere und viel obskurere
QED-Erklärung noch viel weniger einleuchten. Denn die Frage, warum
und wie sich Gegenstände wechselseitig anziehen können, wird von
dieser Theorie ja erst recht nicht gelöst.
Das in der modernen Physik verbreitete "man kann bzw. darf sich die
Erklärungen nicht konkret vorstellen" ist ein Relikt der Religion.
Gruss, Wolfgang
Hendrik van Hees
> Die Maxwellsche Theorie krankt daran, dass sie immer noch zu keiner
> klaren Unterscheidung gelangt ist zwischen:
>
> 1. elektromagnetischen Wechselwirkungen (instantane Fernwirkung)
> 2. elektromagnetischer Strahlung (Ausbreitung mit c im Vakuum)
> 3. elektrischem Strom (Elektronen ziehen bzw. stossen sich gegen-
> seitig mittels elektrischer Anziehung bzw. Abstossung)
Genau _das_ wird durch die Maxwellgleichungen beschrieben. Lies' doch
erst mal grundlegende Lehrbücher, bevor Du hier solche Verwirrung
verbreitet. Es sei auf das Standardwerk
J.D. Jackson, Classical Electrodynamics
verwiesen, das genau solche Grundlagenprobleme ausführlich und korrekt
diskutiert.
--
Hendrik van Hees Home: http://theory.gsi.de/~vanhees/
c/o GSI-Darmstadt SB3 3.183 FAQ: http://theory.gsi.de/~vanhees/faq/
Planckstr. 1
D-64291 Darmstadt mailto:h.va...@gsi.de
Harry Schmidt
> |> Man kann erkennen, dass eine endliche Ausbreitungs-
> |> geschwindigkeit elektrischer Felder nicht nur die
> |> Allgemeingültigkeit der 1. Maxwellschen Gleichung (des
> |> Gauss'schen Integralsatzes) aufhebt, sondern der ganzen
> |> Herleitung von c bei e.m. Transversalwellen das Fundament
> |> entzieht.
> |
> | Die Wellengleichung wird auch nicht aus der Integraldarstellung
> | der Maxwellgleichungen hergeleitet, sondern natürlich aus der
> | differenziellen Form.
>
> Als Student werden dir solche Fehler sicher verziehen, vor allem
> wenn sie zum Wohle des orthodoxen Glaubens begangen werden.
Normalerweise antworte ich jemandem, der sich so arrogant und
gleichzeitig so verbohrt gibt nicht. Du solltest aus meiner
Email-Adresse nicht auf meine Tätigkeit schließen. Ich benutz diese
Adresse nur noch zum NG-posten, wegen dem Spam. Außerdem "glaube" ich
(wenn's um Naturwissenschaft geht) gar nix. Ich _weiß_, daß die
Naturgesetze, so wie wir sie heute kennen, ein gutes Modell zur
Beschreibung der Wirklichkeit sind. Das weiß ich aus Experimenten, die
ich teils sogar selbst gemacht habe, bei vielen anderen kenne ich die
Leute, die sie durchgeführt haben persönlich und war bei einigen auch
anwesend. Hast Du schon mal physikalische Experimente durchgeführt? Oder
hast Du mal mit den Maxwellgleichungen rumgerechnet, bzw. kannst Du das,
was Du behauptest auch exakt formulieren und nicht nur mit schwafel-bla
Argumentation?
Sachen, die aus den Grundgesetzen folgen, habe ich entweder verstanden
(indem ich's selbst nachgerechnet hab), oder ich äußere mich nicht dazu.
> Da die
> Gültigkeit der differenziellen Form die Gültigkeit der Integral-
> darstellung nach sich zieht,
Natürlich, so wie aus x=1 auch x^2=1 folgt. Aber aus x^2=1 folgt,
daß x auch -1 sein kann, was aber durch x=1 ausgeschlossen wird. Will
sagen: du gewinnst scheinbar Lösungen durch Nicht-Äquivalenzumformungen,
weil Du dabei Information verlierst.
Aber in diesem Fall muß ich Dir sogar recht geben, meine Antwort war
etwas voreilig. Besser wäre: Wegen der Gültigkeit des Gaußschen Satzes
(in integraler Form) kann es ein solches Szenario (nämlich das
"Einschalten" bzw. erzeugen einer Ladung an einem Ort) nicht geben. Das
hab ich aber auch weiter unten geschrieben, als ich dich auf die
Ladungserhaltung aufmerksam gemacht habe.
> ist deine Bemerkung bestenfalls
> leere Rhetorik, so wie dein (und auch Roland Franzius') Versuch,
> mir Unverständnis in Sachen Ladungserhaltung anzudichten.
Dann erklär doch mal, wie Du eine Ladung irgendwo "einschalten" willst,
ohne die Kontinuitätsgleichung zu verletzen.
> Auch bei der Ausbreitung e.m. Strahlung wird Ladung verschoben, was
> wegen der Gegeninduktion nicht ohne Verzögerung vor sich gehen kann.
Im Vakuum gibt's keine Ladung, dennoch können sich dort em Felder
ausbreiten. Dafür gibt's doch den Verschiebungsstrom: rot H = j + dD/dt
-> auch wenn j=0 kann's magnetische Felder geben (umgekehrt natürlich
auch elektrische Felder ohne Ladungen). Nur bei der _Erzeugung_
elektromagnetischer Felder braucht man Ladungen/Ströme.
> Zudem sind bei allen Wellentypen Effekte, die sich schneller als
> die Wellen ausbreiten, Voraussetzung für die Ausbreitung der Wellen.
Wieso das?
> Wenn du an einem mit einem Ende an einer Wand befestigten Seil von
> Hand eine Seilwelle induzierst, verändert sich die Zugkraft des
> Seils an der Wand nicht erst dann, wenn die Welle die Wand erreicht.
Doch, genau das tut sie. Wichtig dabei ist, daß die
Ausbreitungsgeschwindigkeit der Welle von ihrer Frequenz abhängt.
Matthias Meixner
> Die Maxwellsche Theorie krankt daran, dass sie immer noch zu keiner
> klaren Unterscheidung gelangt ist zwischen:
>
> 1. elektromagnetischen Wechselwirkungen (instantane Fernwirkung)
> 2. elektromagnetischer Strahlung (Ausbreitung mit c im Vakuum)
> 3. elektrischem Strom (Elektronen ziehen bzw. stossen sich gegen-
> seitig mittels elektrischer Anziehung bzw. Abstossung)
>
> empirisch bestätigt.
[...]
>
> Kennt jemand Experimentatoren, die Interesse an diesem simplen
> faster-than-light-Experiment haben. Ich bin gerne bereit, mich
> finanziell mit bis zu 10'000 Mark am Experiment zu beteiligen
> (bzw. es zu finanzieren). Aber warum sollte die Einrichtung eines
> gut ausgerüsteten Physiklabors dazu nicht ausreichen?
Also wie wäre es die Diskussion so lange zu unterbrechen, bis dieses Experiment
durchgeführt und die eine oder andere Variante bestätigt ist? Ansonsten
argumentiert man hier nur auf Basis von Theorien und vergißt, daß sich
die Natur nicht nach Theorien richtet sondern sich die Theorien nach der
Natur richten müssen.
Also wie müßte das Experiment zum Nachweis/Widerlegen aussehen?
- Matthias Meixner
--
Matthias Meixner mei...@rbg.informatik.tu-darmstadt.de
Matthias Meixner
> "Wolfgang G. G." <z...@z.lol.li> wrote in
> news:9hnmum$10m$1...@newsreaderg1.core.theplanet.net:
>
> > voraussetzen, dann lässt sich rein mathematisch entscheiden,
> > ob elektrische und magnetische Felder sich (im Vakuum) mit
> > derselben Geschwindigkeit wie elektromagnetische Wellen
> > ausbreiten.
>
>
>
> > Flüssigkeiten und besagt, dass genau DIE Menge über eine
> > beliebige geschlosse Oberfläche um eine Quelle abfliessen
> > muss, DIE durch die Quelle einfliesst.
> >
> > Da das Einschalten der Quelle ohne Verzögerung zu einem
> > Abfluss über die entfernte Oberfläche führt, handelt es
> > sich um Instantaneität. Wenn wir diese Annahme aber durch
> > die Annahme ersetzen, dass es Zeit benötigt, bis sich
> > das Einfliessen durch die Quelle an entfernten Stellen
> > bemerkbar machen kann, dann gilt der Integralsatz nicht
> > mehr, denn der Abfluss über die geschlossene Oberfläche
> > setzt dann erst nach einer Verzögerung ein.
>
> Da weiß ich jetzt auch keine Antwort drauf.
> Ich schlage vor, du guckst dazu mal in die Fachliteratur.
> Alternativ kannst du natürlich auch hingehen und aller Welt verkünden, daß
> du die Widerlegung der Elektrodynamik entdeckt hast und diese Widerlegung
> dann mit deiner Unwissenheit, was in der Fachliteratur dazu steht,
> begründen ;-)
Ganz einfach: Wenn die Flüssigkeit inkompressibel wäre, dann würde sich die
Welle durch die Flüssigkeit mit unendlich hoher Geschwindigkeit ausbreiten.
Solche vollständig inkompressiblen Flüssigkeiten existieren jedoch nicht,
weshalb der Gauss'sche Integralsatz in diesem Fall das ganze auch nur
näherungsweise beschreibt.
--
Matthias Meixner mei...@rbg.informatik.tu-darmstadt.de
Georg Kreyerhoff
>
> Die Maxwellsche Theorie krankt daran, dass sie immer noch zu keiner
> klaren Unterscheidung gelangt ist zwischen:
>
> 1. elektromagnetischen Wechselwirkungen (instantane Fernwirkung)
Es gibt in der Maxwell-Theorie keine instantane Fernwirkung.
> 2. elektromagnetischer Strahlung (Ausbreitung mit c im Vakuum)
> 3. elektrischem Strom (Elektronen ziehen bzw. stossen sich gegen-
> seitig mittels elektrischer Anziehung bzw. Abstossung)
>
> Eine Ausbreitung mit c ist nur bei elektomagnetischer Strahlung
> empirisch bestätigt.
>
wo sollte man sie denn sonst noch belegen müssen?
> Da schon so simple Experimente wie die von H. Hertz zeigen, dass
> es e.m. Wechselwirkungen gibt ("die elektrostatische Kraft"), die
> sich instantan ausbreiten (mit "unendlicher Geschwindigkeit" oder
> mindestens "schneller" als die "elektrodynamische Kraft"), dürfte
> die zeitdauerlose Übertragung von Information über ein paar Meter
> Entfernung überhaupt kein Problem darstellen.
>
Da hast Du wohl was falsch verstanden. Elektrostatische Felder
sind, wie der Name schon sagt, statisch. D.h. zeitlich unveränderlich.
Die sind einfach da und brauchen sich nicht erst auszubreiten.
Information tragen sie auch nicht, denn um mit einem Feld Information
übertragen zu können, muß man die Feldstärke schon irgendwie
modulieren. Nur ist das Feld dann nicht mehr statisch.
