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THEMA: 47 Eichtheorien

47 Eichtheorien 21 Jul 2019 21:22 #54260

Manfred S schrieb: Du verstehdas Argument falsch. Feld und Spannung sind hier synonym und beschreiben eigentlich das Gleiche. Aber beide können durch eine Hilfsgröße Potential beschrieben werden, ohne dass dahinter etwas Reales stehen muß.

Wenn hier etwas synonym betrachtet werden könnte dann wären das Spannung und Potential. Aber auch das stimmt nicht ganz.
Ein Feld ordnet jedem Punkt im Raum einen Wert zu (den man als Potential bezeichnen kann). Spannung wäre dann die Differenz zwischen den Potentialen verschiedener Punkte im Feld. Spannung und Potential sind dann synonym wenn man einem der beiden Punkte das Potential 0 zuordnet was willkürlich also Eichfreiheit ist.

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47 Eichtheorien 23 Jul 2019 15:01 #54330

Ich habe Spannung und Feldstärke als synomyn bezeichnet, da beide von einem Potential abgeleitet werden können. Die Spannung als Differenz und die Feldstärke als Differential.

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47 Eichtheorien 23 Jul 2019 15:21 #54331

Manfred S schrieb: Ich habe Spannung und Feldstärke als synomyn bezeichnet, da beide von einem Potential abgeleitet werden können. Die Spannung als Differenz und die Feldstärke als Differential.

Ich denke, Deinen Beweggrund hat jeder verstanden, dadurch wird es aber nicht richtig. Im konkreten Fall oder Versuchsanordnung mag man beides salopp als gleichwertig betrachten, aber hier ging es ja gerade um die Unterschiede bzw um die eigenständige Bedeutung.

Allein schon aus dem variablen Abstand erkennst Du, dass beide nur im statischen Modell äquivalent sind, nicht aber bei unterschiedlichen Fallgestaltungen bei gleicher Spannung und variablem Abstand. Die Formel lautet E = U/d, E und U sind proportional aber doch nur bei konstantem Abstand äquivalent.

Womöglich meinst Du das (zB) Gravitationsfeld Φ.ij, das ist die Liste der Potentiale Φ.r¹ im Raum. Das Gravitationsfeld Φ entspricht dem elektrischen Skalarfeld Φe und nicht dem elektrischen Feld E. Das elektrische Vektorfeld E entspricht hingegen dem gravitativen Beschleunigungsfeld g.
Aber auch in diesem Fall ist der Unterschied von Potential Φ.r¹~Skalarfeld Φ.ij zur Spannung U=ΔΦ deutlich, hoffe ich.

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47 Eichtheorien 23 Jul 2019 16:33 #54337

Ich habe sie nicht als gleich bezeichnet, sondern nur betont, dass beide auf ähnliche Weise vom Potential abgeleitet sind.

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47 Eichtheorien 23 Jul 2019 17:59 #54340

Manfred S schrieb: Ich habe sie nicht als gleich bezeichnet, sondern nur betont, dass beide auf ähnliche Weise vom Potential abgeleitet sind.

"synonym" ist noch viel stärker als "gleich", es bedeutet eher "dasselbe".

Naja, Du hast zumindest bis zu meinem Post #54247 die physikalisch "reale" Relevanz bezweifelt und den Vergleich von Feld und Potential als Hilfsargument angeführt (genau habe ich diese Logik zwar nicht verstanden).

Aber wenn es nun für Dich gemäß meinem Post #54247 geklärt ist, ist ja alles gut.

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47 Eichtheorien 23 Jul 2019 21:23 #54355

ra-raisch schrieb:

Manfred S schrieb:
Die Größen, die Du meinst, lassen sich allgemein durch einen Vektor (als Differenz von Ortsvektoren) darstellen. Er hat seine feste Größe, auch wenn die Zahlenwerte frei festlegbar sind. Der Vektor ist also in Deiner Anschauung "real". .

.

