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THEMA: Kraft zwischen 2 Ladungen

Kraft zwischen 2 Ladungen 24 Jan 2017 13:24 #11488

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Ich meine verstanden zu haben das die Kraft zwischen 2 Ladungen über (virtuelle) Photonen übertragen wird.
Die virtuellen Photonen haben eine Ruhemasse von 0 und damit unendliche Reichweite.
Wie muss ich mir das jetzt "vorstellen" bei 2 Elektronen die zum Beispiel 1 Meter voneinander entfernt sind?
Werden da permanent "virtuelle" Photonen ausgetauscht und wie enstehen die?

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Kraft zwischen 2 Ladungen 24 Jan 2017 23:36 #11509

Das mit den Austauschteilchen stammt aus der Quantenmechanik. Vielleicht hilft dir der Wiki-Eintrag weiter, da ist eine Veranschaulichung beschrieben:
https://de.wikipedia.org/wiki/Austauschteilchen

Am einfachsten kann man sich das aber mit der elektrischen Kraft, also mit Vektoren vorstellen. So wird es jedenfalls in der Schule gemacht. Siehe z.B. hier:
https://elearning.physik.uni-frankfurt.de/data/FB13-PhysikOnline/lm_data/lm_282/auto/kap15/cd507.htm
https://de.wikipedia.org/wiki/Coulombsches_Gesetz
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Kraft zwischen 2 Ladungen 25 Jan 2017 01:50 #11512

Das ist In der Tat eine gute und interessante Frage. Zwei Punktladungen sollen sich auf unbegrenzte Entfernungen spüren können aber woher weis ein Austauschteilchen wo die andere Ladung zu finden ist?
Bei einem Meter könte man sich ja nocht vorstellen da sei eine Wolke virtueller Teilchen um die Ladung herum aber bei Entfernungen in der Größenordnung Lichtminuten oder größer versagt die Vorstellung. Der Wiki-Artikel erklärt das nicht wirklich und das klassische Vektormodell geht an der Fragestellung vorbei.

Gruß
Merilix

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Kraft zwischen 2 Ladungen 25 Jan 2017 09:48 #11515

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Danke für das Verständnis. Ich finde Sendungen von zB Herrn Lesch sehr interessant. Aber immer wenn man meint man hätte es einigermassen verstanden, tauchen solche Fragen auf. Bei der Suche nach einer Antwort gerät man dann meistens in den Urwald.
Ich würde ja gerne Herrn Lesch auch selbst mal fragen, der könnte das eventuell einigermassen anschaulich erklären, aber leider ist das wohl so einfach nicht möglich.

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Kraft zwischen 2 Ladungen 25 Jan 2017 12:56 #11518

Ist vielleicht auch ganz gut so, Herr Lesch ist schließlich unterwegs im Auftrag der Vernunft und wir wollen ihm doch nicht die kostbare Zeit stehlen in der er den Samen des rationalen Denkens in so viele Hirne wie nur möglich einpflanzt.

Tatsächlich ist es aber auch so, dass wenn er eine Frage oft genug gestellt bekommt, oder sie interessant genug ist er ein Feature darüber macht. (--> Frag den Lesch)

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Kraft zwischen 2 Ladungen 25 Jan 2017 13:07 #11519

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Versteh ich, muss aber nicht gleich ein Feature sein. Vielleicht kann ja auch einer aus seinem Team sich beim Mittagessen oder so mal einen Tip holen und die Frage dann beantworten :-)
Gibts eventuell Veranstaltungen, die man besuchen kann und bei denen man auch Fragen stellen kann?

