Atomare elektromagnetische Felder
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zeitgenosse



Anmeldedatum: 21.06.2006
Beiträge: 1811

BeitragVerfasst am: 13.09.2009, 13:42    Titel: Antworten mit Zitat

Jens Blume hat Folgendes geschrieben:
Blindenergie ist frei von Trägheit, so wie elektrostatische Energie.


Energie, die zum Aufbau eines Feldes benötigt wird, kann nicht ohne Trägheit sein. Der Unterschied zur Wirkenergie ist der, dass die Blindenergie beim Abbau des Feldes an die Quelle zurück fliesst, währenddem die Energie des Fernfeldes von der Quelle fort fliesst wird und so an beliebiger Stelle genutzt werden kann.

Gr. zg
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Jens Blume



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Beiträge: 385

BeitragVerfasst am: 13.09.2009, 14:00    Titel: Antworten mit Zitat

zeitgenosse hat Folgendes geschrieben:

Energie, die zum Aufbau eines Feldes benötigt wird, kann nicht ohne Trägheit sein. ...


Soweit korrekt, aber die elektrostatische Energie von Elementarladungen ist bereits vorhanden und wird nicht aufgebaut. Wäre die elektrostatische Energie von Elementarladungen träge, müßten sie eine unendlich große Trägheit besitzen.

zeitgenosse hat Folgendes geschrieben:

...Der Unterschied zur Wirkenergie ist der, dass die Blindenergie beim Abbau des Feldes an die Quelle zurück fliesst, während dem sie im Fernfeld von der Quelle fort fliesst wird und so an beliebiger Stelle genutzt werden kann...


Wenn die Phase zw. Strom und Spannung bzw. zw. magnetischen und elektrischen Feld nicht genau 90° beträgt, handelt es sich um Scheinenergie:

Es gilt ja: Scheinenergie ^2 = Blindenergie ^2 + Wirkenergie ^2

MfG
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zeitgenosse



Anmeldedatum: 21.06.2006
Beiträge: 1811

BeitragVerfasst am: 13.09.2009, 20:18    Titel: Antworten mit Zitat

Jens Blume hat Folgendes geschrieben:
Soweit korrekt, aber die elektrostatische Energie von Elementarladungen ist bereits vorhanden und wird nicht aufgebaut.


Um ein makroskopisches elektostatisches Feld zu erzeugen, muss ich gegenüber einer Bezugselektrode (Minuspol, Gerätemasse) eine Potentialdifferenz erzeugen. Damit verbunden ist in der Regel ein Ladungstransport.

Sieht man von den unvermeidlichen Verlusten im Dielektrikum ab, ist somit auch für den Feldaufbau eine bestimmte Energie zu erbringen:

W = UIt/2

Sind Spannung und Strom nicht phasengleich, resultiert Blindenergie.

Beim idealen Kondensator (oder bei der idealen Spule) pendelt die Blindenergie zwischen Quelle und Reluktanz periodisch hin und her ohne dass Wirkenergie umgesetzt wird. Das bedeutet aber nicht Trägheitsfreiheit, weil damit - ungeachtet der Nullsummenbilanz - ein Stromfluss (und somit eine Ladungsträgerverschiebung) verbunden ist.

Gr. zg
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Barney



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Beiträge: 1538

BeitragVerfasst am: 13.09.2009, 21:22    Titel: Antworten mit Zitat

Jens Blume hat Folgendes geschrieben:
Ich schrieb das die Maxwellschen Gleichungen bereits die seit langem gesuchte Weltformel darstellen.


Hallo Jens,

dieser Satz enthält natürlich wegen E=mc^2 ein Körnchen Wahrheit, aber im Detail ist die Sache dann schon etwas komplizierter. Eine unbedingte Forderung an eine echte Weltformel ist natürlich die Bedingung, dass sich die Dirac-Gleichung - aus der sich übrigens die Maxwell-Gleichungen ableiten lassen und sie ist damit definitiv grundlegender als die Maxwell-Gleichungen - und ART als Näherungen aus dieser "Weltformel" ableiten lassen.