Ja, denn ich kann an jedem Punkt eine Kraft auf eine Ladung messen, indem ich z.B. eine Federwaage dranhänge oder die Beschleunigung einer Masse feststelle. Das hat mit Ortsvektoren übrigens nichts zu tun. Ein Potential kann ich so nicht messen, es ist eine rein theoretische Größe, die sich nur aus der Form der Maxwellgleichungen ableiten lässt.

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47 Eichtheorien 23 Jul 2019 21:35 #54356

ra-raisch schrieb:

Manfred S schrieb: Ich habe sie nicht als gleich bezeichnet, sondern nur betont, dass beide auf ähnliche Weise vom Potential abgeleitet sind.

"synonym" ist noch viel stärker als "gleich", es bedeutet eher "dasselbe".

Naja, Du hast zumindest bis zu meinem Post #54247 die physikalisch "reale" Relevanz bezweifelt und den Vergleich von Feld und Potential als Hilfsargument angeführt (genau habe ich diese Logik zwar nicht verstanden).

Aber wenn es nun für Dich gemäß meinem Post #54247 geklärt ist, ist ja alles gut.


ich habe in meinem Post genau beschrieben, was ich damit meine: Ähnlich, weil sie beide als Ableitung von einem (theoretischen) Potential darstellbar sind. Das weitere ist Wortklauberei. Was Dein Post angeht, würde ich Dir zustimmen, wenn Du darlegst, wie Du das Potential direkt messen willst, ohne es nur vom Feld theoretisch abzuleiten.

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47 Eichtheorien 24 Jul 2019 21:16 #54384

Manfred S schrieb: ... Was Dein Post angeht, würde ich Dir zustimmen, wenn Du darlegst, wie Du das Potential direkt messen willst, ohne es nur vom Feld theoretisch abzuleiten.

Wie wärs mit nem guten alten nicht digitalen sondern elektrostatischen Voltmeter?

Das ist geeicht bei einem bestimmten Potentialunterschied einen bestimmten Ausschlag zu erzeugen. Dafür wird zwar ein elektrisches Feld benutzt aber das ist nicht das welches zwischen den Potentialen herrscht die gemessen werden sondern auch ein wohl geeichtes das zwischen Platten bzw. Nadeln im Meßgerät entsteht.

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47 Eichtheorien 24 Jul 2019 22:06 #54388

Merilix schrieb: Wie wärs mit nem guten alten nicht digitalen sondern elektrostatischen Voltmeter?
.

Auch dann misst Du nur den Potentialunterschied zwischen zwei Punkten

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47 Eichtheorien 25 Jul 2019 12:48 #54407

Manfred S schrieb:

Merilix schrieb: Wie wärs mit nem guten alten nicht digitalen sondern elektrostatischen Voltmeter?
.

Auch dann misst Du nur den Potentialunterschied zwischen zwei Punkten

Genau darum geht es doch: Mit Differenzen zu arbeiten ohne absolute Werte zu kennen.

Wie hoch ist der Absolutwert der Elektronegativität aller Atome, die auf einen Punkt wirken?
Wie hoch ist der Absolutwert der Gravitation aller Objekte, die auf einen Punkt wirken?

Bei der Temperatur kennen wir einen absoluten Nullwert.

Ansonsten müssen wir mit Differenzen zwischen Potentialen umgehen.

Dies ist, wie ich es verstanden habe, nicht eine zusätzliche Realität, sondern vielmehr eine Betrachtung der Realität aus einer anderen Richtung.

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47 Eichtheorien 31 Jul 2019 11:22 #54601

Jürgen schrieb: Genau darum geht es doch: Mit Differenzen zu arbeiten ohne absolute Werte zu kennen.

Es geht nicht darum ob man den absoluten Wert kennt, sondern um die Frage ob es diesen "absoluten" Wert überhaupt gibt. Da wir ihn prinzipiell nicht messen können, ist er eine reine Rechengröße ohne physikalilische Realität.