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Kraft zwischen 2 Ladungen 26 Jul 2017 10:04 #17811

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Möcht die Frage nach längerer Zeit nochmals stellen, da ich noch zu keinem befriedigendem Ergebnis gekommen bin.
Merilix hat in seiner Antwort vom 25.01.2017 sehr gut den Kern meiner Frage beschrieben, Danke.
Vielleicht kann mir doch noch jemand etwas auf die Sprünge helfen?
Danke

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Kraft zwischen 2 Ladungen 26 Jul 2017 20:12 #17858

„Virtuelle Teilchen sind spontane Fluktuationen eines Quantenfeldes. Reale Teilchen sind Anregungen eines Quantenfeldes mit einer für Beobachtung brauchbaren Beständigkeit. Virtuelle Teilchen sind Transienten, die in unseren Gleichungen erscheinen, nicht aber in Messgeräten. Durch Energiezufuhr können spontane Fluktuationen über einen Schwellwert verstärkt werden, was bewirkt, dass (eigentlich sonst) virtuelle Teilchen zu realen Teilchen werden.“ – Frank Wilczek: The lightness of being: mass, ether, and the unification of Forces

"Die Strecke, die das Teilchen in dieser Zeit mit Lichtgeschwindigkeit zurücklegen könnte, begrenzt den denkbaren Radius irgendwelcher Wirkungen. Bei niederenergetischen Vorgängen ist die Reichweite gerade die Compton-Wellenlänge des betreffenden Teilchens."

Beispielsweise überträgt das virtuelle Photon bei der elastischen Streuung zweier Elektronen, im Schwerpunktsystem betrachtet, nur Impuls, aber keine Energie.

Hier ist es ausführlich beschrieben.
de.wikipedia.org/wiki/Virtuelles_Teilchen
www.pro-physik.de/details/news/1411997/L...dem_leeren_Raum.html

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Kraft zwischen 2 Ladungen 26 Jul 2017 21:24 #17869

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Hallo Michael111
Danke für die Antwort, ich seh aber noch nicht wie mich das weiterbringt. Ich weiss im Prinzip was man sich unter virtuellen Teilchen
vorstellt, aber das was ich bisher davon weiss, beantwortet meine Fragestellung nicht.
Ich könnt mir ja vorstellen, dass im "leeren" Raum ständig virtuelle Teilchen entstehen. In der Nähe eines Elektrons könnten sie da sozusagen eine "Richtung weg von einer Ladung" bekommen und diese "Richtung" von virtuellem Teilchen zu virtuellem Teilchen weitergeben, bis sie wiederum auf eine "Partnerladung" stossen mit der sie dann wechselwirken. Aber ist das wirklich die richtige Erklärung? Ich glaub eher nicht. So ein Effekt könnte ja auch bei einer kleinen Reichweite eines einzelnen virtuellen Teilchens auftreten. Der Zusammenhang von der "unendlichen" Reichweite des virtuellen Photons und der deswegen theorethischen unendlichen Reichweite der elektrischen Wechselwirkung wäre ja dann nicht unbedingt zwingend?
Grüsse, HeSch
Ausserdem, fällt mir gerade ein müssten dann ja virtuelle Photonen mit virtuellen Photonen wechselwirken und das tun sie doch nicht, oder?

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Kraft zwischen 2 Ladungen 26 Jul 2017 21:30 #17870

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Hallo,

kann es sein, dass die Gravitation über die Raumzeit wirkt. Diese ist gekrümmt. Kann das auch bei Ladungen sein?

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Kraft zwischen 2 Ladungen 26 Jul 2017 21:37 #17871

Meine persönliche Meinung,
der Raum selbst besteht aus diesen virtuellen Teilchen, die entstehen und wieder zerfallen (Vakuumenergie)
und die Information ( Wirkung ) breitet sich mit Lichtgeschwindigkeit in alle Richtungen aus.

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Kraft zwischen 2 Ladungen 28 Jul 2017 08:36 #17955

michael111 schrieb: Meine persönliche Meinung,
der Raum selbst besteht aus diesen virtuellen Teilchen


Nur mal so am Rande: Das ist keine Meinung, sondern eine Tatsachenbehauptung.

