Berekening aan het verwerken: 100%
Gebruikersavatar
DePurpereWolf
Artikelen: 0
Berichten: 9.240
Lid geworden op: wo 12 mar 2003, 19:44

Re: Fotonen en hun massa

1. Dit klopt. De ruimte is gekromt. Het licht 'denkt' gewoon de kortste route tussen A en B te nemen maar word 'gevangen' door de kromming in de ruimte-tijd.

2. Ik ben het niet eens met de post van LVI, relatieve massa is geen slecht concept, maar het is een wiskundige hulpstuk voor berekeningen. Relatieve massa is geen natuurkundig concept, maar een afgeleide daarvan. Het is niet fout om het te gebruiken, maar wel om het een natuurkundig fenomeen te noemen.

Licht dat stil staat bestaat niet. Licht dat met de lichtsnelheid in beweging is heeft geen massa.
LVI
Artikelen: 0
Berichten: 76
Lid geworden op: do 23 jun 2011, 12:04

Re: Fotonen en hun massa

Fotonen hebben geen massa, enkel een relatieve massa. Maar pin je niet vast op mijn post, kan zijn dat hij ietwat te ingewikkeld wordt.

Wij ervaren zwaartekracht ook door de gekromde ruimte. Maar wij moeten ook een massa om onderhevig te zijn aan de zwaartekracht. Met licht is dat net hetzelfde ...

Zoals 317070 al zei zijn massa en energie equivalent. Golven zijn transport van energie, dus eigenlijk kan je ze ook voorstellen als een bewegend deeltje met een bepaalde massa.

Het is net doordat het geen rustmassa heeft een foton aan de lichtsnelheid kan vliegen, want anders zou dat onmogelijk zijn.

En licht verdwijnt idd in een zwart gat door de zwaartkracht.

Je moet het niet zien al of de gekromde ruimte of de massa. Wij hebben massa en vallen daardoor naar de aarde, Einstein zijn theorie zegt dat dit komt doordat de ruimte gekromd is.

Waarom leren ze dat concept dan wel in het eerste bachelor fysica en sterrenkunde aan de universiteit van gent?

Het feit dat licht aan zwaartekracht onderhevig is werd ook aangehaald in mijn cursus bij het stuk over relatieve massa, dus ik ben zo fout niet denk ik.
LVI
Artikelen: 0
Berichten: 76
Lid geworden op: do 23 jun 2011, 12:04

Re: Fotonen en hun massa

Nog even tegen dePurpere wolf, een interpretatiewijze van een theorie kan nooit fout of juist genoemd worden naar mijn mening. Wie ben jij om te zeggen dat dit zo is ( alle waarnemingen en theorieën blijven correct met mijn interpretatie model ). Het zijn maar modellen dat wij maken, de echt werkelijkheid gaan we nooit ervaren, omdat we het nooit rechtstreeks kunnen waarnemen.
Gebruikersavatar
mathfreak
Pluimdrager
Artikelen: 0
Berichten: 3.505
Lid geworden op: zo 28 dec 2008, 16:22

Re: Fotonen en hun massa

vlaaing peerd schreef:Dit leek mij het meest geschikte topic om mijn vraag te stellen. Ik zat nl te denken over een zwart gat en waarom licht er niet van kan ontsnappen. Als licht massaloos is kan het toch niet aangetrokken worden door zwaartekracht?

1. Ik begrijp volgens mij correct dat licht door zwaartekracht "afbuigt" omdat het het (gekromde) ruimtetijdweefsel volgt. Is het daarom dat licht in een zwart gat verdwijnt?
Of licht daadwerkelijk in een zwart gat verdwijnt is afhankelijik van de afstand van het licht tot het zwarte gat. Wanneer deze afstand kleiner is dan 1,5 maal de Schwartzschildstraal (de afstand van de singulariteit tot de waarnemingshorizon) zal het licht worden ingevangen door het zwarte gat.
vlaaing peerd schreef:2. Nu lees ik de post van LVI met grote interesse door maar het gaat tegen mijn beperkte kennis van natuurkunde in, als een foton alleen maar in rust geen massa heeft snap ik niet hoe licht dan ooit lichtsnelheid bereiken kan. trek ik nu de correcte conlcusie dat de aantrekking van zwaartekracht op licht komt doordat licht blijkbaar wél massa heeft

