Energie

[Muzmuz]

AW: Energie

hei ben,

zu verstehen ist das etwa so, in dem die ausformungen der energie (temperatur, geschwindigkeit, lage, etc...) die verschiedenen währungen darstellen
die energie entspräche dem wert gewisser beträge einzelner währungen

man kann geld in den händen halten und somit direkt beobachten, so wie man geschwindigkeit, temperatur etc messen kann
aber erst durch diese messbaren größen kann man auf die energie rückrechnen

die energie entspräche als größe also dem WERT, den unterschiedliche, gleichwertige geldbeträge unterschiedlicher währungen haben können

lg,
Muzmuz

 

[Benjamin]

Hi Muzmuz!

Dieser Vergleich gefällt mir. Man kann Geld in Geld umtauschen, aber sogar Geld in Wahren, und Wahren wieder in Geld. So kann man auch Energien transferieren. Bleibt nur noch die Frage zu klären, ob das Geld nur ein Hilfsmittel ist, oder ob es wirklich ist ...

In einem interessanten Punkt unterscheid sich das Geld aber von der Energie. Die Energie eines Systems ist mit der Entropie gekoppelt. Die Entropie, die Unordnung, des Systems kann ohne Energie von außen niemals kleiner werden. Das heißt, Energien mischen sich durch, bis alles kreuz und quer im Raum verteilt ist, also sprich verdammt unordentlich ist. Das Geld aber scheint sehr ordentlich zu sein. Es geht andauernd von den Armen zu den Reichen. Das macht es so lange bis das System kollabiert und das Geld wieder umverteilt wird ... dann beginnt es wieder von neuem.
Hmm ... anderseits: Vielleicht ist es mit dem Universum genauso. Nur das die Entropie immer größer wird, dass alles immer unordentlicher wird und das Universum irgendwann an seiner Unordentlichkeit kollabiert.
Ausschließen können wir das heute ja nicht.

mfg
Ben

 

[Hartmut]

AW: Energie

Masse ist keine Erhaltungsgröße ... Das zeigt doch der Massendefekt.

Hallo Ben,

die Äquivalenz von Masse (i. a. nicht identisch mit Ruhemasse!) und Energie führt dazu, dass ein Massendefekt einem Energiedefekt entspricht. Die Energie der Protonen und Neutronen im Atomkern, also im gebundenen Zustand, ist geringer als die Energie dieser Teilchen im freien, ungebundenen Zustand.

Materie besteht nach mir bekannter Definition aus Fermionen

Als der Begriff Materie geprägt wurde, da wusste man noch nichts von Fermionen und Bosonen. Materie stand (und steht noch heute philosophisch) für all das, was nicht ideeller Natur ist. Ich möchte bei dieser Begriffsbildung bleiben. Aus den bisherigen Erhaltungssätzen für Masse und Energie sowie deren Äquivalenz folgt m. E. die Erhaltung der Materie, auch wenn die Physik explizit nicht davon spricht.

Denke an die Annihilation, die Paarvernichtung, von Elektron und Positron, bei der die gesamte Masse der beiden in elektromagnetische Energie umgewandelt wird, und die Masse damit vernichtet wird.

Die Ruhemasse von Elektron und Positron wird dabei in die bewegte Masse zweier Photonen umgewandelt.

Die Quantenfeldtheorie war leider noch nicht Bestandteil meiner Vorlesungen. Aber so weit ich weiß, rufen extreme Energiedichten, wie z.B. in Schwarzen Löchern, heute noch Singularitäten in den Gleichungen hervor.

Zugegeben: Von der Quantenfeldtheorie verstehe auch ich wirklich nicht allzu viel. Allerdings sind für mich Singularitäten ein Zeichen dafür, dass wir die Natur noch nicht verstanden haben.