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47 Eichtheorien 31 Jul 2019 13:11 #54604

Manfred S schrieb: Es geht nicht darum ob man den absoluten Wert kennt, sondern um die Frage ob es diesen "absoluten" Wert überhaupt gibt. Da wir ihn prinzipiell nicht messen können, ist er eine reine Rechengröße ohne physikalilische Realität.

Natürlich gibt es den flachen Raum. Und genauso gibt es das Potential bei rs. Beides sind absolute Werte. Auch jeder Wert für jedes r bei rs/r ist absolut. Nur absolut messen kann man keinen davon....naja theoretisch könnte man den Gradienten des Gradienten lokal messen, das müßte für eine Zentralmasse sogar genügen, um Radius und rs zu bestimmen. Aber absolut, in einer komplizierten Umgebung zB an einem Lagrangepunkt, kann man nichts messen.

Beim elektrischen Feld ist das ähnlich.

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47 Eichtheorien 01 Aug 2019 16:54 #54660

ra-raisch schrieb:

Manfred S schrieb: Es geht nicht darum ob man den absoluten Wert kennt, sondern um die Frage ob es diesen "absoluten" Wert überhaupt gibt. Da wir ihn prinzipiell nicht messen können, ist er eine reine Rechengröße ohne physikalilische Realität.

Natürlich gibt es den flachen Raum. Und genauso gibt es das Potential bei rs. Beides sind absolute Werte. Auch jeder Wert für jedes r bei rs/r ist absolut. Nur absolut messen kann man keinen davon....naja theoretisch könnte man den Gradienten des Gradienten lokal messen, das müßte für eine Zentralmasse sogar genügen, um Radius und rs zu bestimmen. Aber absolut, in einer komplizierten Umgebung zB an einem Lagrangepunkt, kann man nichts messen.

Beim elektrischen Feld ist das ähnlich.

Also ich hatte eigentlich über Quantenfelder im Allgemeinen und dem elektrischen Feld im Besonderen sinniert. Überall da, wo eine Potential angenommen wird, dessen Größe nicht nur unbestimmt, sondern sogar beliebig ist. Bei der Gravitation mag das auch so sein. Mir ist nur die Darstellung des Gravitationsfeldes aus einem Potential nicht bekannt - ander als wie bei den Maxwellgleichungen bei denen das mal in einer Vorlesung durchgerechnet wurde.

Was meinst Du mit rs? Schwarzschildradius? Was hat der denn hier zu tun?

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47 Eichtheorien 01 Aug 2019 18:40 #54668

Manfred S schrieb: Was meinst Du mit rs? Schwarzschildradius? Was hat der denn hier zu tun?

Ja, rs ist gleichbedeutend mit der Masse m und natürlich für das Gravitrationspotential maßgeblich.

Manfred S schrieb: essen Größe nicht nur unbestimmt, sondern sogar beliebig ist.

Das stimmt aber so nicht. Das Potential ist natürlich absolut, nur der Wert ist beliebig, je nach Eichung. Du kannst den absoluten Nullpunkt 0K auch mit -273,15°C bezeichnen, dadurch ändert sich der absolute Wert nicht, Du bist aber im Zahlenwert vollkommen frei.

Ob man die Temperatur absolut messen kann, ohne Luftdruck, Ausdehnungskoeffizient etc zu bemühen, bin ich mir nicht so ganz klar ... das Potential kann man aber soviel ich weiß gar nicht absolut messen. Das ändert aber nichts an seinem absoluten Zustand. Sonst wäre ja jede Spannung (Potentialdifferenz) auch beliebig.

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47 Eichtheorien 01 Aug 2019 21:52 #54685

ra-raisch schrieb:
Das Potential ist natürlich absolut, nur der Wert ist beliebig, je nach Eichung. Du kannst den absoluten Nullpunkt 0K auch mit -273,15°C bezeichnen, dadurch ändert sich der absolute Wert nicht, Du bist aber im Zahlenwert vollkommen frei.