> Kennt jemand Experimentatoren, die Interesse an diesem simplen
> faster-than-light-Experiment haben. Ich bin gerne bereit, mich
> finanziell mit bis zu 10'000 Mark am Experiment zu beteiligen
> (bzw. es zu finanzieren). Aber warum sollte die Einrichtung eines
> gut ausgerüsteten Physiklabors dazu nicht ausreichen?
>
Weil es so etwas nicht gibt. Zumindest nicht im Rahmen der
Maxwell-Theorie.
> Harry Schmidt in 3B402572...@studserv.uni-stuttgart.de :
>
>...
Dann rechne mir das doch mal im Rahmen der Maxwell-Theorie vor.
> Oder behauptest du etwa auch, dass die Schallgeschwindigkeit die
> höchste Geschwindigkeit ist, mit der Energie und Impuls zwischen
> Luftmolekülen übertragen wird?
>
> Wenn du an einem mit einem Ende an einer Wand befestigten Seil von
> Hand eine Seilwelle induzierst, verändert sich die Zugkraft des
> Seils an der Wand nicht erst dann, wenn die Welle die Wand erreicht.
>
> Siehe auch (auf Englisch):
> http://www.deja.com/=dnc/getdoc.xp?AN=617250979
>
ich sehe, Du willst van Flanderens Unverständnis bzgl. der ART
auch auf die E-Dynamik ausweiten (wo natürlich das gleiche Phänomen
der scheinbar instantanen Wirkungsausbreitung auftritt). Das ist
aber nur scheinbar so. Eine Informationsübertragung durch das
elektrostatische Feld findet nicht statt, weil man mit diesem
Feld eben keine Information übertragen kann.
>[restliches konfuses Zeug weg. Ich versteh beim besten Willen nicht,
>was Du uns sagen willst]
Georg
Gregor Scholten
news:9hugtq$hh$3...@sun27.hrz.tu-darmstadt.de:
> Also wie wäre es die Diskussion so lange zu unterbrechen, bis dieses
> Experiment durchgeführt und die eine oder andere Variante bestätigt
> ist? Ansonsten argumentiert man hier nur auf Basis von Theorien und
> vergißt, daß sich die Natur nicht nach Theorien richtet sondern sich
> die Theorien nach der Natur richten müssen.
ähm, du hast möglicherweise das Thema dieser Diskussion mißverstanden.
Es geht hier darum, daß G.G. Unstimmigkeiten in der E-Dynamik behauptet,
die erwiesernermaßen nicht vorhanden sind.
Wolfgang G. G.
>> Kennt jemand Experimentatoren, die Interesse an diesem simplen
>> faster-than-light-Experiment haben. Ich bin gerne bereit, mich
>> finanziell mit bis zu 10'000 Mark am Experiment zu beteiligen
>> (bzw. es zu finanzieren). Aber warum sollte die Einrichtung eines
>> gut ausgerüsteten Physiklabors dazu nicht ausreichen?
>
> Also wie wäre es die Diskussion so lange zu unterbrechen, bis dieses
> Experiment durchgeführt und die eine oder andere Variante bestätigt
> ist? Ansonsten argumentiert man hier nur auf Basis von Theorien und
> vergißt, daß sich die Natur nicht nach Theorien richtet sondern sich
> die Theorien nach der Natur richten müssen.
Wenn wir dein "naives" Verständnis von physikalischen Experimenten
anwenden, dann ist die Frage schon mit den bisher durchgeführten
Experimenten zugunsten instantaner Wechselwirkungen entschieden.
Denn das Dogma der Fernwirkungslosigkeit kann ja nur dadurch aufrecht
erhalten werden, dass die gemessene Instantaneität zur nur "SCHEINBAR
instantanen Wirkungsausbreitung" erklärt wird.
> Also wie müßte das Experiment zum Nachweis/Widerlegen aussehen?
In etwa so wie das Experiment, mit dem Heinrich Hertz nicht nur
(offiziell) e.m. Strahlung sondern auch (inoffiziell) elektro-
statische Fernkräfte entdeckt hat:
"Da in der Nähe der primären Schwingung die Interferenzen allerdings
nach je 2.8 m ihr Zeichen wechselt, so möchte man schliessen, dass
sich die hier vorzugsweise wirkende elektrostatische Kraft mit
unendlicher Geschwindigkeit ausbreitet."
( Für Referenzen und weitere relevante Zitate siehe:
http://www.deja.com/=dnc/getdoc.xp?AN=531506436 )
Mit Hilfe sogenannter "schneller Schwingungen", die in einer Arbeit
beschrieben werden, die ich nicht gelesen habe, gelang es Hertz, in
Drähten Wellen mit einer Wellenlänge von 2.8 m zu erzeugen. Da das
Verhältnis von Drahtwellen zu Wellen durch die Luft etwa 45 : 28
beträgt, haben gewöhnliche e.m. Wellen eine Wellenlänge von ungefähr
45/28 * 2.8 m = 4.5 m
und die Frequenz beträgt
300 000 000 m/s / 4.5 m = 67 Megahertz
Hertz stellte zwei quadratische Messingplatten mit 40 cm Seitenlänge
in einem Abstand von 60 cm in einer vertikalen Ebene auf. Die zwei
Messingplatten dienten als die zwei Pole einer Senderantenne.
Wenn es nur darum geht, elektrostatische Effekte zu messen, ist es
am einfachsten, sich nur um eine solche Messingplatte (oder etwas
besseres) zu kümmern. Vom Zentrum der Messingplatte aus kann ein
Draht die Schwingung (mit der Wellenlänge von 2.8 m) senkrecht von
der Platte weg weiterleiten. Wenn sich die elektrostatische Kraft mit
Lichtgeschwindigkeit ausbreiten würde, ergäbe das (wie für Photonen)
eine Wellenlänge von 4.5 m. Handelt es sich aber um Fernkräfte, dann
müssen Draht und elektrostatische Kraft nach 1.4 m gegenphasig sein,
nach 2.8 m gleichphasig, nach 4.2 m wieder gegenphasig, u.s.w.
Als einzige wesentliche Weiterentwicklung über Hertz hinaus muss
Information in Form von Modulation der "schnellen Schwingung" ins
Spiel gebracht werden.
Dass die "elektrostatische Kraft" in einer Entfernung auch dann
mit der Quelle synchron laufen muss, wenn die Quelle kein
gleichförmiges Signal sondern Information darstellt, wird schon
durch korrektes Denken nahegelegt.
Siehe http://www.deja.com/=dnc/getdoc.xp?AN=624113784
Möglichweise lässt sich die Instantaneität der elektrostatischen
Wechselwirkung auch ganz einfach an einem leistungsstarken
Dipolsender belegen, da sich die Stahlung vorzugsweise in der
Ebene diagonal zum Dipol ausbreitet, während die elektrostatische
Kraft in der Verlängerung des Dipols am stärksten ist.
|+
<<<<<< | >>>>>> (e.m. Dipolstrahlung)
|-
Es grüsst,
Wolfgang Gottfried G.
Meine vorigen Postings zu diesem Thema:
http://members.lol.li/twostone/google1.html#qm
Gregor Scholten
> Die Maxwellsche Theorie krankt daran, dass sie immer noch zu keiner
> klaren Unterscheidung gelangt ist zwischen:
>
> 1. elektromagnetischen Wechselwirkungen (instantane Fernwirkung)
> 2. elektromagnetischer Strahlung (Ausbreitung mit c im Vakuum)
also zu einer klaren Unterscheidung zwischen instantanen em. Fernwirkungen
und em. Strahlung ist sie aber ganz eindeutig fähig. Sie sagt nämlich aus,
daß es instantane Fernwirkungen nicht gibt, em. Strahlung dagegen schon.
Und daran, daß das eine Unterscheidung ist, kann überhaupt kein Zweifel
bestehen.
Wohl richtig ist jedoch, daß es in der E-Dynamik keine klare Unterscheidung
gibt zwischen (retardierten, nicht instantanen) em. Wechselwirkungen und
em. Strahlung.
Das ist aber kein Argument gegen diese Theorie, da es keinen Grund gibt,
warum es dazwischen eine klare Unterscheidung geben müßte.
> 3. elektrischem Strom (Elektronen ziehen bzw. stossen sich gegen-
> seitig mittels elektrischer Anziehung bzw. Abstossung)
das hingegen ist falsch. Es gibt eine klare Unterscheidung zwischen Feldern
und Strömen.
In der Quantenfeldtheorie wird daraus eine klare Unterscheidung zwischen
zwischen dem em. Feld und anderen Feldern, z.B. dem Elektronenfeld.
> Da schon so simple Experimente wie die von H. Hertz zeigen, dass
> es e.m. Wechselwirkungen gibt ("die elektrostatische Kraft"), die
> sich instantan ausbreiten (mit "unendlicher Geschwindigkeit"
die Experimente von Hertz zeigen nichts dergleichen.
Sie zeigen die Existenz em. Wechselwirkungen, nicht aber daß diese
instantan seien.
> Kennt jemand Experimentatoren, die Interesse an diesem simplen
> faster-than-light-Experiment haben. Ich bin gerne bereit, mich
> finanziell mit bis zu 10'000 Mark am Experiment zu beteiligen
> (bzw. es zu finanzieren). Aber warum sollte die Einrichtung eines
> gut ausgerüsteten Physiklabors dazu nicht ausreichen?
z.B. weil es solche Experimente nicht gibt.
> "In einem Transformator mit Eisenkern ist die Fernwirkung von Primär-
> auf Sekundärspule klein im Verhältnis zu der durch den Eisenkern
> vermittelten Wirkung. Die Vermittlung im Eisenkern breitet sich sehr
> schnell aber nicht augenblicklich aus. Zuerst wird das Eisen
> innerhalb der Primärspule magnetisiert. Jede lokale Magnetisierung
> geht mit atomaren Veränderungen (der Weiss-Bereiche) einher und
> benötigt Zeit. Da magnetische Fernwirkung mit der Entfernung stark
> abnimmt, wird ein Bereich oft erst durch benachbarte Bereiche
> magnetisiert.
oder anders gesagt: es ist die Vermittlung durch Materie, die für die
geringe Ausbreitungsgeschwindigkeit verantwortlich ist.
> Deshalb breitet sich ein Magnetfeld, das am linken
> Ende eines Eisenstabs induziert wird, mit endlicher Geschwindigkeit
> zum rechten Ende aus." http://members.lol.li/twostone/a3.html
zu unterscheiden: das äußere oder "nackte" Magnetfeld H (von dir oben als
Fernwirkung von Primär- auf Sekundärspule bezeichnet) breitet sich sich mit
Lichtgeschwindigkeit aus,
während sich das durch die Magnetisierung des Eisenkerns hervorgerufene
zusätzliche Magnetfeld sehr viel langsamer ausbreitet, wegen der
Langsamkeit der Magnetisierung.
> Auch bei der Ausbreitung e.m. Strahlung wird Ladung verschoben,
wenn das so wäre, dann könnte sich em. Strahlung nur da ausbreiten, wo
Materie ist, in der sich Ladungen verschieben können.