Als "stabilisierende" Themen empfehle ich deswegen das Studium von A. Wheelers Geometrodynamik (insbesondere 3. Absatz) und natürlich auch die Schriften von B. Heim (Heims Theorie ist übrigens die einzigen Theorie, die angeblich obige Näherungsbedingungen erfüllt!!). Beide Theorien sind mitnichten abgeschlossen und lassen auch noch Raum für die eigene Kreativität.
MfG
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zeitgenosse



Anmeldedatum: 21.06.2006
Beiträge: 1811

BeitragVerfasst am: 14.09.2009, 02:39    Titel: Antworten mit Zitat

Barney hat Folgendes geschrieben:
Eine unbedingte Forderung an eine echte Weltformel ist natürlich die Bedingung, dass sich die Dirac-Gleichung - aus der sich übrigens die Maxwell-Gleichungen ableiten lassen und sie ist damit definitiv grundlegender als die Maxwell-Gleichungen - und ART als Näherungen aus dieser "Weltformel" ableiten lassen.


Versuche, mittels Analogieschlüssen eine Verbindung zwischen Elektromagnetismus und Gravitation herzustellen (und so eine Einheitliche Feldtheorie zu konstruieren), müssen als wenig erfolgreich bezeichnet werden.

http://www.evs.homepage.t-online.de/Physik/Gravitationsth.pdf (@Jens: Weshalb der Umweg über eine imaginäre Masse?)

Vorstösse dieser Art gab es in der Vergangenheit bereits einige. Erinnert sei z.B. an die Vorstellungen von Wien, der die Mechanik aus einem elektrodynamischen Weltbild heraus erklären wollte. Die zweifellos geistreichste Theorie stammte von Mie.

http://www.mpiwg-berlin.mpg.de/Preprints/P209.PDF

Doch auch diese "Theorie der Materie" enthielt zahlreiche Stolpersteine und setzte sich folglich nicht durch.

Wie der Vorredner bereits erwähnte, finden sich brauchbare Ansätze einer Einheitlichen Strukturtheorie bspw. bei Heim. Andere neigen eher zu Loop-Quantum-Gravity, die hierzulande aber erst wenig bekannt ist.

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

In jedem Fall muss eine "Weltformel" auch die Feldquantisierung berücksichtigen und aus ihr müssen sich im Grenzfall einer flachen Raumzeit auf makroskopischer Skala sowohl das Newtonsche Gravitationspotential als auch die Maxwellsche Elektrodynamik im Sinne des Korrespondenprinzips zwanglos ergeben.

Gr. zg
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Jens Blume



Anmeldedatum: 20.12.2006
Beiträge: 385

BeitragVerfasst am: 14.09.2009, 12:23    Titel: Antworten mit Zitat

zeitgenosse hat Folgendes geschrieben:
Um ein makroskopisches elektrostatisches Feld zu erzeugen, muss ich ... eine Potentialdifferenz erzeugen. Damit verbunden ist ... ein Ladungstransport.

Sieht man von den unvermeidlichen Verlusten im Dielektrikum ab, ist somit auch für den Feldaufbau eine bestimmte Energie zu erbringen:

W = UIt/2



Soweit korrekt, aber ein makroskopisches elektrostatisches Feld ist nur im Mittel als statisch zu betrachten, tatsächlich handelt es sich um ein elektromagnetisches Feld in welchem der magnetische Anteil sich kompensiert (Stichwort: Elektronen-Spin).

Zitat:

... Beim idealen Schwingkreis pendelt die Blindenergie zwischen Kapazität und Induktivität periodisch hin und her, ohne dass Wirkenergie umgesetzt wird..


Korrekt.

zeitgenosse hat Folgendes geschrieben:

Das bedeutet aber nicht Trägheitsfreiheit, weil damit - ungeachtet der Nullsummenbilanz - ein Stromfluss (und somit eine Ladungsträgerverschiebung) verbunden ist.


Trägheit bedeutet das dem Elektronen-Feld Widerstand entgegengebracht wird, diesen hast Du oben aber ausgeschlossen.

