Beschleunigte Ladung im Gravitationsfeld

[tomS]

Das Problem ist zum einen, dass man diese Energie ja irgendwie berechnen muss - und damit landet man bei der Energie des el.-mag. Feldes - sowie das im Kontext der ART Energie innerhalb eines endlichen Volumens kein vernünftiger Beriff mehr ist, weil sich zwei reativ zueinander bewegte Beobachter nicht mehr auf das Voluemn sowie dessen Energieinhalt "einigen" können.

Dein Ansatz ist also OK, aber eben leider nicht im Falle der ART.

[Skeltek]

Ich hätte jetzt gesagt, daß jegliches abzweigen von Energie aus einem ruhendem System heraus vom Feld eines beschleunigenden Elektrons die Beschleunigung drosselt.
Das beschleunigte Elektron baut aus Sicht des Beobachters einen magnetischen Fluß um sich auf.
Jegliches abzweigen von Energie hemmt den Aufbau des Magnetfeldes und damit auch die Beschleunigung des Elektrons.
Da sehe ich durchaus Parallelen zur Hochspannungsleitung. Hier wird kaum Energie durch den Fluß von Elektronen übertragen, die meiste Energie wird durch das 'elektromagnetische Schwingen' der Leitungsladungen übertragen. Stört man das Wechselfeld um die Leitung herum, hemmt man die Schwingung in der Leitung ein wenig, da man Beschleunigungsvorgänge der Ladungen in der Leitung durch Induktion im energieabzweigenden Dipol hemmt.
Gruß, Skel
ps: sorry schonmal für Formulierungsfehler oder möglicherweise Verwenden falscher Begriffe

[Gepakulix]

Dein Ansatz ist also OK, aber eben leider nicht im Falle der ART

Ja, ich denke auch, dass Experimente im Gravitationsfeld wohl komplizierter sind zum Verstehen, als ähnliche Experimente mit herkömmlichen Methoden der Beschleunigung.
(Speziell mit dem allgemein akzeptierten Gedankenmodell hinter den soweit bestätigten Formeln der ART).

Das Problem ist nur, dass auch ähnliche Experimente mit herkömmlichen Methoden der Beschleunigung nicht sehr einfach zum nachvollziehen sind.
Vgl auch den Verlauf der ganzen Diskussion oben, wo mehrmals Experimente andiskutiert wurden, welche nicht die Gravitation zur Beschleunigung benützen.

Damit meine ich: Zuerst müsste man das Problem der Abstrahlung bei beschleunigter Ladung grundsätzlich diskutieren: Diese Experimente also mit einer anderen Beschleunigungsart (statt der Gravitation) durchdenken.
Erst dann kann man einen Schritt zur Gravitation hin machen.

Beispiel (Die in der Diskussion oben unter anderen so oder ähnlich erwähnt wurden):
- Auf einem mechanischen Wagen wird eine Ladung fixiert, und ein Beobachter mit Messgeräten platziert.
Der Wagen wird gleichmässig beschleunigt. Kann der beschleunigte Beobachter jetzt die Abstrahlung der beschleunigten Ladung messen? Wenn er hier die Abstrahlung aber schon nicht messen kann, weshalb dann später bei der Gravitation?
- Atome werden beschleunigt (z.B. Gewehrkugel): Weshalb kann ich die Abstrahlung der Atomkerne und unabhängig die Abstrahlung der negativen Elektronenhülle nicht messen?

Bei einer einzelnen Ladung hingegen gibt es keinen Draht und folglich auch keine drahtgeführte Welle, Wellen kommen da nur als Freiraumwellen vor

Solange wir nicht gerade von Supraleitung ausgehen, sind die elektromagnetischen Felder einer Ladung unabhängig davon, ob sie sich in einem Draht befindet oder nicht.
(Zumindest war das mein Erkenntnisstand vor 30 Jahren, als ich im Vertiefungsfach "elektromagnetische Felder" an der Hochschulde abgeschlossen hatte. Aber eben: Alzheimer lässt grüssen).

Gepakulix

[Gepakulix]

dann summieren sich die elektromagnetischen Felder all dieser Ladungen - und wirken dabei auch noch auf die Ladungen zurück - und da können allerlei Effekte bei herauskommen, die gegenüber dem Feld einer Einzelladung höchst nichttrivial anmuten.

Ich vermute, dass du an einen Draht denkst, dessen Durchmesser grösser als Null ist (wo also Ladungen auch nebeneinander fliessen können). Da könnte es schon zu solch nichttrivialen Effekten kommen.