In Abwesenheit von Materie, d.h. im Vakuum, gäbe es somit keine em. Wellen.
Und das steht im eindeutigen Widerspruch zum Experiment.
> Zudem sind bei allen Wellentypen Effekte, die sich schneller als
> die Wellen ausbreiten, Voraussetzung für die Ausbreitung der Wellen.
> Oder behauptest du etwa auch, dass die Schallgeschwindigkeit die
> höchste Geschwindigkeit ist, mit der Energie und Impuls zwischen
> Luftmolekülen übertragen wird?
ja, genau das behaupte ich.
> Wenn du an einem mit einem Ende an einer Wand befestigten Seil von
> Hand eine Seilwelle induzierst, verändert sich die Zugkraft des
> Seils an der Wand nicht erst dann, wenn die Welle die Wand erreicht.
das kommt darauf an, ob du mit "die Welle erreicht die Wand" meinst, daß
die Frontwelle (also der Punkte, wo die Auslenkung von Null verschieden zu
werden beginnt) die Wand erreicht, oder ob du damit meinst, daß der erste
Wellenberg (der natürlich eine Viertiel-Wellenlänge hinter der Frontwelle
ist) die Wand erreicht.
Wenn du die Frontwelle meinst, dann hast du unrecht. Die Zugkraft ändert
sich erst bei Eintreffen der Frontwelle, nicht früher.
Anders wenn du den ersten Wellen meinst: da die Frontwelle vor ihm
eintrifft, ändert sich auch die Zugkraft schon vorher.
>>> - Eine geladene Kugel strahlt somit Masse/Energie ab.
>>
>> in der Tat, das tut sie.
>> Eine Kugel, deren elektrische Ladung sich ändert strahlt nämlich em.
>> Wellen ab, und das kann man sogar messen.
>
> Nur sind solche (sich mit c ausbreitenden) Wellen für das
> Verständnis elektrostatischer Kräfte irrelevant, da ihr Impuls
> um Grössenordnungen zu klein ist.
wir sprachen von der Energie, nicht vom Impuls.
Das elektrostatische Feld der Kugel hat, solange es keine Ladung
beschleunigt, gar keinen Impuls.
Das magnetische Feld B ist ja Null, und damit ist die Impulsdichte E x B
Null.
> Meine Schlussfolgerung ist deshalb richtig, weil statische Felder
> (d.h. Felder in denen sich nichts bewegt) sowieso nicht in der
> Lage sind, Fernkräfte zwischen unbeweglichen Ladungsträgern zu
> erklären, denn ohne Bewegung kein Impuls, und ohne Austausch von
> Impuls keine Kraft.
richtig.
Sobald das elektrische Feld der Kugel eine Ladung beschleunigt, ist es kein
elektrostatisches Feld mehr. Denn durch die Bewegung der Ladung entsteht
ein Magnetfeld B, und damit ist die Impulsdichte E x B von Null
verschieden. Zudem geht von der Ladung ja ebenfalls ein elektrisches Feld
aus, daß auf die Kugel beschleunigend wirkt.
Deine Schlußfolgerung wird dadurch aber nicht richtig.
> Und wenn einem das triviale Prinzip instantaner Wechselwirkung,
> mit exakter Impulserhaltung in allen Situation, nicht einleuchtet,
und wem bitte schön leuchtet das nicht ein??
Dir?
Mir jedenfalls leuchtet es ein. Dadurch wird es aber nicht richtig.
Dieses triviale Prinzip ist experimentell widerlegt, und damit ist es
unweigerlich falsch.
> dann sollte einem die weitaus kompliziertere und viel obskurere
> QED-Erklärung noch viel weniger einleuchten. Denn die Frage, warum
> und wie sich Gegenstände wechselseitig anziehen können, wird von
> dieser Theorie ja erst recht nicht gelöst.
falsch.
Die Frage wird gelöst.
> Das in der modernen Physik verbreitete "man kann bzw. darf sich die
> Erklärungen nicht konkret vorstellen"
in der modernen Physik ist kein derartiges Ptrinzip weit verbreitet.
Höchstens in der populärwissenschaftlichen Literatur.
Wolfgang G. G.
> Sachen, die aus den Grundgesetzen folgen, habe ich entweder verstanden
> (indem ich's selbst nachgerechnet hab), oder ich äußere mich nicht dazu.
Nur ist die Sicherheit aus Nachrechnen trügerisch.
Ich äussere mich nur zu Dingen, die ich (mindestens in Form einer
Analogie) anschaulich verstanden habe.
Was ich Ende 1998 geschrieben habe, ist im wesentlichen nach wie vor
gültig, wobei ich "substanziell" durch "stichhaltig" ersetzen würde:
"Ich kann nach wie vor mit gutem Recht behaupten, dass kein einziges
substanzielles Argument gegen auch nur eine einzige meiner diversen
Thesen vorgebracht worden ist. Es ist aber nicht so, dass es niemand
versucht hätte." http://members.lol.li/twostone/dialog.html
> Aber in diesem Fall muß ich Dir sogar recht geben, meine Antwort war
> etwas voreilig. Besser wäre: Wegen der Gültigkeit des Gaußschen Satzes
> (in integraler Form) kann es ein solches Szenario (nämlich das
> "Einschalten" bzw. erzeugen einer Ladung an einem Ort) nicht geben.
Tut mir leid Harry, aber auch das ist falsch. Der Gaussche Satz
sagt nichts über Ein-/Ausschalten von Quellen und Senken in
inkompressiblen Flüssigkeiten aus, sondern nur, dass sich das
Ein-/Aussschalten instantan an entfernten Stellen bemerkbar macht.
Ladungserhaltung ist ein eigenständiges Prinzip.
> Das hab ich aber auch weiter unten geschrieben, als ich dich auf
> die Ladungserhaltung aufmerksam gemacht habe.
Es ging mir (am 01.07.01) nur darum, am EINFACHSTEN Fall
aufzuzeigen, dass der Gaussche Satz instantane Fernwirkung
voraussetzt. Verschieben von Quellen und Senken führt bei Annahme
einer endlichen Geschwindigkeit der Wirkungsausbreitung zu einer
analogen Verletzung des Gausschen Satzes wie das Einschalten
einer Quelle.
Stell dir eine grosse Metallkugel mit 3 m Radius vor, in dessen
Zentrum sich eine kleine Kugel mit 1 m Radius befindet. Die zwei
Kugeln sollen radial mit 1000 gleichmässig verteilten 2 m langen
Leitern verbunden sein. In der Mitte eines jeden Leiters soll
sich eine Stromquelle befinden.
Wenn alle 1000 Stromquellen exakt gleichzeitig eingeschaltet
werden und Elektronen von der inneren zur äusseren Kugel pumpen,
dann beginnt nach etwa 5 ns = 1 m / 200'000 km/s die äussere
Kugel sich negativ, und die innere Kugel sich positiv aufzuladen.
(Spätestens) zu diesem Zeitpunkt würde der Fluss über die äussere
Kugel vorübergehend negativ, wenn sich die Änderung der Ladung
von der inneren Kugel nicht sofort sondern mit einer Verzögerung
von 6.66 ns = 2 m / c zur äusseren ausbreiten würde. Und das
widerspricht offensichtlich der ersten Maxwell-Gleichung.
>> Auch bei der Ausbreitung e.m. Strahlung wird Ladung verschoben, was
>> wegen der Gegeninduktion nicht ohne Verzögerung vor sich gehen kann.
>
> Im Vakuum gibt's keine Ladung, dennoch können sich dort em Felder
> ausbreiten. Dafür gibt's doch den Verschiebungsstrom: rot H = j + dD/dt
> -> auch wenn j=0 kann's magnetische Felder geben (umgekehrt natürlich
> auch elektrische Felder ohne Ladungen).
Der "Verschiebungsstrom" ist die instantane Wirkung der
Ortsänderung entfernter Ladungen und lässt sich in allen Fällen
mit der 1. Maxwell-Gleichung berechnen.
Wenn Maxwells Vorstellung vom Verschiebungsstrom korrekt wären,
wären sich mit c ausbreitende elektrische Longitudinalwellen
möglich, z.B. ausgehend von einer offenen Kondensatorplatte.
Die experimenelle Widerlegung eines sich mit c ausbreitenden
Verschiebungsstroms ist sogar noch älter die Bestätigung e.m.
Transversalwellen:
"Als ich nun aber die Apparate sorgfältig aufgestellt hatte und
den Versuch ausführte, fand ich die Phase der Interferenz deutlich
verschieden in verschiedenen Entfernungen und zwar etwa in solcher
Abwechslung, wie es einer unendlichen Ausbreitungsgeschwindigkeit
entsprochen hätte. Entmutigt brach ich den Versuch ab."
(Heinrich Hertz, Gesammelte Werke, Band 2, Leibzig, 1894,
"Einleitende Übersicht", Seite 8)
> Nur bei der _Erzeugung_
> elektromagnetischer Felder braucht man Ladungen/Ströme.
Ich stelle mir ein Photon etwa so vor:
+ + - - + +
___ + _______ + - _______ - + _______ + ___
- - + + - -
- - + + - -
Die elektrischen Felder der Photonen sind Folge von Ladungs-
verschiebungen in eben diesen Photonen. Mit elektr(ostat)ischer
Anziehung und Induktion lassen sich wesentliche Eigenschaften
von Photonen und damit von e.m. Transversalstrahlung verstehen.
Dass Maxwell und andere gescheitert sind, sich auch nur halbswegs
konkrete Vorstellungen von e.m. Transversalwellen zu machen,
liegt primär daran, dass sie deren Zusammensetzung aus Quanten
nicht erahnten.
Während im Wasser Transveralwellen nur an der Oberfläche möglich
sind, sind e.m. Transveralwellen dort (wie auch im Vakuum)
deshalb möglich, weil jedes Photon eine (oft mit anderen
Photonen korrelierte) eigene Polarisationsebene mitbringt, die
von Anfang an exakt bestimmt ist.
Lichtpolarisation in der Quantenmechanik:
http://members.lol.li/twostone/a2.html
Räumliche Ausdehnung von Elementarteilchen:
http://members.lol.li/twostone/a607.html (-> Photonen)
Re: An atom emits light. How long is the wavetrain?
http://www.deja.com/=dnc/getdoc.xp?AN=608044028
>> Zudem sind bei allen Wellentypen Effekte, die sich schneller als
>> die Wellen ausbreiten, Voraussetzung für die Ausbreitung der Wellen.
>
> Wieso das?
Interessante Frage.
Gruss, Wolfgang
Gregor Scholten
Wolfgang G. G. schrieb in Nachricht
<9i7i78$q8m$1...@newsreaderm1.core.theplanet.net>...
>> Sachen, die aus den Grundgesetzen folgen, habe ich entweder verstanden
>> (indem ich's selbst nachgerechnet hab), oder ich äußere mich nicht dazu.
>
>Nur ist die Sicherheit aus Nachrechnen trügerisch.
eben nicht.