Dit strookt dus niet met mijn weten dan alleen massaloze deeltjes lichtsnelheid bereiken kan. Hopelijk kan/wil iemand mij even in de juiste richting duwen.
Een foton heeft een massa 0, dus een foton is een niet-materieel deeltje. Licht is een elektromagnetisch golfverschijnsel, en dat betekent dus dat licht, net als andere elektromagnetische golven, altijd met de lichtsnelheid beweegt. Deze snelheid volgt uit de elektromagnetische vergelijkingen zoals die indertijd door de Schotse natuurkundige Jame Clerk Maxwell werden opgesteld. Omdat elektromagnetische golven altijd met de lichtsnelheid bewegen concludeerde Maxwell dat licht daarom ook als een elektromagnetisch golfverschijnsel dient te worden opgevat. Ieder deeltje (hetzij materieel of niet-materieel) volgt als gevolg van de kromming van de ruimtetijd een bepaald pad (een zogenaamde geodeet), dus volgens de algemene relativiteitstheorie is zwaartekracht geen kracht in de traditionele klassiek-mechanische zin van het woord, maar dient zwaartekracht als een meetkundige manifestatie van de ruimtetijd te worden opgevat, omdat zwaartekracht een gevolg is van de kromming van de ruimtetijd.
"Mathematics is a gigantic intellectual construction, very difficult, if not impossible, to view in its entirety." Armand Borel
LVI
Artikelen: 0
Berichten: 76
Lid geworden op: do 23 jun 2011, 12:04

Re: Fotonen en hun massa

mathreak schreef:Of licht daadwerkelijk in een zwart gat verdwijnt is afhankelijik van de afstand van het licht tot het zwarte gat. Wanneer deze afstand kleiner is dan 1,5 maal de Schwartzschildstraal (de afstand van de singulariteit tot de waarnemingshorizon) zal het licht worden ingevangen door het zwarte gat.

Een foton heeft een massa 0, dus een foton is een niet-materieel deeltje. Licht is een elektromagnetisch golfverschijnsel, en dat betekent dus dat licht, net als andere elektromagnetische golven, altijd met de lichtsnelheid beweegt. Deze snelheid volgt uit de elektromagnetische vergelijkingen zoals die indertijd door de Schotse natuurkundige Jame Clerk Maxwell werden opgesteld. Omdat elektromagnetische golven altijd met de lichtsnelheid bewegen concludeerde Maxwell dat licht daarom ook als een elektromagnetisch golfverschijnsel dient te worden opgevat. Ieder deeltje (hetzij materieel of niet-materieel) volgt als gevolg van de kromming van de ruimtetijd een bepaald pad (een zogenaamde geodeet), dus volgens de algemene relativiteitstheorie is zwaartekracht geen kracht in de traditionele klassiek-mechanische zin van het woord, maar dient zwaartekracht als een meetkundige manifestatie van de ruimtetijd te worden opgevat, omdat zwaartekracht een gevolg is van de kromming van de ruimtetijd.
golf - deeltje dualiteit is geboren bij licht. Einstein won de nobelprijs met het foto-elektrisch effect, dat stelde dat licht ( altijd opgevat als golf ) een stroom van partikels was. Je kan niet zomaar kiezen of licht een deeltje of een golf is, het is een dualiteit ...