Gruss
Hartmut

 

[Benjamin]

Guten Abend Hartmut!

die Äquivalenz von Masse (i. a. nicht identisch mit Ruhemasse!) und Energie führt dazu, dass ein Massendefekt einem Energiedefekt entspricht. Die Energie der Protonen und Neutronen im Atomkern, also im gebundenen Zustand, ist geringer als die Energie dieser Teilchen im freien, ungebundenen Zustand.

Ja, deren Massenenergie ist geringer, weil ein Teil dieser Energie in der Bindungsenergie steckt. Untersucht man deren Masse im ungebundenen Zustand ist sie größer, weil die Bindungsenergie wieder zu Masse wurde. Aber die Gesamtenergie bleibt erhalten. Es gibt keinen Energiedefekt.

Als der Begriff Materie geprägt wurde, da wusste man noch nichts von Fermionen und Bosonen. Materie stand (und steht noch heute philosophisch) für all das, was nicht ideeller Natur ist. Ich möchte bei dieser Begriffsbildung bleiben. Aus den bisherigen Erhaltungssätzen für Masse und Energie sowie deren Äquivalenz folgt m. E. die Erhaltung der Materie, auch wenn die Physik explizit nicht davon spricht.

Diese Vorstellung von Materie finde ich sehr befremdend. Ich wäre gar nie auf die Idee gekommen, Licht als Materie zu bezeichnen. An welche Zeit denkst du, wenn du sagst 'als der Begriff Materie geprägt wurde'?

Die Ruhemasse von Elektron und Positron wird dabei in die bewegte Masse zweier Photonen umgewandelt.

Photonen haben keine Masse. Meines Wissens nach hat man noch nie den Begriff Masse so verwendet, dass dabei etwas gemeint gewesen wäre, das eine Eigenschaft von Licht hätte sein sollen.

Allerdings sind für mich Singularitäten ein Zeichen dafür, dass wir die Natur noch nicht verstanden haben.

So sehe ich das auch.

mfg
Ben

 

[KurtB]

AW: Was ist der Wirklichkeit näher?

Hallo Ben,

Zu Energie schreibst du:

Wenn wir einen Stein betrachten, können wir sagen, der Stein ist wirklich und seine Beschreibung, er bestünde aus Energie, ist eine Hilfsvorstellung.

Für unsere Sinne ist er wirklich.
Und das spürt man auch wenn man ihn fallen lässt.
Wir wissen das er aus dem besteht was wir Materie nennen.
Wie -klein- die Materieteilchen sind das lässt sich nicht genau sagen, man wird wahrsch. noch kleinere Bausteine finden als bisher bekannt ist.
Wozu braucht man da den Begriff Energie?

Was aber wenn ich sage, der Stein ist in Wirklichkeit Energie und das, was wir als "Stein" bezeichnen, ist eine Summe von Wahrnehmungen, die unser Gehirn interpretiert und welche wiederum auf Energieformen zurück gehen?

Dann hast du eine nicht notwendige Annahme die durch nichts belegt ist dazugenommen.
Der Stein besteht aus Materiebausteinen, so zeigt es sich wenn man ihn genauer untersucht.

Ich bin der Ansicht, dass die naturwissenschaftliche Beschreibung des Steines dessen Wirklichkeit näher kommt, als die Beschreibung des Steines durch unsere fünf Sinne. Ich gebe aber auch zu, dass die Naturwissenschaften trotzdem noch lange nicht wissen, was der Stein nun wirklich ist. Aber ich glaube eben, unsere fünf menschlichen Sinne wissen es noch weniger.

Natürlich, unsere Sinne sind darauf ausgerichtet zu erkennen das es ein Stein ist. Und wenn man diesen fallen lässt dann...

Zum Laser:

Die Farbe des Laserlichtes hängt hauptsächlich vom Kristall und seinen physikalischen Eigenschaften ab, also sprich von den Energieniveaus bestimmter Elektronen im Kristall.

Oberhalb schreibst du:

dann könnte man die Farbe des Lasers ungefähr so erklären: Durch elektrischen Strom kann man Elektronen so beschleunigen, dass diese dabei Licht abstrahlen

Sind es nun die beschleunigten Elektronen oder Energieniveaus die das Laserlicht erzeugen.
Es kann ja nur eins davon sein.