>Ich äussere mich nur zu Dingen, die ich (mindestens in Form einer
>Analogie) anschaulich verstanden habe.
dein Pech. Nur ist die Sicherheit aus der Anschauung trügerisch.
>> Aber in diesem Fall muß ich Dir sogar recht geben, meine Antwort war
>> etwas voreilig. Besser wäre: Wegen der Gültigkeit des Gaußschen Satzes
>> (in integraler Form) kann es ein solches Szenario (nämlich das
>> "Einschalten" bzw. erzeugen einer Ladung an einem Ort) nicht geben.
>
>Tut mir leid Harry, aber auch das ist falsch. Der Gaussche Satz
>sagt nichts über Ein-/Ausschalten von Quellen und Senken in
>inkompressiblen Flüssigkeiten aus, sondern nur, dass sich das
>Ein-/Aussschalten instantan an entfernten Stellen bemerkbar macht.
bei Flüssigkeiten, die tatsächlich absolut inkompressibel wären, ja.
Nur gibt es solche nicht. Jede reale Flüssigkeit hat eine wenn auch geringe
Kompressibilität.
Würde man bei einer solche Flüssigkeit, bei sich das Einschalten von Quellen
nur retardiert bemerkbar macht, die Gültigkeit des Gaußschen Satzes fordern,
würde daraus folgen, daß es kein Ein- und Ausschalten von Quellen geben
kann.
Übertragen auf ein Feld bedeutet das: entweder das Feld reagiert instantan
auf Veränderungen, dann sagt der Gaußsche Satz nichts über die Möglichkeit
der Ladungserzeugung/-vernichtung aus, oder aber das Feld reagiert
retardiert, dann folgt aus dem Gaußschen Satz die Ladungserhaltung.
>Verschieben von Quellen und Senken führt bei Annahme
>einer endlichen Geschwindigkeit der Wirkungsausbreitung zu einer
>analogen Verletzung des Gausschen Satzes wie das Einschalten
>einer Quelle.
nein, das tut es nicht.
>Stell dir eine grosse Metallkugel mit 3 m Radius vor, in dessen
>Zentrum sich eine kleine Kugel mit 1 m Radius befindet. Die zwei
>Kugeln sollen radial mit 1000 gleichmässig verteilten 2 m langen
>Leitern verbunden sein. In der Mitte eines jeden Leiters soll
>sich eine Stromquelle befinden.
>
>Wenn alle 1000 Stromquellen exakt gleichzeitig eingeschaltet
>werden und Elektronen von der inneren zur äusseren Kugel pumpen,
>dann beginnt nach etwa 5 ns = 1 m / 200'000 km/s die äussere
>Kugel sich negativ, und die innere Kugel sich positiv aufzuladen.
>
>(Spätestens) zu diesem Zeitpunkt würde der Fluss über die äussere
>Kugel vorübergehend negativ, wenn sich die Änderung der Ladung
>von der inneren Kugel nicht sofort sondern mit einer Verzögerung
>von 6.66 ns = 2 m / c zur äusseren ausbreiten würde.
falsch. Der Fluß wäre ständig Null, egal wie stark das Feld retardiert ist.
Die Gesamtladung innerhalb der äußeren Kugel ist ja Null. Von Null
verschieden wird der Fluß erst dann, wenn Ladungen in den Raum außerhalb der
äußeren Kugel gelangen.
>>> Auch bei der Ausbreitung e.m. Strahlung wird Ladung verschoben, was
>>> wegen der Gegeninduktion nicht ohne Verzögerung vor sich gehen kann.
>>
>> Im Vakuum gibt's keine Ladung, dennoch können sich dort em Felder
>> ausbreiten. Dafür gibt's doch den Verschiebungsstrom: rot H = j + dD/dt
>> -> auch wenn j=0 kann's magnetische Felder geben (umgekehrt natürlich
>> auch elektrische Felder ohne Ladungen).
>
>Der "Verschiebungsstrom" ist die instantane Wirkung der
>Ortsänderung entfernter Ladungen und lässt sich in allen Fällen
>mit der 1. Maxwell-Gleichung berechnen.
>
>Wenn Maxwells Vorstellung vom Verschiebungsstrom korrekt wären,
>wären sich mit c ausbreitende elektrische Longitudinalwellen
>möglich, z.B. ausgehend von einer offenen Kondensatorplatte.
falsch.
Denn wegen der Ladungserhaltung müßte die Kondensatorplatte entweder seit
ewigen Zeiten offensein, oder es müßte irgendwann mal eine anderen
Kondensatorplatte da gewesen sein, die irgendwann wegbewegt wurde.
Bei diesem Wegbewegen würde - völlig unabhängig von der Retardierung -
außerhalb der Kondensatorplatten die Divergenz des elektrischen Feldes stets
Null bleiben, und deswegen gäbe es keine longitudinalen EM-Wellen.
>> Nur bei der _Erzeugung_
>> elektromagnetischer Felder braucht man Ladungen/Ströme.
>
>Ich stelle mir ein Photon etwa so vor:
>
> + + - - + +
> ___ + _______ + - _______ - + _______ + ___
> - - + + - -
> - - + + - -
du verwechselst Photonen mit optischen Phononen (mit n statt t), also
Schallquanten.
EM-Wellen sind aber keine Schallwellen.
>Die elektrischen Felder der Photonen sind Folge von Ladungs-
>verschiebungen in eben diesen Photonen.
das stünde aber im Widerspruch dazu, daß die E-Felder bei EM-Wellen
divergenzfrei sind.
>Mit elektr(ostat)ischer
>Anziehung und Induktion lassen sich wesentliche Eigenschaften
>von Photonen und damit von e.m. Transversalstrahlung verstehen.
aber ihre Divergenzfreiheit nicht.
>Dass Maxwell und andere gescheitert sind, sich auch nur halbswegs
>konkrete Vorstellungen von e.m. Transversalwellen zu machen,
Maxwell ist daran aber gar nicht gescheitert.
Maxwells Theorie liefert eine sehr konkrete Vorstellung von EM-Wellen:
an jedem Punkt x im Raum ist ein elektrisches Feld E(x) und ein magnetisches
Feld B(x), und bei einer EM-Welle gilt E(x,t) ~ sin(omega*t - k*x + phi),
B(x,t) ~ sin(omega*t - k*x + phi).
Hendrik van Hees
> Nur ist die Sicherheit aus Nachrechnen trügerisch.
Nur insofern, als man sich ja mal verrechnen kann (Vorzeichen, Faktoren
2 Pi und 4 Pi und dgl. sind da so Fehlerquellen ;-)).
>
> Ich äussere mich nur zu Dingen, die ich (mindestens in Form einer
> Analogie) anschaulich verstanden habe.
Die Anschauung ist kein guter Ratgeber bei Dingen, die unanschaulich
sind.
> Tut mir leid Harry, aber auch das ist falsch. Der Gaussche Satz
> sagt nichts über Ein-/Ausschalten von Quellen und Senken in
> inkompressiblen Flüssigkeiten aus, sondern nur, dass sich das
> Ein-/Aussschalten instantan an entfernten Stellen bemerkbar macht.
Im Rahmen der Relativitätstheorie gibt es keine in diesem Sinne
inkompressible Flüssigkeiten. Störungen in Materie können sich
genausowenig wie im Vakuum mit höherer als mit Lichtgeschwindigkeit
ausbreiten. In Materie ist die Ausbreitungsgeschwindigkeit gar
bedeutend kleiner als in vacuo (Schallgeschwindigkeit).
>
> Ladungserhaltung ist ein eigenständiges Prinzip.
Ladungserhaltung wird heute als aus dem allgemeinen Prinzip der
Eichinvarianz folgendes Prinzip verstanden. Zusammen mit der
Renormierbarkeit der zugrundeliegenden Quantenfeldtheorien ergibt sich
aus der lokale U(1)-Eichsymmetrie eindeutig der Lagrangean für die QED.
Allgemeinverständlich wird das am prägnantesten in Weinbergs
Nobelpreisrede dargestellt (auch die physik. Bedeutung der
Renormierbarkeit).
> Es ging mir (am 01.07.01) nur darum, am EINFACHSTEN Fall
> aufzuzeigen, dass der Gaussche Satz instantane Fernwirkung
> voraussetzt. Verschieben von Quellen und Senken führt bei Annahme
> einer endlichen Geschwindigkeit der Wirkungsausbreitung zu einer
> analogen Verletzung des Gausschen Satzes wie das Einschalten
> einer Quelle.
Was meinst Du mit "Gaußschem Satz". Deren gibt es in der Physik viele.
Die eine Maxwellgleichung, die diesen Namen trägt lautet div D=rho
(rho=Ladungsdichte) und ist ein lokales Gesetz, das keinerlei in
instantane Wirkungsausbreitung erfordert. Die Maxwellgleichungen
genügen schließlich dem Relativitätsprinzip im Sinne der
Lorentzinvarianz der Naturgesetze. Sie sind eben gerade _nicht_
galileiinvariant.
>
> Stell dir eine grosse Metallkugel mit 3 m Radius vor, in dessen
> Zentrum sich eine kleine Kugel mit 1 m Radius befindet. Die zwei
> Kugeln sollen radial mit 1000 gleichmässig verteilten 2 m langen
> Leitern verbunden sein. In der Mitte eines jeden Leiters soll
> sich eine Stromquelle befinden.
>
> Wenn alle 1000 Stromquellen exakt gleichzeitig eingeschaltet
> werden und Elektronen von der inneren zur äusseren Kugel pumpen,
> dann beginnt nach etwa 5 ns = 1 m / 200'000 km/s die äussere
> Kugel sich negativ, und die innere Kugel sich positiv aufzuladen.
>
> (Spätestens) zu diesem Zeitpunkt würde der Fluss über die äussere
> Kugel vorübergehend negativ, wenn sich die Änderung der Ladung
> von der inneren Kugel nicht sofort sondern mit einer Verzögerung
> von 6.66 ns = 2 m / c zur äusseren ausbreiten würde. Und das
> widerspricht offensichtlich der ersten Maxwell-Gleichung.
Widerspricht Deine Beschreibung einer Maxwell-Gleichung, ist es
ziemlich sicher verkehrt. Du solltest das Szenario vielleicht mal
versuchen auf die sichere Grundlage der Maxwellgleichungen zu stellen,
statt umgekehrt aus rein qualitativen Abschätzungen einen Fehler in den
Maxwellgleichungen zu vermuten.
> Der "Verschiebungsstrom" ist die instantane Wirkung der
> Ortsänderung entfernter Ladungen und lässt sich in allen Fällen
> mit der 1. Maxwell-Gleichung berechnen.
Nochmal: Die Maxwellgleichungen sind Poincareinvariant und daher ist
nichts instantan. Der Verschiebungsstrom ist gerade notwendig, wenn man
Poincareinvarianz fordert. Er sorgt ja auch gerade für Wellenlösungen
im Gegensatz zu älteren Fernwirkungstheorien (Ampere, Weber et al), die
allesamt Ende des 19. Jhs. widerlegt wurden (u.a. durch ein breit
angelegtes Forschungsprogramm von Hermann v. Helmholtz, das zu den
berühmten Hertzschen Versuchen geführt hat).