####

Simonyi, ab S.955
Die Quantenelektrodynamik (vgl. obige Darstellung) ist in den Maxwellschen Gleichungen, unter Berücksichtigung der Quantisierung des Drehimpulses, durch nicht polarisierbaren Materiewellen bereits enthalten.

Die Lösung einer Dgl. ist aber nie fundamentaler als ihre Dgl. selbst. Siehe z. B. "Zur Rolle des magnetischen Vektorpotentials beim Aharonov-Bohm-Effekt", Link: http://www.mathematik.tu-darmstadt.de/~bruhn/Aharonov.htm

--

Die Maxwellschen Gleichungen können aufgrund des Superpositionsprinzips auf elektrische Netzwerke (bestehend aus Schwingkreisen oder Atomen) beliebiger Anzahl angewandt werden (Die ART beschränkt sich auf 4 Dimensionen).

Einen logischen Ansatz kann ich bei Heim nicht erkennen. Handelt es sich vielleicht zumindest teilweise um eine physikalisch funktionale Tabelle in tensorieller Schreibweise?

--


MfG Jens Blume

--
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Barney



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Beiträge: 1538

BeitragVerfasst am: 14.09.2009, 13:17    Titel: Antworten mit Zitat

Jens Blume hat Folgendes geschrieben:

Die Quantenelektrodynamik (vgl. obige Darstellung) ist in den Maxwellschen Gleichungen, unter Berücksichtigung der Quantisierung des Drehimpulses, durch nicht polarisierbaren Materiewellen bereits enthalten.


Hallo Jens,

Könntest Du die Mathematik dazu (die Herleitung der Dirac-Gleichung aus den Maxwell-Gleichungen) kurz skizzieren?
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Jens Blume



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Beiträge: 385

BeitragVerfasst am: 14.09.2009, 14:10    Titel: Antworten mit Zitat

Simonyi, Inhaltsverzeichnis
http://www.ulb.tu-darmstadt.de/tocs/30670055.pdf
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Barney



Anmeldedatum: 19.10.2008
Beiträge: 1538

BeitragVerfasst am: 14.09.2009, 14:10    Titel: Antworten mit Zitat

Jens Blume hat Folgendes geschrieben:

Einen logischen Ansatz kann ich bei Heim nicht erkennen.


jedem seine Meinung...

Zitat:

Handelt es sich vielleicht zumindest teilweise um eine physikalisch funktionale Tabelle in tensorieller Schreibweise?


ganz klares ja: http://relativ-kritisch.net/forum/viewtopic.php?p=29042#29042
MfG
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Orbit



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BeitragVerfasst am: 14.09.2009, 16:01    Titel: Antworten mit Zitat

Jens Blume
Das Inhaltsverzeichnis dieses Standardwerkes hilft mir nicht weiter; denn ich bin nicht im Besitz des Buches. Könntest Du den Zusammenhang, der hier zur Diskussion steht, nicht mit eigenen Worten beschreiben und wenn möglich gleich so, dass auch ein Laie wie ich es verstehen kann?
Besten Dank im Voraus!
Orbit
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zeitgenosse



Anmeldedatum: 21.06.2006
Beiträge: 1811

BeitragVerfasst am: 14.09.2009, 18:14    Titel: Antworten mit Zitat

Jens Blume hat Folgendes geschrieben:
Trägheit bedeutet das dem Elektronen-Feld Widerstand entgegengebracht wird, diesen hast Du oben aber ausgeschlossen.


Nein, ich sagte nur, dass die Feldenergie beim Feldabbau zur Quelle zurückfliesst.

Einen frequenzabhängigen Blindwiderstand X(ω) gibt es im Wechselstromkreis trotzdem:

a) Kondensator: X_C = 1/ωC

b) Spule: X_L = ωL

c) Z = j(ωL) + j(1/ωC)

Beim (idealen) Parallelschwingkreis mit φ = π/2 ist es sogar so, dass der resultierende Blindwiderstand im Resonanzfall unendlich gross wird. In praxi wird Z infolge der Verluste (und damit der verminderten Kreisgüte) lediglich gross. Das weiss - auch ohne Simony - jeder Radioelektriker.

p.s.
Das Lehrbuch von Simony ist bestimmt ein vortreffliches; aber ich erkenne keinen Zusammenhang mit den von dir postulierten Materiewellen und Analogiebeziehungen zwischen Elektrodynamik und Gravitation. Mir scheint vielmehr, dass du mit den Dingen nach Belieben eine gewisse "Flickschusterei" betreibst. Das soll freilich kein Vorwurf sein, sondern lediglich ein gutgemeinter Hinweis.