Der hier diskutierte Fall einer beschleunigten Einzelladung entspricht aber eher dem Strom in einem eindimensonalen Draht (keine 2 Ladungen parallel, sondern nur hintereinander). Dabei kommt es (meines Wissens) nicht zu diesen gegenseitigen Effekten.

Aber sag mal, was soll jetzt eigentlich Supraleitung damit zu tun haben?

Bei der Supraleitung allerdings beeinflussen sich Ladungen auch hintereinander (auch in einem "eindimensionalen" Draht): Hier verlieren die Ladungen ihre Identität und bilden zusammen einen neuen Zustand mit geänderten physikalischen Eigenschaften.
Was ich damit sagen wollte: Es gibt tatsächlich gewisse Situationen von Strom durchflossenen Drähten, wo man die Situation nicht mehr mit einer einzelnen bewegten Ladung vergleichen kann (weil es sonst zu nichttrivialen Effekten kommt).

Der normale Fall (extrem dünner Draht ="eindimensional") ist aber aus meiner Sicht direkte mit einer bewegten Ladung zu vergleichen.

Gruss, Gepakulix

[Gepakulix]

Hallo Sculleto,
Im Wesentlichen stimme ich mit deiner Ausführung überein.
Die beiden Details wo ich es vielleicht anders formulieren würde haben aber nichts mit dem Hauptthema (Ladung im Gravitatioinsfeld) zu tun.

Ich streiche deshalb meinen Ausflug in Richtung Supraleitung und Wechselstromleitung, und frage mich zu folgendem Aufbau:
a) Eine Ladung wird mechanisch gleichmässig beschleunigt. Ein Beobachter in kurzem Abstand wird ebenfalls gleichmässig beschleunigt
b) Eine Ladung wird durch ein Gravitationsfeld zu dessen Zentrum hin beschleunigt. Ein Beobachter in kurzem Abstand ebenfalls.

Erwartet nun jemand hier im Forum, dass der Beobachter
1) in den beiden Fällen einen Unterschied misst?
2) bzw in mindestens einem der beiden Fälle eine Abstrahlung ("beschleunigte Ladung") messen kann?

Ich kann mir nämlich nicht vorstellen, dass da etwas gemessen werden kann:
Solange der Beobachter seinen relativen Standort im Potentialtrichter der Ladung nicht ändert wird er auch nichts messen können.

Gruss, Gepakulix

[Skeltek]

Wie will man eine Elektron mechanisch beschleunigen? Dachte das geht auch nur elektrisch oder elektromagnetisch?
Gruß, Skel

[wilfried]

Tag Skeltek

ich komme noch aus der zeit der Röhren. Jede Fernsehröhre beschleunigt Elektronen und lenkt sie ab. Das ist Mechanik:

1.



Das beschreibt die Geschwindigkeit einer ladung nach Durchlaufen einer Beschleunigungsspannung. Das passiert im Wehneltzylinder der Fernsehröhre.

Gilt, wenn die Geschwindigkeit der Ladung klein ggü. c ist.

Sonst halt:



einsetzen. Dann gilt das allgemein.

Jetzt kann das Ladungsteilchen z.B. durch ein Feld düsen:

entweder ein E-Feld, gleichzusetzen mit einem Kondensator

Das passiert in einer Oszilloskopröhre

oder: ein M-Feld, gleichzusetzen mit einer Spule

Das passiert in einer Fernsehrühre

bekannt unter Bev oder BIL Gleichung.

Netten Gruß

Wilfried

[Skeltek]

hmm, Danke, wusste ich schon. Ich hatte mich eher an dem Wort "mechanisch" gestört, weil ich das Beschleunigen im Feld da eher nicht dazu gezählt hätte ^^
Kann man nicht einfach in einem Vakuum mit einem Isolator drauf hauen? *g*

[wilfried]

Man kann nicht mit einem Hammer eine Ladung treffen, dafür ist diese viel zu klein und das Hammer zu groß oder besser zu transparent ... für die Ladung.

Wenn Du mit einem Isolator drauf hauen willst, dann gilt das gleiche für dne Stil des hammers, der ist aus Holz in dem Fall. Nutzt aber auch nichts...

Im Ernst: ladungen sind so winzig kleine Teilchen, dass diese von mechanischen Geräten wie Hämmer, Isolatoren oder baseballschlägern völlig unbeeindruckt beliben. Aber ein Feld...ja das kann das. Und solange hier die Newton Gleichungen gelten, solange wird das durchaus als elektrostatisch oder mecahnisch angesehen.