>
> Wenn Maxwells Vorstellung vom Verschiebungsstrom korrekt wären,
> wären sich mit c ausbreitende elektrische Longitudinalwellen
> möglich, z.B. ausgehend von einer offenen Kondensatorplatte.
Longitudinalwellen sind durch die Maxwellgleichungen ausgeschlossen
(modern ausgedrückt: ein masseloses Spin-1-Feld in einer lokalen
Feldtheorie ist notwendig ein Eichfeld und hat 2 transversale und keine
longitudinalen Moden).
Gregor Scholten
"Gregor Scholten" <sm0...@uni-duisburg.de> wrote in
news:9i7ucg$o58$1...@a1-hrz.uni-duisburg.de:
>>Tut mir leid Harry, aber auch das ist falsch. Der Gaussche Satz
>>sagt nichts über Ein-/Ausschalten von Quellen und Senken in
>>inkompressiblen Flüssigkeiten aus, sondern nur, dass sich das
>>Ein-/Aussschalten instantan an entfernten Stellen bemerkbar macht.
>
> bei Flüssigkeiten, die tatsächlich absolut inkompressibel wären, ja.
> Nur gibt es solche nicht. Jede reale Flüssigkeit hat eine wenn auch
> geringe Kompressibilität.
> Würde man bei einer solche Flüssigkeit, bei sich das Einschalten von
> Quellen nur retardiert bemerkbar macht, die Gültigkeit des Gaußschen
> Satzes fordern, würde daraus folgen, daß es kein Ein- und Ausschalten
> von Quellen geben kann.
man kann natürlich auch bei kompressiblen Flüssigkeiten den Zufluß von
Flüssigkeit beliebig ein- und ausschalten. Allerdings würde dann die
Strömung nicht nur dort eine Divergenz haben, wo ein Zufluß stattfindet.
Beim Einschalten eines Zuflusses bildet sich eine sich ausbreitende
Wellenfront, die Bereiche mit verschwindender Strömung von Bereichen mit
nichtverschwindender Strömung abgrenzt. Und an dieser Wellenfront weist die
Strömung ebenfalls eine Divergenz auf, da die "Feldlinien" des
Strömungsfeldes an der Wellenfront enden.
Betrachtet man ein Raumvolumen, innerhalb dessen sich der Zufluß samt
Wellenfront befindet, so daß die Strömung an der Oberfläche dieses
Raumvolumens Null ist, dann ergibt das Volumenintegral über die Divergenz
Null, da sich die Divergenz des Zuflusses und die Divergenz der Wellenfront
genau kompensieren. Der Gaußsche Satz ist also erfüllt.
Analog kann es natürlich auch bei einem retardiert reagierenden Feld
Ladungserzeugung/-vernichtung geben. Nur müßte es dann zur Erfüllung des
Gaußschen Satzes longitudinale Wellen mit nichtverschwindender Divergenz
geben. Was bedeutet, daß bei einem solchen Feld die 1. Maxwell-Gleichung
(die ja besagt: Divergenz des Feldes = Ladungsdichte) nicht gelten würde.
Aus der Gültigkeit der 1. Maxwell-Gleichung folgt also in Verbindung mit
dem Gaußschen Satz, daß es bei einem retardiert reagierenden Feld keine
longitudinalen Wellen und keine Ladungserzeugung/-vernichtung geben kann.
Christopher Eltschka
> Die gesamte moderne Physik steht und fällt mit der These,
> die für e.m. Transversalwellen gültige Ausbreitungs-
> geschwindigkeit c sei auch die Geschwindigkeit mit der
> sich rein elektrische und magnetische Felder ausbreiten.
Das ist so nicht richtig. Es wuerde zwar einiges an Aenderungen
beduerfen, aber dass die _gesamte_ moderne Physik davon abhinge, ist
falsch. Zum Beispiel beruht weder die spezielle noch die allgemeine
Relativitaetstheorie darauf, dass die Grenzgeschwindigkeit im
Universum gerade mit der Geschwindigkeit elektromagnetischer Wellen
uebereinstimmt. Dass dies so ist, hat in Bezug auf die
Relativitaetstheorie zwar sehr geholfen, sie zu finden und zu
ueberpruefen, aber sie haengt nicht davon ab - man muesste nur den
liebgewonnenen Ausdruck "Lichtgeschwindigkeit" durch einen besser
passenden wie "Grenzgeschwindigkeit" ersetzen. Ebenso ist die
Quantenmechanik in weiten Bereichen unabhaengig von der
Geschwindigkeit elektromagnetischer Effekte.
>
> Wenn wir die Gültigkeit der vier Maxwellschen Gleichungen
> voraussetzen, dann lässt sich rein mathematisch entscheiden,
> ob elektrische und magnetische Felder sich (im Vakuum) mit
> derselben Geschwindigkeit wie elektromagnetische Wellen
> ausbreiten.
Korrekt. Und die Antwort ist: Ja.
>
> Man kann erkennen, dass eine endliche Ausbreitungs-
> geschwindigkeit elektrischer Felder nicht nur die
> Allgemeingültigkeit der 1. Maxwellschen Gleichung (des
> Gauss'schen Integralsatzes) aufhebt, sondern der ganzen
> Herleitung von c bei e.m. Transversalwellen das Fundament
> entzieht.
Nein.
>
> Der Gauss'sche Integralsatz gilt z.B. bei inkompressiblen
> Flüssigkeiten und besagt, dass genau DIE Menge über eine
> beliebige geschlosse Oberfläche um eine Quelle abfliessen
> muss, DIE durch die Quelle einfliesst.
>
> Da das Einschalten der Quelle ohne Verzögerung zu einem
> Abfluss über die entfernte Oberfläche führt, handelt es
> sich um Instantaneität.
Aus den Maxwellgleichungen folgt Ladungserhaltung, sprich, man kann
eine Quelle des Feldes nicht einfach ein- oder ausschalten. Somit sind
alle Folgerungen ueber das Ein- und Ausschalten von Ladungsquellen
irrelevant.
Die einzige Moeglichkeit, die Ladung in einem Raumgebiet zu aendern,
ist, entweder Ladung in dieses hinein oder aus diesem heraus zu
transportieren. Die Ladung im Raumgebiet aendert sich in genau dem
Moment, in dem die Ladung dessen Rand passiert, und somit ist die
Aenderung des Oberflaechenintegrals lokal erklaerbar und benoetigt
keine instantane Fernwirkung.
> Wenn wir diese Annahme aber durch
> die Annahme ersetzen, dass es Zeit benötigt, bis sich
> das Einfliessen durch die Quelle an entfernten Stellen
> bemerkbar machen kann, dann gilt der Integralsatz nicht
> mehr, denn der Abfluss über die geschlossene Oberfläche
> setzt dann erst nach einer Verzögerung ein.
Wenn man eine Ladungsquelle "einschalten" koennte (d.h., die
Ladungserhaltung verletzt waere), dann waeren die Maxwellgleichungen
falsch, und wir muessten uns nach einer neuen Theorie umsehen,
ja. Aber bis heute wurde kein Hinweis gesehen, dass die
Ladungserhaltung nicht gaelte.
>
>
> Gregor Scholten in Xns90CFC4DACCD85sm...@134.91.4.40 :
>
> > Ein sich instantan ausbreitendes Feld könnte keine Wellen ausbilden.
> > Beispiel: Newtons Gravitationstheorie. Dort ist die Gravitation
> > instantan, und deswegen kann es dort keine Gravitationswellen geben.
>
> Trotz riesiger Anstrengungen sind Gravitationswellen aber nach wie
> vor nicht mehr als theoretische Spekulation.
Das ist nicht ganz richtig. Die Abstrahlung von Gravitationswellen an
einem Doppelsternsystem wurde bereits durch Vermessung der Bahndaten
desselben nachgewiesen. Durch die Abstrahlung ergibt sich ein
berechenbarer und messbarer Energieverlust, durch welchen sich die
beiden Partner naeherkommen. Die Rechnung und die Messung stimmen gut
ueberein.
>
> Zudem werden Gravitationswellen ja dazu benötigt, das Faktum
> wegzuerklären, dass die Auswirkungen der (angenommenen) endlichen
> Ausbreitungsgeschwindigkeit c bei Gravitation genausowenig
> nachweisbar sind wie bei elektrischen und magnetischen Wechsel-
> wirkungen.
Bei elektrischen und magnetischen Wechselwirkungen sind die
Auswirkungen durchaus nachweisbar. Und bei der Gravitation auch, siehe
oben erwaehnten Doppelstern.
>
> Siehe auch die Zitate vom sci.physics-FAQ in:
> http://groups.google.com/groups?ic=1&selm=7unc00$epg$1...@pollux.ip-plus.net
>
> > Anderes Beispiel: die prä-maxwellsche Elektrizitätslehre. Dort breiten
> > sich elektrische Felder instantan aus, entsprechend gibt es dort keine
> > elektrischen oder elektromagnetischen Wellen.
>
> Das Prinzip e.m. Wellen: Ein elektrisches Feld induziert in
> der Nachbarschaft ein magnetisches Feld, dieses wiederum ein
> elektrisches Feld, letzteres wiederum ein magnetisches, usw.
>
> Wieso soll denn die Ausbreitungsgeschwindigkeit eines solchen
> wellenförmigen Wechselfeldes auch für die Ausbreitung elektrischer
> und magnetischer Felder alleine relevant sein?
Weil das aus den Maxwellgleichungen folgt, und bisher alle gemessenen
Felder den Maxwellgleichungen gehorcht haben (von Quanteneffekten mal
abgesehen).
>
> Die Behauptung, das magnetische Feld eines Elektromagneten würde
> sich nach Einschalten mit der gleichen Geschwindigkeit wie solche
> Transversalwellen ausbreiten, folgt nicht nur nicht aus der
> mathematischen Herleitung solcher Transversalwellen, sondern
> untergräbt geradezu das Fundament dieser Herleitung.
Nein.
>
> > Du machst den Fehler, Innenraumwellen mit Oberflächenwellen zu
> > verwechseln, die eine ganz andere (sehr viel kleinere)
> > Geschwindigkeit haben.
>
> Ob longitudinal oder transversal scheint mir hier das relevantere
> Kriterium zu sein.
>
> Heinrich Hertz:
>
> "... den Umstand, dass wir die Gesamtkraft benutzen, welche sich in
> elektrostatische und elektrodynamische Kraft trennen lässt. Schon
> die Theorie hat wahrscheinlich gemacht, dass erstere, welche in der
> Nähe der primären Schwingung überwiegt, sich schneller ausbreitet als
> letztere, welche in der Entfernung fast allein zur Geltung kommt."
> http://www.deja.com/=dnc/getdoc.xp?AN=531506436
Ach ja, und weil Heinrich Hertz das vermutet(!) hat, ist es wahr?