Oder ist es so dass es keins von beiden ist.
Das es Elektronen sind die in einem Resonanzkörper durch Schwingen mit der Resonankörper eigenen Schwingfrequenz, welche die Laserfarbe bestimmt, schwingen.
Das die Anregung von aussen kommt und die Resonanz aufrechterhält.

Es ist genau die Energie zwischen zweier Niveaus, die abgestrahlt wird

.

Wird da nun Energie oder Licht einer bestimmten Farbe abgestrahlt?

Diese Energie entspricht der Energie des Laserlichtes.

Laserlicht hat eine Farbe und eine Stärke.
Laserlicht erzeugt diejenigen Wirkungen wenn es irgendwo auf ein Hinderniss (Materie) trifft die Licht mit der entsprechenden Farbe und Amplitude auf andere Materie ausübt.

Unser menschliches Auge reagiert auf unterschiedliche Lichtenergien unterschiedlich.

Ist es nicht so das in unserem Auge Rezeptoren eingebaut sind die bestimmte Frequenzen (Farben) nutzen um sich zu verändern, sprich angeregt werden können.
Wir sehen eigentlich nur drei Farben. Den Rest können wir nicht erkennen.

Diese Unterschiede empfinden wir als Farben.

Ist es nicht so das wir unterschiedliche Frequenzen als verschiedene Farben interpretieren/sehen und nicht irgendwelche unterschiedliche Lichtenergien?

Jede Lichtenergie hat eine eigene Farbe, wobei die Differenziertheit begrenzt ist, es also nicht unendlich viele Farben für uns gibt. Was an der Natur unseres Auges liegt. Im Unterschied zur Lichtenergie, die zumindest nach heutigem Stand der Dinge theoretisch unendlich viel verschiedene Energien annehmen kann.

Für uns gibt es drei Farben zu sehen, manche sehen vier.
Diesen Farben sind bestimmte Frequenzen zugeordnet, sonst nichts.
Unendlich viel verschiedene Frequenzen gibt es nicht, das hat Plank schon erkannt (Schwarzstrahler).

Unsere Augen zum Beispiel können die Eigenschaft der Polarisation des Lichtes nicht erkennen. Die Physik jedoch kennt diese Eigenschaft

Die Physik? Unser Auge ist genau so in der Lage Polarisation zu erkennen wie
"Physik" auch.
Setz ein Polarisationsfilter vors Gesicht und schon sind die Augen in der Lage Polarisation zu erkennen.
Eine andere Möglichkeit gibt es in der -Physik- auch nicht.

Also Ben, ich sehe wirklich nicht wo es etwas geben sollte das als Energie zu bezeichnen wäre.


Kurt

 

[Benjamin]

Sind es nun die beschleunigten Elektronen oder Energieniveaus die das Laserlicht erzeugen.
Es kann ja nur eins davon sein.

Hallo!

Erm ... die Erklärung sollte als Ganzes verstanden werden. Sie erstreckt sich über mehrere Sätze. Aber ich glaube, das war nicht allzu schwer zu erkennen. Daraus ergibt sich auch die Antwort auf die zitierte Frage.

Für uns gibt es drei Farben zu sehen, manche sehen vier.
Diesen Farben sind bestimmte Frequenzen zugeordnet, sonst nichts.
Unendlich viel verschiedene Frequenzen gibt es nicht, das hat Plank schon erkannt (Schwarzstrahler).

Erstens: Es gibt viel mehr als drei Farben. (siehe Definition von Farbe auf http://de.wikipedia.org/wiki/Farbe)

Und zweitens dürfte es unendlich viele Frequenzen geben. Die Erklärung der Schwarzkörperstrahlung von Max Planck sagt lediglich, dass elektromagnetische Strahlung immer in gewissen Energieportionen an Materie abgegeben oder aufgenommen wird. Damit ist die Energie (die reagiert) gequantelt, nicht aber die Frequenz!