Ist im strengsten Sinne des Begriffs nicht ganz korrekt, aber es entspricht.

Gruß
Wilfried

[Timm]

Bei einem inhomogenen Gravitationsfeld gilt das Äquivalenzprinzip sebstverständlich nur lokal. Deshalb (eingedenk der Ausdehnung eines EM-Feldes) diskutieren seriöse Autoren, dazu zähle ich Ameida et al, die Thematik unter der Annahme eines homogenen Gravitationsfeldes.

nicht ganz. Almeida et al betrachten ein beschleunigtes Bezugssystem im gravitationsfreien Raum. Das scheinbare Gravitationsfeld (das Trägheitskraftfeld) ist dort nicht homogen, weil es in Beschleunigungsrichtung positionsabhängig ist. Das kannst du dir leicht an einer beschleunigten Rakete klarmachen: wenn deren Geschwindigkeit zunimmt, wird sie durch die Lorentzkontraktion kürzer, deswegen ist der vordere Teil weniger beschleunigt als der hintere, entsprechend spürt ein Beobachter vorne eine geringere Trägheitskraft als ein Beobachter hinten. Nur in den Richtungen senkrecht zur Beschleunigungsrichtung ist das Trägheitskraftfeld homogen. Das aber nur am Rande bemerkt.

Nun wendest Du die SRT auf eine beschleunigte Rakete an. Ein Inertial-Beobachter sieht die Rakete als Ganzes kotrahiert, in Abhängigkeit von der Relativgeschwindigkeit. Kannst Du Deine Argumentation näher begründen oder belegen?

Markus Plössel in einstein-online

So weit, so gut, aber auch: so vereinfacht. Strenggenommen gelten die bislang getroffenen Aussagen zur Äquivalenz von Gravitation und Beschleunigung nur in einem absolut homogenen Gravitationsfeld.

ist nicht Irgendwer.

S. auch Wiki

Einstein verwendete dabei das sogenannte starke Äquivalenzprinzip. Dieses besagt, dass ein homogenes Gravitationsfeld einer gleichmäßigen Beschleunigung in einer flachen Raumzeit entspricht und dass im Koordinatensystem eines frei fallenden Beobachters die Metrik für kleine raumzeitliche Abstände zum Referenzraumzeitpunkt nur wenig von einer flachen Metrik abweicht. Quantitativ lässt sich dies durch riemannsche Normalkoordinaten darstellen, die zeigen, dass die Abweichungen von der flachen Metrik proportional zum Krümmungstensor sind.

Allerdings gibt es in der ART keine "homogenen", d.h. einem beschleunigten Bezugssystem im gravitationsfreien Raum analogen, Gravitationsfelder. Im gravitationsfreien Raum ist die Raumzeit flach, die Gravitation ist jedoch die Krümmung der Raumzeit. Ein "echtes" Gravitationsfeld ist immer mit einer Krümmung verbunden, und daher inhomogener als das von Almeida et al betrachtete Trägheitskraftfeld,

Soweit einig.

Die Frage scheint umstritten:

Wiki:
Es ist damit klar, dass das Äquivalenzprinzip nicht für ausgedehnte Objekte gilt. Da das elektrische Feld geladener Körper ebenfalls eine große Ausdehnung hat, gibt es eine Kontroverse darüber, ob das Äquivalenzprinzip für solche Teilchen gelte.[4][5][6] Die Mehrheit der Physiker vertritt dabei die Ansicht, dass elektrisch geladene Teilchen im Gravitationsfeld elektromagnetische Strahlung abgeben und sich demzufolge nicht auf Geodäten der Raumzeit bewegen. Das bedeutet, dass das Äquivalenzprinzip nicht für geladene Teilchen gilt.

Bin unterwegs und kann mich derzeit leider nur oberflächlich und sporadisch äußern.

[Timm]

Kann man erfahren, weshalb die Beiträge von Sculletto gelöscht sind?
Seine Antwort auf meinen letzten Beitrag enthielt einen interessanten Link, den ich mir jedoch mangels Zeit nicht näher ansehen konnte.

[Timm]

Sculletto hat den Inhalt seiner Beiträge in diesem Thread selbst gelöscht und -/- als Zeichen hinterlassen.

Gruß
tensor

Hmm, keine Wirkung ohne Ursache,

Gruß, Timm