Dass neue Erkenntnisse alte Vermutungen widerlegen, ist nichts allzu
ungewoehnliches.
Andererseits kann man ja tatsaechlich zwischen Nahfeld und Fernfeld
unterscheiden - nur sind das keine prinzipiell unterschiedlichen
Dinge, sondern einfach unterschiedliche Summanden, welche zusammen das
Feld ergeben. Das Nahfeld faellt dabei wesentlich schneller ab (wie
1/r^2 statt 1/r), deshalb dominiert in grosser Entfernung das Fernfeld
(deshalb ja der Name). Die Ausbreitungsgeschwindigkeit liegt aber in
beiden Faellen bei c.
>
> Longitudinal electromagnetic waves:
> http://www.deja.com/=dnc/getdoc.xp?AN=552484432
> http://www.deja.com/=dnc/getdoc.xp?AN=553342011
Hier liegt vermutlich einfach eine Begriffsverwirrung vor. Auch das
Nahfeld oszilliert, und auch dieses breitet sich mit c aus. Allerdings
faellt es viel schneller ab und transportiert auch keine Energie nach
aussen. Ausserdem gehorcht es nicht der Wellengleichung, deshalb
spricht man bei diesem auch nicht von einer abgestrahlten Welle. Aber
das Nahfeld kommt selbstverstaendlich auch mit den Maxwellgleichungen
heraus. Inklusive periodischer Aenderungen des elektrischen Feldes in
Schwingungsrichtung.
>
> >> (Die Hypothese, die virtuellen Photonen kehren immer wieder
> >> zur Kugel zurück, kann doch höchstens in Form unverständlicher
> >> Mathematik ernst genommen werden.)
> >
> > nein, sie kann überhaupt nicht ernst genommen werden.
> > Da sie ein rein populärwissenschaftliches Konstrukt ist, das mit
> > der Quantenelektrodynamik herzlich wenig zu tun hat.
>
> Prämissen:
>
> - Das elektrische Aufladen einer Kugel wirkt sich erst nach
> 10 Nanosekunden in 3 Meter Entfernung aus, da sich das
> elektrische Feld (bwz. deren virtuelle Photonen) mit c
> ausbreitet.
Unter der Annahme, dass lokal eine Ladungstrennnung erfolgte.
Ein Erzeugen von Ladung ist prinzipiell unmoeglich.
>
> - Da elektrisches Feld Impuls vermittelt, hat es Masse/Energie.
Es hat selbstverstaendlich Energie.
>
> - Eine geladene Kugel strahlt somit Masse/Energie ab.
Nein. Wenn sie Masse/Energie abstrahlen wuerde, dann wuerde sie ja
leichter. Die Energie des elektrischen Feldes stammt von der Arbeit,
die Du in die Ladungstrennung hineingesteckt hast (z.B. das Benzin,
mit dem der Generator betrieben wurde). In dem Moment, in dem die
Kugel geladen ist und Du den Generator ausschaltest, kommt keine neue
Energie mehr hinzu.
Natuerlich breitet sich die bereits abgegebene Energie im Raum aus. Da
das statische elektrische Feld (also das nach Ende des Aufladens) mit
1/r^2 abfaellt, die Energiedichte aber proportional zu E^2 abfaellt,
bedeutet das, dass die Energiedichte wie 1/r^4 abfaellt. Daraus ist
eindeutig zu sehen, dass es sich nicht um eine Abstrahlung von
Energie, sondern um ruhende Energie handelt, denn abgestrahlte Energie
muesste ja nach dem Satz von Gauss mit 1/r^2 abfallen (weil ja das
Feld nicht mehr zunimmt, muss jedwede hereinkommende Energie auch
wieder heraus). Somit kann ein Energietransport nur dort stattfinden,
wo das elektrische Feld noch zunimmt. Dort faellt das elektrische Feld
staerker als mit 1/r^2 ab (weil das weiter innen liegende Feld ja
bereits zu einer hoeheren Ladung gehoert), und es stroemt Energie von
innen nach aussen.
Wegen der Ladungserhaltung ist das Aufladen der Kugel mit einem Strom
verbunden. Dieser sorgt fuer ein Magnetfeld, welches zusammen mit dem
elektrischen Feld fuer den Energietransport nach aussen sorgt. Sobald
der Generator abgeschaltet ist (und die Kugel somit nicht weiter
aufgeladen wird), faellt die Quelle dieses Feldes weg und der
Energietransport hoert an der Quelle (und sukzessive in einer mit c
wachsenden Umgebung) auf.
>
> - Wenn die Kugel nicht die gleiche Menge an Masse/Energie
> absorbiert wie sie abstrahlt, wird ihre Masse/Energie
> immer weniger.
Das Aufladen der Kugel benoetigt Energie, ja. Nach dem Ende des
Aufladens (der Generator ist abgeschaltet) ist die abgegebene
Energie 0, und somit auch die aufgenommene Energie.
>
> Konklusion:
>
> - Das mit c abgestrahlte elektrische Feld einer elektrisch
> geladenen Kugel kehrt immer wieder zur Kugel zurückkehrt.
Ex falso quodlibet.
Gregor Scholten
> Dass die "elektrostatische Kraft" in einer Entfernung auch dann
> mit der Quelle synchron laufen muss, wenn die Quelle kein
> gleichförmiges Signal sondern Information darstellt, wird schon
> durch korrektes Denken nahegelegt.
aber eben nur dann, wenn die Quelle gleichförmig (also unbeschleunigt)
bewegt ist.
Und wenn sich die Quelle seit ewiger Zeit gleichförmig mit
Unterlichtgeschwindigkeit bewegt, dann konnte die Information über den
Bewegungszustand der Quelle das elektrische Feld im gesamten Universum
erreichen, völlig egal, ob sich Veränderungen im elektrischen Feld nun mit
Lichtgeschwindigkeit oder instantan ausbreiten. Und damit kann das Feld im
gesamten Universum mit der Quelle synchron laufen, ohne daß dazu ein
überlichtschneller - oder gar instantaner - Informationstransfer notwendig
gewesen wäre.
Anders sieht es aus, wenn die Quelle beschleunigt wird. Dann aber läuft das
Feld nicht mehr synchron mit der Quelle.
Nehmen wir mal an, bis zu einem Zeitpunkt t1 bewegt sich die Quelle mit der
konstanten Geschwindigkeit v1, und das Feld läuft überall synchron.
Zwischen t1 und einem weiteren Zeitpunkt t2 ändere die Quelle ihre
Geschwindigkeit von v1 auf v2, und bewege sich nach t2 mit der konstanten
Geschwindigkeit v2 weiter.
Dann sendet die Quelle zwischen t1 und t2 eine sich mit c ausbreitende em.
Wellenfront mit der Länge (t2-t1)/c aus, die Raumbereiche, in denen das
elektrische Feld mit der mit v2 bewegten Quelle synchron läuft, von
Raumbereichen, in denen das Feld sich noch so verhält, als wäre die Quelle
mit v1 bewegt, abgrenzt.
In John Archibald Wheelers Buch "Gravitation und Raumzeit" gibt es im
Kapitel "Gravitationswellen" eine schöne Zeichnung (11.8) dazu.
> Möglichweise lässt sich die Instantaneität der elektrostatischen
> Wechselwirkung auch ganz einfach an einem leistungsstarken
> Dipolsender belegen, da sich die Stahlung vorzugsweise in der
> Ebene diagonal zum Dipol ausbreitet, während die elektrostatische
> Kraft in der Verlängerung des Dipols am stärksten ist.
du kannst es ja mal versuchen. Viel Spaß ;-)
Wolfgang G. G.
[ Wenn ich auf Gegenargumente nicht eingehe, dann nur deshalb,
weil ich sie für ungegründet, irrelevant, unsinnig oder für
schon ausdiskutiert halte. ]
>> Der Gaussche Satz
>> sagt nichts über Ein-/Ausschalten von Quellen und Senken in
>> inkompressiblen Flüssigkeiten aus, sondern nur, dass sich das
>> Ein-/Aussschalten instantan an entfernten Stellen bemerkbar macht.
>
> bei Flüssigkeiten, die tatsächlich absolut inkompressibel wären, ja.
> Nur gibt es solche nicht. Jede reale Flüssigkeit hat eine wenn auch
> geringe Kompressibilität.
Mathematik basiert auf Idealisierungen. Nur insofern Flüssigkeiten
als "inkompressibel" angesehen werden, ist der Gauss'sche
Divergenzsatz auf sie anwendbar. Und wenn man rein mathematisch
unter der Prämisse des Divergenzsatzes transversale Wellen mit
einer Geschwindigkeit c ableitet, dann basiert diese Ableitung auf
einer instantanen Ausbreitung des im Divergenzsatz vorkommenden
Flusses.
Behauptet man dann, dieser Fluss würde nicht instantan reagieren,
sondern Veränderungen (der Quellen) würden sich mit der
Geschwindigkeit c ausbreiten, dann ist die ursprüngliche Ableitung
der Geschwindigkeit c nicht mehr gültig, denn diese setzt immer
noch instantane Ausbreitung der Fluss-Änderungen voraus.
Ist das so schwer zu verstehen?
Elektische Ladungen sind insofern inkompressibel als das elektrische
Feld sich augenblicklich mit der Ladung mitbewegt, und sich nicht
in Bewegungsrichtung zusammenstaucht, wenn die Ladung von A nach B
bewegt wird.
Wie schnell die logisch/mathematische Vernunft mit Füssen getreten
wird, sobald sie irgend einem Glauben oder Interesse widerspricht,
ist schon erstaunlich (ausser man sieht die moderne Wissenschaft
mehr in der Tradition von Religion und Machpolitik als in der
Tradition der wahren Begründer moderner Wissenschaft).
>> Stell dir eine grosse Metallkugel mit 3 m Radius vor, in dessen
>> Zentrum sich eine kleine Kugel mit 1 m Radius befindet. Die zwei
>> Kugeln sollen radial mit 1000 gleichmässig verteilten 2 m langen
>> Leitern verbunden sein. In der Mitte eines jeden Leiters soll
>> sich eine Stromquelle befinden.
>>
>> Wenn alle 1000 Stromquellen exakt gleichzeitig eingeschaltet
>> werden und Elektronen von der inneren zur äusseren Kugel pumpen,
>> dann beginnt nach etwa 5 ns = 1 m / 200'000 km/s die äussere
>> Kugel sich negativ, und die innere Kugel sich positiv aufzuladen.
>>
>> (Spätestens) zu diesem Zeitpunkt würde der Fluss über die äussere
>> Kugel vorübergehend negativ, wenn sich die Änderung der Ladung
>> von der inneren Kugel nicht sofort sondern mit einer Verzögerung
>> von 6.66 ns = 2 m / c zur äusseren ausbreiten würde.
>
> falsch. Der Fluß wäre ständig Null, egal wie stark das Feld retardiert
> ist. Die Gesamtladung innerhalb der äußeren Kugel ist ja Null. Von Null
> verschieden wird der Fluß erst dann, wenn Ladungen in den Raum außerhalb
> der äußeren Kugel gelangen.