Gr. zg
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Jens Blume



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Beiträge: 385

BeitragVerfasst am: 14.09.2009, 20:33    Titel: Antworten mit Zitat

c) Z = j(ωL) - j(1/ωC) = jωL + 1/jωC

Die Blindwiderstände sind im Resonanzfall gleich groß ...
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zeitgenosse



Anmeldedatum: 21.06.2006
Beiträge: 1811

BeitragVerfasst am: 15.09.2009, 00:25    Titel: Antworten mit Zitat

Jens Blume hat Folgendes geschrieben:
Die Blindwiderstände sind im Resonanzfall gleich groß ...


Keine Spiegelfechterei bitte (obige Aussage ist geradezu die unerlässliche Voraussetzung des Gesagten)!

Es ging im Kontext um den resultierenden Blindwiderstand bzw. eine Resonanzkurve der folgenden Art:



In praxi durchfährt man bspw. ein Bandfilter mit einem Wobbler; damit lässt sich die charakteristische Durchlasskurve bestimmen.

Zur diesbezüglichen Fachliteratur siehe:

- Nussbaum, "HF-Messungen für den Funkamateur" (Vth)

- Sutaner, "Die Wobbelsender" (Radio-Praktiker-Bücherei)

Es handelt sich beim "Summenblindwiderstand" (Kapazitanz + Induktanz) in realiter um einen Scheinwiderstand,



dessen Maximum gemäss der Thomsonschen Schwingungsgleichung bei f = 1/(2π√LC) zu finden ist. Der Realanteil R steht für die unvermeidlichen Verluste.

Die Behauptung, dem Elektronenfluss werde bei imaginären Wechselstromgrössen (Reaktanzen) kein Widerstand entgegen gebracht, ist damit definitiv widerlegt.

Gr. zg
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Jens Blume



Anmeldedatum: 20.12.2006
Beiträge: 385

BeitragVerfasst am: 15.09.2009, 10:42    Titel: Antworten mit Zitat

Der reelle Widerstand, steht in direkter Verbindung mit der Trägheit. Innerhalb des Schwingkreises kompensieren sich bei Resonanz die Blindwiderstände gegenseitig, so dass im idealisierten Fall der Scheinwiderstand im Kreis verschwindet. In das System fließt von außen keine Energie mehr, so dass der äußere Scheinwiderstand Z unendlich ist.


MfG Jens Blume

Randbemerkung: Entscheidend für Resonanz ist die Phase, nicht der Betrag von Z. Es gibt keine Betragsresonanz, sondern nur ein Betragsmaximum.
..
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Barney



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Beiträge: 1538

BeitragVerfasst am: 15.09.2009, 14:52    Titel: Antworten mit Zitat

Orbit hat Folgendes geschrieben:
Jens Blume
Das Inhaltsverzeichnis dieses Standardwerkes hilft mir nicht weiter; denn ich bin nicht im Besitz des Buches. Könntest Du den Zusammenhang, der hier zur Diskussion steht, nicht mit eigenen Worten beschreiben und wenn möglich gleich so, dass auch ein Laie wie ich es verstehen kann?


Hallo Orbit,

im Simonyi steht genau das drinne, was auch zu erwarten ist: Ein Ausblick am Ende des Buches auf die Quantenmechnik des elektromagnetischen Feldes. Es wird dort ganz kurz auf die Möglichkeit eingegangen, das Feld zu quantisieren. Dass man dabei auf eine Zusammensetzung aus harmonischen Oszillatoren (eine Art Schwingkreis) kommt, ist eigentlich nichts wirklich Neues. (Die Dirac-Gleichung wird in diesem Buch natürlich überhaupt nicht erwähnt... Rolling Eyes )
Mfg an Alle
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