Für unsere Sinne ist er [der Stein] wirklich.

Das sagt aber noch nicht WAS der Stein wirklich ist.

Wie -klein- die Materieteilchen sind das lässt sich nicht genau sagen, man wird wahrsch. noch kleinere Bausteine finden als bisher bekannt ist.
Wozu braucht man da den Begriff Energie?

Materieteilchen können verloren gehen. Energie nicht. Diese Erkenntnis ist von großer Bedeutung. Nicht nur in der Technik. Es ist, wie ich meine, philosophisch höchst interessant, etwas gefunden zu haben, das offensichtlich nicht verschwinden kann. Das ist meines Erachtens eine beeindruckende Erkenntnis.

Dann hast du eine nicht notwendige Annahme die durch nichts belegt ist dazugenommen.
Der Stein besteht aus Materiebausteinen, so zeigt es sich wenn man ihn genauer untersucht.

Die Annahme, der Stein bestünde aus Energie, ist sogar wunderbar belegt, und zwar in der Relativitätstheorie. Wie gesagt, kann der Stein (oder besser gesagt: dessen Materie) verloren gehen, seine Energie nicht.
Das zeigt doch offensichtlich, dass die wahre Natur des Steins nicht Materie sondern Energie ist. Man mag argumentieren, wenn die Materie verschwindet, dann verschwindet auch der Stein. Es ist aber auch möglich aus Strahlung Materie zu schaffen. Was uns zeigt, dass Materie nur eine Form von Energie ist, so wie Wasser eine Form von H2O ist, ebenso wie Eis.

Ist es nicht so das wir unterschiedliche Frequenzen als verschiedene Farben interpretieren/sehen und nicht irgendwelche unterschiedliche Lichtenergien?

Die Frage ist doch die: Wie geschieht dieses Wahrnehmen? Das, was in unserem Auge geschieht, ist Umwandlung von Energie. Unsere gesamte Wahrnehmung passiert auf Umwandlungen von Energie.

mfg
Ben

 

[KurtB]

AW: Energie

Hallo Ben,

Erstens: Es gibt viel mehr als drei Farben.

Für uns gibt es drei Farben zu sehen, manche sehen vier.
Diesen Farben sind bestimmte Frequenzen zugeordnet, sonst nichts.
Unendlich viel verschiedene Frequenzen gibt es nicht, das hat Plank schon erkannt (Schwarzstrahler).

Diese Aussage war auf das Sehvermögen unseres Auges gemünzt.

Und zweitens dürfte es unendlich viele Frequenzen geben. Die Erklärung der Schwarzkörperstrahlung von Max Planck sagt lediglich, dass elektromagnetische Strahlung immer in gewissen Energieportionen an Materie abgegeben oder aufgenommen wird. Damit ist die Energie (die reagiert) gequantelt, nicht aber die Frequenz!

Wie kann es unendlich viele Frequenzen geben?
Selbst wenn es sie gäbe wären sie nicht erfahrbar.
Es bedarf eines Wechsel des Zustandes um in den nächsten Zustand zu kommen.
Dieser Wechsel dauert.
Dazwischen ändert sich nichts, zumindest ist es nicht erfahrbar.

Materieteilchen können verloren gehen. Energie nicht. Diese Erkenntnis ist von großer Bedeutung. Nicht nur in der Technik. Es ist, wie ich meine, philosophisch höchst interessant, etwas gefunden zu haben, das offensichtlich nicht verschwinden kann. Das ist meines Erachtens eine beeindruckende Erkenntnis.

Wieso, Materie, das was wir so als Materie bezeichnen, kann sich auflösen.
Sie verschwindet nicht sang und klanglos, sie hinterlässt dabei Wirkungen.
Diese Wirkungen wirken wiederum auf andere Materie und können auch detektiert werden.

Wie gesagt, kann der Stein (oder besser gesagt: dessen Materie) verloren gehen, seine Energie nicht.