Bei der Eichung geht es nicht um die Wahl der Einheit sondern um den Nullpunkt. Wenn man die Einheit verändern würde, würde sich auch der Zahlenwert der Differenz - also der Spannung ändern. Bei der Temperatur ist 0K der absolute Nullpunkt, drunter gehts nicht. Diesen Nullpunkt haben wir beim Potential nicht.

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47 Eichtheorien 01 Aug 2019 22:55 #54691

Manfred S schrieb: Bei der Temperatur ist 0K der absolute Nullpunkt, drunter gehts nicht. Diesen Nullpunkt haben wir beim Potential nicht.

Und dennoch können wir den Nullpunkt auch bei der Temperatur anders wählen.
Wir haben natürlich den "absoluten" Nullpunkt beim Gravitationspotential, denn der wurde für den flachen Raum festgelegt.
ΦG = G*m/r mit m = 0 ⇒ ΦG = 0 ebenso für m>0 jedoch r→∞
Und beim elektrischen Potential ebenfalls: Abwesenheit eines Feldes.
Φe = kC*Q/r mit Q = 0 ⇒ Φe = 0 ebenso für Q>0 jedoch r→∞

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47 Eichtheorien 01 Aug 2019 23:02 #54693

ra-raisch schrieb: [Und dennoch können wir den Nullpunkt auch bei der Temperatur anders wählen.


Also bei der Temperatur sehe ich das anders, 0 K sind in diesem Fall der einzig sinnvolle Nullpunkt. Alles andere wäre zwar möglich, aber physikalisch vollkommen irrelevant...

Manchmal richtig und falsch nur Bedeutung haben für kurze Zeit. Nach langer Zeit, nach Jahrzehnten, Jahrhunderten, dann wir sehen, was wirklich geschieht.

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Manchmal richtig und falsch nur Bedeutung haben für kurze Zeit. Nach langer Zeit, nach Jahrzehnten, Jahrhunderten, dann wir sehen, was wirklich geschieht.

47 Eichtheorien 01 Aug 2019 23:03 #54694

Arrakai schrieb: der einzig sinnvolle Nullpunkt

Da gebe ich Dir vollkommen Recht, aber darum ging es ja nicht. Es besteht vollkommene Eichfreiheit.

Wir könnten dafür genauso gut und fast so sinnvoll -TP (negative Plancktemperatur) festlegen, wenn es hier sehr heiß wie kurz nach dem Urknall zuginge, aber für uns eben nicht beonders sinnvoll, weil wir uns nahe 0K aufhalten.

Eichfreiheit nutzt man ja gerade dafür aus, möglichst sinnvolle Festlegungen zu finden. Der Nullpunkt 0°C war früher sinnvoll und wurde auf Grund von neuen Erkenntnissen in 0K optimiert. Falsch war beides nicht.

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47 Eichtheorien 02 Aug 2019 17:34 #54732

ra-raisch schrieb: Und beim elektrischen Potential ebenfalls: Abwesenheit eines Feldes.
Φe = kC*Q/r mit Q = 0 ⇒ Φe = 0 ebenso für Q>0 jedoch r→∞

Denkfehler: Selbst wenn das Feld Null ist, kann das Potential beliebig groß sein, sofern es überall so ist.

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47 Eichtheorien 02 Aug 2019 20:20 #54740

Manfred S schrieb: Selbst wenn das Feld Null ist, kann das Potential beliebig groß sein, sofern es überall so ist.

Das ist die Eichfreiheit. Nach unseren Formeln ergibt sich eben 0.

Was genau meinst Du denn mit "überall so"? Wenn es im Universum keine Masse/Energie gibt, dann gibt es auch kein Gravitationsfeld, egal wie Du den Zahlenwert dafür definierst.

Wenn das Universum von einer homogenen Energiedichte (zB Vakuum) durchzogen ist, bekommst Du ein überall gleiches Potential, aber es ist nicht flach, sofern der Effekt nicht anderweitig ausgeglichen wird etc.