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Kraft zwischen 2 Ladungen 29 Jul 2017 01:00 #18006

Im von stargazer verlinkten Wiki-Artikel steht:

Wikipedia schrieb: Charakteristisch ist, dass die Austauschteilchen als solche für die Außenwelt unsichtbar bleiben. Sie befinden sich in unbestimmt bleibender Anzahl in sogenannten virtuellen Zuständen, rufen aber dabei u. a. die bekannten Wirkungen eines klassischen Kraftfelds hervor. Beleg für ihre Existenz sind die messbaren Eigenschaften der physikalischen Prozesse, die mithilfe dieses theoretischen Konzepts mit einer sonst nicht erreichten Genauigkeit erklärt werden.


Also die Austauschteilchen sind nicht mit realen Teilchen zu verwechseln. Ein Photon das man sehen und detektieren kann ist KEIN Austauschphoton.
Und... Austauschteilchen sind ein theoretisches Konzept.

Bemerkenswert.

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Kraft zwischen 2 Ladungen 29 Jul 2017 10:48 #18012

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Ja Merilix, Sonst flippe ich aus. Kann ja nicht angehen, am Pluto hat man sich ausgelassen. Und Photonen mischt man so ins jeden unerklärlichen masselosen Dreck, da kann ich ja problemlos behaupten Virtuelles-Photon ist Raum. Du glaubst nicht wievielte Permanentschläfer dieses Virtuell da erst gar nicht hin schreiben, und dann kommt einer wo sich Informieren möchte und schaut bei Photon nach. Ich glaube da ist ein neues Gesetz was Fake News anbetrifft... es regnet hoffentlich bald Abmahnungen aufgrund dieser Volksverdummung, der wohl michael111 zum Opfer gefallen ist. Raum ist Volumen, der besteht lediglich und ausschließlich aus einem Koordinaten System, erst bei Raumzeit wird dieser Flexibel und da kann man dann basteln, von mir aus virtuell.

//Zum Thema: Ladung ist ein enorme Oberbegriff. // Bei Elektronen ist eine Art Wind wo von diesen ausgeht, wobei Wind nicht wörtlich genommen werden darf.

Man muss noch Chaos in sich haben, um einen tanzenden Stern gebären zu können.
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Kraft zwischen 2 Ladungen 29 Jul 2017 14:52 #18022

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In unzähligen Artikeln, Videos und Büchern werden folgende Aussagen gemacht (die ich auch alle glaube) :

a) das Austauscheilchen für die Elektromagnetische Kraft ist das Virtuelle Photon
b) das Virtuelle Photon hat keine Ruhemasse die Reichweite der Elektromagnetischen Kraft ist daher unendlich (im Gegensatz zu den andern Wechselwirkungen)
c) das klassische Elektrische Feld kann mit der Quantentheorie vollständig erklärt werden.

Warum ist es dann so schwer meine Frage nach der elektrischen Kraft zwischen zwei weiter entfernten Ladungen (siehe auch Beitrag von Merilix vom 25.01.17) zu beantworten?
Wenn es so sein sollte, dass, wie bei der "spukhaften" Wirkung bei der Quantenverschränkung, man es einfach noch nicht erklären kann,
dann soll es mir auch recht sein.
Nur zur Info: Ich bin zwar kein studierter Physiker, habe aber schon eine Menge Bücher, Vorlesungen, Internetbeiträge über die Quantentheorie gelesen und gehört. In keiner dieser Quellen hab ich eine "Erklärung" gefunden. Entweder ist sie so simpel dass das niemand erwähnenswert findet, oder man weiss es wirklich nicht.
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Kraft zwischen 2 Ladungen 29 Jul 2017 17:13 #18028

Chris schrieb: Volksverdummung, der wohl michael111 zum Opfer gefallen ist.

Hilf mir mal bitte , wann soll das passiert sein ?

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Kraft zwischen 2 Ladungen 29 Jul 2017 18:41 #18030

HeSch schrieb: Warum ist es dann so schwer meine Frage nach der elektrischen Kraft zwischen zwei weiter entfernten Ladungen (siehe auch Beitrag von Merilix vom 25.01.17) zu beantworten?


Ich dachte, dass Merilix mit seinem letzten Post die Frage schon beantwortet hat.