Deine Zeilen veranlassen mich mich zu fragen:
Wo hat der Stein -seine- Energie, wo ist diese aufgehoben wenn er Materie ist.
Wo in der Steinmaterie ist die Energie (ein)gelagert.
Es gibt also die Materie des Steins und die Energie des Steins.
Was davon wirkt stärker wenn ich ihn fallen lasse.

Das zeigt doch offensichtlich, dass die wahre Natur des Steins nicht Materie sondern Energie ist.

Man hat die Materie sehr genau mit allen mögichen Mitteln untersucht.
Gefunden wurde Materie, Bausteine der Atome, Bausteine der Bausteine usw.
Energie hat noch niemand gefunden, zumindest ist mir nichts derartiges bekannt.

Die Frage ist doch die: Wie geschieht dieses Wahrnehmen? Das, was in unserem Auge geschieht, ist Umwandlung von Energie. Unsere gesamte Wahrnehmung passiert auf Umwandlungen von Energie.

Ich meine:
In unserem Auge bewirken eintreffende Wirkungen, wenn sie zu den einzelnen
Farbempfindlichen (selektirenden) Zellen gelangen, Veränderungen.
Diese Veränderungen interpretiert unser Denkapparat als Farbe(n).
Unser ganzer Wahrnehmungsapparat beruht auf Veränderungen.
Ohne Frequenzselektive Zellen wäre kein Farbsehen möglich.
Was soll das alles mit Energie zu tun haben, es gibt keine.


Hallo Muzmuz,

man kann geld in den händen halten und somit direkt beobachten, so wie man geschwindigkeit, temperatur etc messen kann
aber erst durch diese messbaren größen kann man auf die energie rückrechnen

Was ist Geld?
Ist es der metallerne (T)euto in der Hand, der ausgewaschene 10er in der Hosentasche, die Zahl am Kontoauszug oder die Pixel am Schirm des Automaten?

die energie entspräche als größe also dem WERT, den unterschiedliche, gleichwertige geldbeträge unterschiedlicher währungen haben können

Du hast es doch selbst so schön beschrieben.

ja, das trifft den punkt
wenn ich den freien fall nehme, und eine konstanz
m*g*h + 1/2*m*v^2 = konstant entdecke und jener konstanz einen namen (z.b. (mechanische) energie) gebe, muss ich nicht wissen, was das nun konkret sein soll...es genügt zu wissen, dass ES konstant ist
wozu das gut ist ? ich kann damit h und v miteinander in beziehung setzen

so verhält es sich auch mit anderen "energieformen"
energie ist nur die hilfsgröße, mit der ich durch deren konstanz andere größen miteinander in beziehung setzen kann
(z.b. menge kohle und wärme im haus, menge treibstoff und reichweite auto, elektrizität und wärme oder chemische energie, masse und strahlung, undundund)

solche umrechnungen sind wichtig, daher ist energie auch eine wichtige physikalische größe...und in der ermöglichung jener umrechnungen sehe ich auch als den einzigen sinn bzw die existenzberechtigung der größe energie

Kurt

 

[Benjamin]

Wie kann es unendlich viele Frequenzen geben?
Selbst wenn es sie gäbe wären sie nicht erfahrbar.
Es bedarf eines Wechsel des Zustandes um in den nächsten Zustand zu kommen.
Dieser Wechsel dauert.
Dazwischen ändert sich nichts, zumindest ist es nicht erfahrbar.

Doch prinzipiell sind sie schon erfahrbar. Die Frequenz des Lichts kann man theoretisch beliebig verändern, und zwar mithilfe des Doppler-Effekts. Es gibt auch Methoden diese unterschiedlichen Frequenzen nachzuweisen. Natürlich gibt es wie in jedem Experiment Grenzen der Genauigkeit. Deshalb sagte ich ja, dass es aller Voraussicht nach beliebig viele, also sprich beliebig unterschiedliche, Frequenzen gibt. Heute deutet jedenfalls nichts daraufhin, dass Frequenzen von elektromagnetischer Strahlung gequantelt auftreten.

