Physik Forum

[heisenberg]

Ich habe mich jetzt eigentlich viel darüber informiert, aber wirkliche Klarheit konnte ich mir darüber nicht verschaffen. Was beschreibt E=mc² genau? Beschreibt es die Gesamtenergie oder die Ruheenergie? Und was bedeutet das m? Bedeutet es Ruhemasse oder die dynamische Masse oder einfach nur Masse? Die vollständige Formel lautet ja E²=(mc²)² + (pc)². Also, müsste E=mc² ja die Ruheenergie beschreiben da man auf diese Formel kommt wenn der Impuls null ist.
Besonders Schwierigkeiten bereitet es mir die Masse eines Photons zu berechnen. Denn eine Bedingung an ein Photon ist ja, dass die Ruhemasse null ist damit es sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegen kann. Die Energie ist ja durch E=hf gegeben. Also, m=E/c² fällt ja da mal weg da es ja die Ruhemasse beschreibt außer ich irre mich. Da habe ich die Idee gehabt die Masse über den Impuls herzuleiten da der ja nicht durch die Ruhemasse bestimmt ist sondern durch die träge Masse. Also p=hf/c. Aber wenn ich dann den relativistischen Impuls einsetze und dann m ausrechne, kommt wieder null raus. Also, gibt es in der Relativitätstheorie überhaupt eine träge Masse oder habe ich da wieder nur die Ruhemasse ausgerechnet?
Ein Photon muss ja eine Masse haben wenn es teilchencharakter hat. Also, was ist des Rätsels Lösung?

[Fritz]

Soweit ich das verstanden habe soll man die Formel so interpretieren:

Wenn man ein bewegtes Teilchen betrachtet so hat es für den Betrachter die Masse m. Dieses Teilchen hat nun eine Gesamtenergie, die mit der Formel E=mc² seiner Masse entspricht.

E und m sind beide vom Beobachter aus betrachtet. Es sind also schon alle Energiearten die das Teilchen haben könnte (auch die kinetische) in E enthalten und spiegeln sich in m wieder. Das Teilchen erscheint schwerer weil es kinetische Energie hat.

Ein Beobachter, der mit dem Teilchen reist sieht nur die Ruhemasse des Teilchens, aber er sieht ja auch keine kinetische Energie! Die Formel E=mc² stimmt also trotzdem, in diesem Fall ist E eben die Ruheenergie und m die Ruhemasse.

Da nun die Masse eines Teilchens mit der Geschwindigkeit wächst wird es auch immer schwieriger es zu beschleunigen. Die bekannte Formel E=mv²/2 ist nur die erste Näherung an diesen Zusammenhang. Sobald es also um größere Geschwindigkeiten geht sollte man diese Formel nicht mehr verwenden.

So wie du die Masse des Photons ausgerechnet hast ist das schon richtig, es gilt:

E=h*f und E=mc²

Also:

m=h*f/c²

Die Formel E=mc² gilt also immer und für jedes Teilchen und beschreibt einfach den Zusammenhang zwischen seiner Gesamtenergie zu seiner Gesamtmasse.

mfg Fritz

[heisenberg]

Klingt plausibel. Du wirst aber verstehen, dass ich auf Grund vieler verschiedener Quellen mit vielen verschiedenen Interpretationen etwas skeptisch mit einer neuen Interpretation einer neuen Quelle umgehe.
Und, wie passt da die vollständige Formel rein?

[DrStupid]