Dass gemäss 1. Maxwellgleichung (zumindest ohne Retardierung) der
Fluss in diesem Falle ständig Null sein muss, ist klar.
Aber dass die ad-hoc-Hypothese "Retardierung mit c" zu einer
Verletzung dieser Gleichung führt, ist auch klar und lässt
sich sogar noch einfacher zeigen, nämlich durch ERZEUGEN einer
LADUNGSQUELLE mittels "gleichzeitiger Ladungsverschiebung über
grosse Distanzen":
Lass uns zwei 1 km voneinander entfernte Kugeln mittels hinter-
einander gereihten Spannungsquellen verknüpfen. Das gleichzeitige
Einschalten aller Spannungsquellen führt praktisch augenblicklich
zu einem kontinuierlichen Aufladen beider Kugeln. Unter der Annahme
von Retardierung würde sich dieses Aufladen der Kugeln erst mit
einer Mikrosekunde Verzögerung in 300 m Abstand bemerkbar machen.
Wer könnte da noch behaupten, dass das in Einklang mit der ersten
Maxwell-Gleichung steht?
>> Die elektrischen Felder der Photonen sind Folge von Ladungs-
>> verschiebungen in eben diesen Photonen.
>
> das stünde aber im Widerspruch dazu, daß die E-Felder bei EM-Wellen
> divergenzfrei sind.
Photonen sind die "Atome" der Strahlung. Und makroskopische
Divergenzfreiheit zieht auch keine atomare Divergenzfreiheit
nach sich.
Gruss, Wolfgang
Das alles entscheidende Experiment:
http://members.lol.li/twostone/google1.html#qm
Hendrik van Hees
>
> Mathematik basiert auf Idealisierungen. Nur insofern Flüssigkeiten
> als "inkompressibel" angesehen werden, ist der Gauss'sche
> Divergenzsatz auf sie anwendbar. Und wenn man rein mathematisch
> unter der Prämisse des Divergenzsatzes transversale Wellen mit
> einer Geschwindigkeit c ableitet, dann basiert diese Ableitung auf
> einer instantanen Ausbreitung des im Divergenzsatz vorkommenden
> Flusses.
Kannst Du mal präzise definieren, was Du damit meinst?
Inkompressibilität bedeutet div v=0 (v=Geschwindigkeitsfeld), aber was
sollte schlimm daran sein, wenn diese Annahme nicht mehr gilt? Bei
hohen Drücken ist auch Wasser kompressibel, so what? Man kann sehr wohl
Fluiddynamik mit kompressiblen Fluiden betreiben. Wär' ja auch schlimm,
wenn man keine Gaskinetik mehr treiben könnte.
>
> Behauptet man dann, dieser Fluss würde nicht instantan reagieren,
> sondern Veränderungen (der Quellen) würden sich mit der
> Geschwindigkeit c ausbreiten, dann ist die ursprüngliche Ableitung
> der Geschwindigkeit c nicht mehr gültig, denn diese setzt immer
> noch instantane Ausbreitung der Fluss-Änderungen voraus.
In einer relativistischen Fluiddynamik (vgl. z.B. Landau/Lifshitz Vol
VI) breiten sich die Fronten von Wellen höchstens mit c aus. Das ist
eine mathematisch relativ einfach zu zeigende Tatsache.
>
> Ist das so schwer zu verstehen?
>
> Elektische Ladungen sind insofern inkompressibel als das elektrische
> Feld sich augenblicklich mit der Ladung mitbewegt, und sich nicht
> in Bewegungsrichtung zusammenstaucht, wenn die Ladung von A nach B
> bewegt wird.
Das elektromagnetische Feld (ein elektrisches Feld allein ist nicht
relativistisch kovariant, es ist immer ein elektromagnetisches Feld und
wird durch den Faradaytensor F_{\mu \nu}=\partial_{\mu}
A_{\nu}-\partial_{\nu} A_{\mu} kovariant beschrieben) bewegt sich nicht
"augenblicklich mit der Ladung mit". Beschleunigte Ladungen strahlen
vielmehr elektromagnetische Wellen ab, deren Frontgeschwindigkeit c nie
übersteigt. Selbstvertständlich besitzen Ladungen auch einen statischen
Anteil, der Lorentz-geboosteten Coulombfeldern entspricht. Auch dies
ist alles konsistent im Rahmen der per se Lorentz-kovarianten
Maxwellgleichungen beschreibbar.
Den Rest habe ich gecancelt, weil er sich völlig in die Abgründe der
Phantasie verliert ;-)).
F'upTO set to de.sci.physik.
BTW sollte man das Crossposten in drei Newsgroups vermeiden. Das bringt
nix. Wen's interessiert, kann auch in de.sci.physik lesen.
Boris Breidenbach
Ich habe die Diskussion nicht von Anfang an verfolgt.
"Wolfgang G. G." wrote:
> Und wenn man rein mathematisch
> unter der Prämisse des Divergenzsatzes transversale Wellen mit
> einer Geschwindigkeit c ableitet, dann basiert diese Ableitung auf
> einer instantanen Ausbreitung des im Divergenzsatz vorkommenden
> Flusses.
>
Wo genau siehst du den Unterschied zwischen Fluss und Feld? Fluss ist
doch Feld integriert ueber
eine Flaeche. Also breiten sich Aenderungen im Feld und im Fluss mit
gleicher Geschwindigkeit aus.
> Behauptet man dann, dieser Fluss würde nicht instantan reagieren,
> sondern Veränderungen (der Quellen) würden sich mit der
> Geschwindigkeit c ausbreiten, dann ist die ursprüngliche Ableitung
> der Geschwindigkeit c nicht mehr gültig, denn diese setzt immer
> noch instantane Ausbreitung der Fluss-Änderungen voraus.
Wo geht diese Voraussetzung ein?
Gregor Scholten
Der Gaussche Satz
>>> sagt nichts über Ein-/Ausschalten von Quellen und Senken in
>>> inkompressiblen Flüssigkeiten aus, sondern nur, dass sich das
>>> Ein-/Aussschalten instantan an entfernten Stellen bemerkbar macht.
>>
>> bei Flüssigkeiten, die tatsächlich absolut inkompressibel wären, ja.
>> Nur gibt es solche nicht. Jede reale Flüssigkeit hat eine wenn auch
>> geringe Kompressibilität.
>
> Mathematik basiert auf Idealisierungen. Nur insofern Flüssigkeiten
> als "inkompressibel" angesehen werden, ist der Gauss'sche
> Divergenzsatz auf sie anwendbar.
falsch.
Der Gaußsche Satz gilt für beliebige Vektorfelder, also auch für das
Strömungsfeld einer kompressiblen Flüssigkeit.
Nur hat man bei einer kompressiblen Flüssigkeit nicht nur Divergenzen in
Form von Zuflüssen und Abflüssen, sondern auch in Form von longitudinalen
Wellen.
Würde man die Nichtexistenz longitudinaler Wellen fordern - wie man es beim
EM-Feld durch die 1. Maxwell-Gleichung tut - dann würde daraus folgen, daß
Zu- und Abflüsse nicht ein- und abschaltbar sind.
> Und wenn man rein mathematisch
> unter der Prämisse des Divergenzsatzes transversale Wellen mit
> einer Geschwindigkeit c ableitet, dann basiert diese Ableitung auf
> einer instantanen Ausbreitung des im Divergenzsatz vorkommenden
> Flusses.
falsch.
Denn der Gaußsche Satz basiert ja gar nicht auf einer instantanen
Ausbreitung.
> Behauptet man dann, dieser Fluss würde nicht instantan reagieren,
> sondern Veränderungen (der Quellen) würden sich mit der
> Geschwindigkeit c ausbreiten, dann ist die ursprüngliche Ableitung
> der Geschwindigkeit c nicht mehr gültig, denn diese setzt immer
> noch instantane Ausbreitung der Fluss-Änderungen voraus.
nein, das tut sie nicht.
> Ist das so schwer zu verstehen?
nein, schwer zu verstehen ist es nicht, im Gegenteil, es ist sogar ganz
einfach.
Nur ändert das nichts daran, daß es einfach falsch ist.
> Elektische Ladungen sind insofern inkompressibel als das elektrische
> Feld sich augenblicklich mit der Ladung mitbewegt, und sich nicht
> in Bewegungsrichtung zusammenstaucht, wenn die Ladung von A nach B
> bewegt wird.
sofern die elektrische Ladung gleichförmig bewegt ist, ja.
Daß das in völliger Übereinstimmung mit der retardierten Ausbreitung des
Feldes steht, habe ich dir ja bereits erklärt.
> Wie schnell die logisch/mathematische Vernunft mit Füssen getreten
> wird, sobald sie irgend einem Glauben oder Interesse widerspricht,
> ist schon erstaunlich
du hast recht, es ist in der Tat erstaunlich, in welche extremen Maße du
die logisch/mathematische Vernunft mit Füßen trittst (z.B. indem du die
erwiesenermaßen falsche Behauptung, der Gaußsche Satz gelte nur für
instantan reagierende Felder, aufstellst), nur weil sie deinem fanatischen
religiösen Glauben, daß sich das EM-Feld instantan ausbreiten müsse,
widerspricht.
>>> (Spätestens) zu diesem Zeitpunkt würde der Fluss über die äussere
>>> Kugel vorübergehend negativ, wenn sich die Änderung der Ladung
>>> von der inneren Kugel nicht sofort sondern mit einer Verzögerung von
>>> 6.66 ns = 2 m / c zur äusseren ausbreiten würde.
>>
>> falsch. Der Fluß wäre ständig Null, egal wie stark das Feld retardiert
>> ist. Die Gesamtladung innerhalb der äußeren Kugel ist ja Null. Von Null
>> verschieden wird der Fluß erst dann, wenn Ladungen in den Raum außerhalb
>> der äußeren Kugel gelangen.
>
> Dass gemäss 1. Maxwellgleichung (zumindest ohne Retardierung) der
> Fluss in diesem Falle ständig Null sein muss, ist klar.
und mit Retardierung ist es sogar genauso klar.
> Aber dass die ad-hoc-Hypothese "Retardierung mit c"
es gibt keine solche ad-hoc-Hypothese. Die Retardierung ist nämlich keine
ad-hoc-Hypothse.
> zu einer
> Verletzung dieser Gleichung führt, ist auch klar
falsch.
Vielmehr ist klar, daß eine nicht-existente ad-hoc-Hypothese prinzipiell
nicht zur Verletzung einer Gleichung führen kann.
> und lässt
> sich sogar noch einfacher zeigen, nämlich durch ERZEUGEN einer
> LADUNGSQUELLE mittels "gleichzeitiger Ladungsverschiebung über
> grosse Distanzen":
>
> Lass uns zwei 1 km voneinander entfernte Kugeln mittels hinter-
> einander gereihten Spannungsquellen verknüpfen. Das gleichzeitige
> Einschalten aller Spannungsquellen führt praktisch augenblicklich
> zu einem kontinuierlichen Aufladen beider Kugeln. Unter der Annahme
> von Retardierung würde sich dieses Aufladen der Kugeln erst mit
> einer Mikrosekunde Verzögerung in 300 m Abstand bemerkbar machen.