Wieso, Materie, das was wir so als Materie bezeichnen, kann sich auflösen.
Sie verschwindet nicht sang und klanglos, sie hinterlässt dabei Wirkungen.
Diese Wirkungen wirken wiederum auf andere Materie und können auch detektiert werden.

Jetzt benutzt du einfach nur statt "Energie" das Wort "Wirkung". Energie zeigt sich doch nur durch seine Wirkung. Daher ist die Energie ja wirkl-lich. Darauf beruht die gesamte erfahrbare Wirklichkeit. Auf Wirkung. Und für das Maß, sowie für die Art der Wirkung ist die jeweilige Energieform verantwortlich.

Deine Zeilen veranlassen mich mich zu fragen:
Wo hat der Stein -seine- Energie, wo ist diese aufgehoben wenn er Materie ist.
Wo in der Steinmaterie ist die Energie (ein)gelagert.
Es gibt also die Materie des Steins und die Energie des Steins.
Was davon wirkt stärker wenn ich ihn fallen lasse.

Der Stein ist Energie. Er hat sie nicht aufgehoben, oder gelagert. Das zeigt uns das Faktum, dass der Stein niemals ohne Energie existieren kann. Materie ist eine Form von Energie. Und Energie ist, wie gesagt, das, was wirkt. Wenn der Stein fällt, wirkt seine Energie. In der Wirkung erkennt man die Energie. Die Unterschiedlichen Wirkungen zeigen die unterschiedlichen Energieformen. Im Fall erkennt man vor allem das Wirken der potentiellen Energie, wie sie sich in kinetische umwandelt.
Mehr als die Wirkung wirst du von der Energie nie wahrnehmen können. Das liegt aber nicht daran, weil Energie nur eine Hilfsvorstellung wäre, sondern daran, dass wir selbst Energie sind, und über die Umwandlung von Energien wahrnehmen. Es ist das Wirken der Energie, das sie wirklich macht.

In unserem Auge bewirken eintreffende Wirkungen, wenn sie zu den einzelnen
Farbempfindlichen (selektirenden) Zellen gelangen, Veränderungen.
Diese Veränderungen interpretiert unser Denkapparat als Farbe(n).
Unser ganzer Wahrnehmungsapparat beruht auf Veränderungen.
Ohne Frequenzselektive Zellen wäre kein Farbsehen möglich.
Was soll das alles mit Energie zu tun haben, es gibt keine.

Da sieht man es deutlich. Du benutzt statt Energieumwandlung einfach das Wort wirken. Es läuft jedoch aufs Selbe hinaus.

Man hat die Materie sehr genau mit allen mögichen Mitteln untersucht.
Gefunden wurde Materie, Bausteine der Atome, Bausteine der Bausteine usw.
Energie hat noch niemand gefunden, zumindest ist mir nichts derartiges bekannt.

Wie gesagt: Du siehst nicht die Energie, sondern ihre Wirkung.

Ben

 

[Muzmuz]

AW: Energie

Was ist Geld?
Ist es der metallerne (T)euto in der Hand, der ausgewaschene 10er in der Hosentasche, die Zahl am Kontoauszug oder die Pixel am Schirm des Automaten?

hallo kurt,

in diesem falle meinte ich das metallene bzw das papierene zeug....also eher das konkrete geld denn das, was abstrakt damit verbunden wird

lg,
Muzmuz

 

[KurtB]

AW: Energie

in diesem falle meinte ich das metallene bzw das papierene zeug....also eher das konkrete geld denn das, was abstrakt damit verbunden wird

Und im anderem Fall?

Ich meine wir können davon ausgehen das es egal ist ob man nun Münzen, Papier, Zahlen oder Pixel meint.
Eins ist allen gemeinsam.
Die Menge/Summe wird immer kleiner.
Und das ohne das man daran "Schuld" ist oder viel ändern kann.

Kurt