EDIT: Die Flachheit kann man natürlich messen, doch sie ist nur ein Indiz für das Potential.

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47 Eichtheorien 04 Aug 2019 23:41 #54872

ra-raisch schrieb:

Manfred S schrieb: Selbst wenn das Feld Null ist, kann das Potential beliebig groß sein, sofern es überall so ist.

Das ist die Eichfreiheit. Nach unseren Formeln ergibt sich eben 0.

so so

Was genau meinst Du denn mit "überall so"?

überall gleich groß

Wenn es im Universum keine Masse/Energie gibt, dann gibt es auch kein Gravitationsfeld, egal wie Du den Zahlenwert dafür definierst.

Ich bezog mich nur auf Quantenfelder und das elegtromagnetische im Besonderen. Über das Potential von Gravitationsfelder spekuliere ich nicht


Wenn das Universum von einer homogenen Energiedichte (zB Vakuum) durchzogen ist, bekommst Du ein überall gleiches Potential, aber es ist nicht flach, sofern der Effekt nicht anderweitig ausgeglichen wird etc.

EDIT: Die Flachheit kann man natürlich messen, doch sie ist nur ein Indiz für das Potential.

Die Energie des Vakuums ist eine ganz andere Geschichte (Dunkle Energie, Kosmologische Konstante etc)

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47 Eichtheorien 05 Aug 2019 13:14 #54878

Manfred S schrieb: Die Energie des Vakuums ist eine ganz andere Geschichte (Dunkle Energie, Kosmologische Konstante etc)

Wieso andere Geschichte? Ich spreche von der Wirkung, wieso sollte die Vakuumenergie keine gravitative Wirkung haben?

Aber ich muss Dir insofern Recht geben, dass ich schon mehrfach die Formulierung gehört habe, dass ein überall gleiches Gravitationspotential nicht zu berücksichtigen sei. In der Praxis kann ich dem zwar zustimmen, doch aus theoretischer Sicht nicht. Was soll sich an einem bestimmten Potential denn "theoretisch" plötzlich ändern, nur weil in 100 ly Entfernung ein anderes Potential herrscht? Dass praktisch nur Potentialunterschiede von Interesse sind, rechtfertigt nicht, ein konstantes Potential zu negieren.

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47 Eichtheorien 07 Aug 2019 16:24 #54975

ra-raisch schrieb:

Manfred S schrieb: Die Energie des Vakuums ist eine ganz andere Geschichte (Dunkle Energie, Kosmologische Konstante etc)

Wieso andere Geschichte? Ich spreche von der Wirkung, wieso sollte die Vakuumenergie keine gravitative Wirkung haben?
.

Gravitative Wirkung hat niemand bestritten, sondern dass die Vakuumenergie von einem Potential kommt.. Die Energie des Vakuums kommt nicht von einem Potential, sondern möglicherweise von quantenmechanischen Effekten.

Aber wenn Du die Quelle der dunklen Energie entdeckt hast, solltest Du dir schon mal einen Frack kaufen. Den braucht man in Stockholm.;-)

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47 Eichtheorien 07 Aug 2019 17:54 #54986

Manfred S schrieb: bestritten, sondern dass die Vakuumenergie von einem Potential kommt.. Die Energie des Vakuums kommt nicht von einem Potential, sondern möglicherweise von quantenmechanischen Effekten.

Ich hatte ja auch das genaue Gegenteil gesagt: Die Vakuumenergie erzeugt ein Potential.

Gleichzeitig wirkt sie aber der Kontraktioin entgegen. Womöglich darf man das saldieren. Dann hätte das Vakuum (per Saldo!) ein positives Potential, wie negative Energie es haben müßte. Da die Expansion aber nicht gravitativ bzw mittels eine Potentials erklärt wird, halte ich eine Saldierung für nicht korrekt. Andererseits wirkt die Expansion wie ein Potential, alle Objekte werden mit dem Raum auseinandergetrieben.

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