>
> Wer könnte da noch behaupten, dass das in Einklang mit der ersten
> Maxwell-Gleichung steht?
jeder, der genug Grips im Kopf hat, um mal ein klein wenig nachzudenken:
Betrachten wir ein Raumvolumen V, das diejenige der beiden Kugeln, die
positiv aufgeladen wird, enthält, und dessen Oberfläche O 300 m von dieser
Kugel entfernt sei.
Der Stromdraht, der die beiden Kugeln miteinander verbindet, durchstoße die
Oberfläche O in einem Punkt P.
Wenn jetzt die Ladung der Kugel von 0 auf +10e (e = Elementarladung) erhöht
wird, dann fließen, da ja durch den Draht ein Stom fließt, zugleich 10
Elektronen mit der Ladung -10e durch den Punkt P aus dem Volumen V heraus.
Da die Ladung in V zuvor 0 war, erhöht sich durch diesen Elektronenfluß die
Ladung in V auf +10e. Dadurch entsteht in der Umgebung U(P) des Punktes P,
an dem ja die Elektronen aus V hinausgeflossen sind, ein elektrisches Feld
E. Dadurch wird, da das elektrische Feld an allen anderen Stellen der
Oberfläche O außer U(P) Null ist, das Oberflächenintegral der elektrischen
Feldstärke über die Oberfläche O von Null verschieden, und zwar gerade so
groß wie die Ladung in V, also +10e.
Die 1. Maxwellsche Gleichung ist damit erfüllt.
Verantwortlich für ihre Erfüllung ist natürlich nicht, daß sich die
Aufladung der Kugel sofort an der Oberfläche O bemerkbar machen würde (das
tut sie ja erst nach 10^(-6) Sekunden), sondern daß Elektronen am Punkt P
durch den Draht aus dem Raumvolumen V hinausfließen.
Hier zeigt sich wieder, wie sehr du die logisch/mathematische Vernunft mit
Füßen trittst, nur weil sie nicht mit deinen Glaubensvorstellungen
übereinstimmt:
es gibt einen mathematische Beweis dafür, daß die Gültigkeit der 4 Maxwell-
Gleichungen (einschließlich der 1.!) dazu führt, daß EM-Felder retardiert
sind. Da bei diesem Beweis die 1. Maxwell-Gleichung als richtig
vorausgesetzt wird, folgt aus ihm logischerweise, daß die Retardierung
nicht im Widerspruch zur 1. Maxwell-Gleichung stehen kann. Dennoch
behauptest du, daß sie es doch täte, und damit verwirfst du die Logik.
Georg Kreyerhoff
>
> Gregor Scholten in 9i7ucg$o58$1...@a1-hrz.uni-duisburg.de :
>
> [ Wenn ich auf Gegenargumente nicht eingehe, dann nur deshalb,
> weil ich sie für ungegründet, irrelevant, unsinnig oder für
> schon ausdiskutiert halte. ]
>
aha. Und das entscheidest Du, was unbegründet oder irrelevant ist?
Augen zu machen und weiter herumtrollen.
> >> Der Gaussche Satz
> >> sagt nichts über Ein-/Ausschalten von Quellen und Senken in
> >> inkompressiblen Flüssigkeiten aus, sondern nur, dass sich das
> >> Ein-/Aussschalten instantan an entfernten Stellen bemerkbar macht.
> >
> > bei Flüssigkeiten, die tatsächlich absolut inkompressibel wären, ja.
> > Nur gibt es solche nicht. Jede reale Flüssigkeit hat eine wenn auch
> > geringe Kompressibilität.
>
> Mathematik basiert auf Idealisierungen. Nur insofern Flüssigkeiten
> als "inkompressibel" angesehen werden, ist der Gauss'sche
> Divergenzsatz auf sie anwendbar.
Wenn Du mit Divergenzsatz den Gaussschen Integralsatz
\int_V d^3x div E(x) = \oint_O(V) dS n*E
meinst, dann gilt der für alle stetig differenzierbaren E(x) und
einigermassen wohlgeformte Volumina (stückweise stetig-differenzierbarer
Rand oder sowas).
> Und wenn man rein mathematisch
> unter der Prämisse des Divergenzsatzes transversale Wellen mit
> einer Geschwindigkeit c ableitet, dann basiert diese Ableitung auf
> einer instantanen Ausbreitung des im Divergenzsatz vorkommenden
> Flusses.
>
Unsinn. Zumal man den Gausschen Satz dafür überhaupt nicht braucht.
> Das ist doch völliger Unsinn
> Behauptet man dann, dieser Fluss würde nicht instantan reagieren,
> sondern Veränderungen (der Quellen) würden sich mit der
> Geschwindigkeit c ausbreiten, dann ist die ursprüngliche Ableitung
> der Geschwindigkeit c nicht mehr gültig, denn diese setzt immer
> noch instantane Ausbreitung der Fluss-Änderungen voraus.
>
Die Transversalitaet von Wellen wird normalerweise für das Vakuum
hergeleitet, da ist der Fluss durch eine geschlossene Oberflaeche
immer 0 und Änderungen gibt des Flusses gibt es überhaupt gar nicht.
Bei Anwesenheit von Ladungen (z.B. in einem Plasma) sind auch
longitudinale Moden möglich. Die Ladungen schwingen dann mit und
produzieren ein longitudinales Feld.
> Ist das so schwer zu verstehen?
>
Das frag ich Dich. Du hast weder den Gausschen Integralsatz noch
die Maxwell-Gleichungen verstanden.
> Elektische Ladungen sind insofern inkompressibel als das elektrische
> Feld sich augenblicklich mit der Ladung mitbewegt, und sich nicht
> in Bewegungsrichtung zusammenstaucht, wenn die Ladung von A nach B
> bewegt wird.
>
Unsinn. Das gilt allenfalls bei konstanter Geschwindigkeit
> Wie schnell die logisch/mathematische Vernunft
ich habe nicht den Eindruck, dass Du von diesen Dingen etwas
verstehst.
> mit Füssen getreten
> wird, sobald sie irgend einem Glauben oder Interesse widerspricht,
> ist schon erstaunlich (ausser man sieht die moderne Wissenschaft
> mehr in der Tradition von Religion und Machpolitik als in der
> Tradition der wahren Begründer moderner Wissenschaft).
Das sind wohl 100 Punkte auf der Crackpot-Skala.
>
> >> Stell dir eine grosse Metallkugel mit 3 m Radius vor, in dessen
> >> Zentrum sich eine kleine Kugel mit 1 m Radius befindet. Die zwei
> >> Kugeln sollen radial mit 1000 gleichmässig verteilten 2 m langen
> >> Leitern verbunden sein. In der Mitte eines jeden Leiters soll
> >> sich eine Stromquelle befinden.
> >>
> >> Wenn alle 1000 Stromquellen exakt gleichzeitig eingeschaltet
> >> werden und Elektronen von der inneren zur äusseren Kugel pumpen,
> >> dann beginnt nach etwa 5 ns = 1 m / 200'000 km/s die äussere
> >> Kugel sich negativ, und die innere Kugel sich positiv aufzuladen.
> >>
> >> (Spätestens) zu diesem Zeitpunkt würde der Fluss über die äussere
> >> Kugel vorübergehend negativ, wenn sich die Änderung der Ladung
> >> von der inneren Kugel nicht sofort sondern mit einer Verzögerung
> >> von 6.66 ns = 2 m / c zur äusseren ausbreiten würde.
> >
> > falsch. Der Fluß wäre ständig Null, egal wie stark das Feld retardiert
> > ist. Die Gesamtladung innerhalb der äußeren Kugel ist ja Null. Von Null
> > verschieden wird der Fluß erst dann, wenn Ladungen in den Raum außerhalb
> > der äußeren Kugel gelangen.
>
> Dass gemäss 1. Maxwellgleichung (zumindest ohne Retardierung)
Was quatsch Du da von 1. Maxwellgleichung ohne Retardierung?
Der Fluß durch die Oberfläche eines Volumens ist gleich der
Ladung in diesem Volumen. Diese Ladung kann sich nur ändern,
wenn da Ladungen von aussen hereinwandern oder umgekehrt
von innen herauswandern. Und er ändert sich genau dann, wenn die
Ladung die Oberfläche berührt. Da muss sich nichts instantan
von der Ladung zur Oberfläche ausbreiten, denn Flußaenderungen
gibt es wegen der Ladungserhaltung nur, wenn die Ladungen
auf der Oberfläche sind.
> der
> Fluss in diesem Falle ständig Null sein muss, ist klar.
>
> Aber dass die ad-hoc-Hypothese "Retardierung mit c" zu einer
> Verletzung dieser Gleichung führt,
Unsinn.
>ist auch klar und lässt
> sich sogar noch einfacher zeigen, nämlich durch ERZEUGEN einer
> LADUNGSQUELLE mittels "gleichzeitiger Ladungsverschiebung über
> grosse Distanzen":
>
Noch einmal: Ladungsquellen lassen sich nicht erzeugen.
> Lass uns zwei 1 km voneinander entfernte Kugeln mittels hinter-
> einander gereihten Spannungsquellen verknüpfen. Das gleichzeitige
> Einschalten aller Spannungsquellen führt praktisch augenblicklich
> zu einem kontinuierlichen Aufladen beider Kugeln.
Was soll "praktisch augenblicklich" heissen? Entweder ist es
augenblicklich oder nicht. Natürlich ist es nicht augenblicklich.
> Unter der Annahme
> von Retardierung würde sich dieses Aufladen der Kugeln erst mit
> einer Mikrosekunde Verzögerung in 300 m Abstand bemerkbar machen.
>
und?
> Wer könnte da noch behaupten, dass das in Einklang mit der ersten
> Maxwell-Gleichung steht?
>
Jeder der drei Dinge verstanden hat:
1) die Maxwell-Gleichung div E = rho
2) den Gausschen Integralsatz
3) die Ladungserhaltung
Du hast alle drei nicht verstanden.
Georg
Hendrik van Hees
[über "den Gaußschen Satz"]
Kannst Du mir mal sagen, was Ihr hier als "Gaußschen Satz" diskutiert? Ich
verstehe nämlich nicht, was der mit instantan vs. retardiert oder was auch
immer mit Einsteinkausalität zu tun haben soll. Es gibt einen Gaußschen
Satz (der ein Spezialfall des Stokesschen Theorems über alternierende
Differentiatlformen ist) und
\int_{V} dV div A=\int_{\partial V} dS V
lautet. Das ist ein mathematisches Theorem und sagt über Physik nix aus.
Dann gibt's noch das Gaußsche Gesetz, das besagt
div E=\rho,
wo E das elektrische Feld und \rho die Ladungsverteilung ist. Auch das ist
verträglich mit der Einsteinkausalität, denn es ist eine der
Maxwellgleichungen, die in ihrer Gesamtheit einsteinkausal sind.
Was also diskutiert Ihr da genau?