Ich zitiere auch aus de.wikipedia.org/wiki/Virtuelles_Teilchen :
"Das virtuelle Teilchen stellt als Austauschteilchen diese Wechselwirkung eigentlich erst her, ist im virtuellen Zustand nach außen aber niemals sichtbar. So wird z. B. in der Quantenelektrodynamik die elektromagnetische Wechselwirkung zweier Elektronen durch den Austausch eines virtuellen Photons vermittelt. Der Nachweis ist indirekt: Die mithilfe dieses Konzepts berechneten Werte werden im Experiment mit einer Genauigkeit von bis zu 1 : 10 Mrd. bestätigt. Prinzipiell kann jedes Teilchen reelle Zustände und virtuelle Zustände annehmen."

Somit sind in meinen Augen virtuelle Teilchen erstmal ein Konstrukt, mit dem man die realen Verhältnisse gut rechnen und Vorhersagen treffen kann. In der Quantenelektrodynamik bin ich nicht zuhause, daher kann ich leider nichts detaillierteres sagen.

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Kraft zwischen 2 Ladungen 29 Jul 2017 19:06 #18032

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Ich schätze die Antworten von Merilix sehr, aber für mich ist meine Frage damit leider noch nicht beantwortet. Merilix ist auch der Erste, der mein eigentliches Problem erkannt hat (Post vom 25.01.17). Er hat eine Meinung / Vorstellung dazu gepostet, aber ist das wirklich die Antwort?
Merilix was denkst Du. Hab ich mit meinem Post vom 26.07.17 21:24 Deine Vorstellung getroffen?

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Kraft zwischen 2 Ladungen 29 Jul 2017 19:15 #18033

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An ClausS : Zitat aus Deinem Post :
"So wird z. B. in der Quantenelektrodynamik die elektromagnetische Wechselwirkung zweier Elektronen durch den Austausch eines virtuellen Photons vermittelt"
Wenn ich das so nehme wie es da steht, müsste die Wechselwirkung zwischen zwei 1 Lichtjahr entfernten Elektronen durch Austausch eines virtuellen Photons vermittelt werden. DIe Frage ist, nochmals im Kern : Woher wissen die beiden Elektronen voneinander damit sie überhaupt eine Virtuelles Photon austauschen können? Das ist das was mich beschäftigt. Im atomaren Bereich kann ich mir das noch eher "vorstellen".
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Kraft zwischen 2 Ladungen 30 Jul 2017 13:54 #18043

HeSch schrieb: An ClausS : Zitat aus Deinem Post :
"So wird z. B. in der Quantenelektrodynamik die elektromagnetische Wechselwirkung zweier Elektronen durch den Austausch eines virtuellen Photons vermittelt"
Wenn ich das so nehme wie es da steht, müsste die Wechselwirkung zwischen zwei 1 Lichtjahr entfernten Elektronen durch Austausch eines virtuellen Photons vermittelt werden. DIe Frage ist, nochmals im Kern : Woher wissen die beiden Elektronen voneinander damit sie überhaupt eine Virtuelles Photon austauschen können? Das ist das was mich beschäftigt. Im atomaren Bereich kann ich mir das noch eher "vorstellen".


Sie wissen es durch das Feld, das sie aufbauen. Das Feld hat einen Gradienten, und entlang dieses Gradienten wirkt eine Kraft. Erst, wenn durch diese Kraft eine Arbeit verrichtet wird, findet eine Wechselwirkung statt. Diese kann quantenmechanisch beschrieben werden, und zwar durch den Austausch von virtuellen Photonen.
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Kraft zwischen 2 Ladungen 30 Jul 2017 14:48 #18044

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Ok, darüber kann ich weiter nachdenken. Für mich waren die Virtuellen Photonen und das "Feld" irgendwie das "Gleiche".
Beides getrennt zu sehen, nämlich das Feld für sich und zusätzlich die Virtuellen Photonen als Übermittler der Wechselwirkung,
diese Idee ist mit bisher nicht gekommen. Hmm..
Danke.

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