" Het foto-elektrisch effect heeft aan de wieg gestaan van het besef van de dualiteit van golven en deeltjes."

http://nl.wikipedia.org/wiki/Foto-elektrisch_effect
Bartjes
Artikelen: 0

Re: Fotonen en hun massa

Stel je een vrij zwevende "liftcabine" voor. Daarbinnen (t.o.v. het referentiesysteem van deze cabine) heb je dan bij benadering een inertiaalstelsel. Licht beweegt zich t.o.v. dit referentiesysteem rechtlijnig. Bij gevolg wordt de baan van het licht in een (uitwendig) gravitatieveld net als de baan van de cabine zelf door het gravitatieveld afgebogen. Of licht wel of geen massa heeft staat daar los van.
LVI
Artikelen: 0
Berichten: 76
Lid geworden op: do 23 jun 2011, 12:04

Re: Fotonen en hun massa

Nu leer ik ook bij, speelt deze relatieve massa echt geen rol bij de zwaartekracht? Ik dacht dat je het ook zo mocht interpreteren :/

( waar ik ook aan dacht was dat als elektromagn golven trillingen zijn in de ruimte-tijd ( vervormingen dus ) en dus kunnen beschouwd worden als bewegende massa's, maar die massa speelt dus geen enkele rol bij kromming van licht om zware lichamen? )

Hoe ik het tot hiertoe allemaal begreep was, als golf trilt licht in de ruimte-tijd en is het onderhevig aan graviteit door de krommingen die het veroorzaakt in de ruimte-tijd.

Als deeltje met relatieve massa ( wat ook een juiste opvatting is, een die zelfs niet MAG vergeten worden, want het golfmodel blijkt onvolledig voor alle waarnemingen ... ) gedraagt het zich als , tja, een deeltje met een massa dat een gekromde baan aflegt door graviteit?

Je voorbeeld met de lift ken ik , heb ik net doornemen in mijn cursus, en mijn gedachtengang is zo toepasbaar.

Denk ik nu verkeerd?
Gebruikersavatar
DePurpereWolf
Artikelen: 0
Berichten: 9.240
Lid geworden op: wo 12 mar 2003, 19:44

Re: Fotonen en hun massa

Opmerking moderator


Ik heb het verhaal over de donkere materie afgesplitst: http://sciencetalk.nl/forum/index.php?showtopic=140606
AW78
Artikelen: 0
Berichten: 45
Lid geworden op: ma 25 jul 2011, 15:45

Re: Fotonen en hun massa

Hoe kan een foton met massa 0 energie bezitten?

Als je E=mc² er op loslaat met een massa 0, krijg je E = 0.

Of geldt E=mc² alleen voor deeltjes met massa > 0 ?
Gebruikersavatar
ZVdP
Artikelen: 0
Berichten: 2.097
Lid geworden op: za 16 jul 2005, 23:45

Re: Fotonen en hun massa

De volledige formule is
E2=m20c4+p2c2
Dit vereenvoudigt zich tot E=mc² voor deeltjes met rustmassa>0 en tot E=pc voor deeltjes zonder rustmassa.
"Why must you speak when you have nothing to say?" -Hornblower

Conserve energy: Commute with a Hamiltonian
ThomasvanLoon
Artikelen: 0
Berichten: 26
Lid geworden op: ma 09 apr 2007, 01:15

Re: Fotonen en hun massa

Nu het dadelijk misschien zo is dat bepaalde deeltjes wel sneller dan het licht kunnen, betekent dat dan ook dat tijd sneller is/kan zijn dan licht? Ik bedoel, als neutrinos werkelijk sneller kunnen dan het licht, is het dan ook zo dat informatie sneller dan het licht gaat? Of is een neutrino geen informatiedrager? En zo nee, hoe kan men dan die meting verricht hebben?
Gebruikersavatar
Rogier
Artikelen: 0
Berichten: 5.679
Lid geworden op: di 27 apr 2004, 13:40

Re: Fotonen en hun massa

Nu het dadelijk misschien zo is dat bepaalde deeltjes wel sneller dan het licht kunnen, betekent dat dan ook dat tijd sneller is/kan zijn dan licht?
Nee, want nog steeds:
peterdevis schreef:Dit is wat ik een onzin vrag noem. Neem een begrip en pas het toe op iets waarop het niet toe te passen is.

Zo kan je je ook afvragen of tijd groener is als licht en dergelijke.

Het begrip snelheid is gedefineerd als afgelegde weg gedeeld door de verstreken tijd. dit begrip is dan ook alleen maar toepasbaar op objecten die zich door een ruimte bewegen.
Ga eens goed voor jezelf na wat de begrippen "tijd" en "snelheid" betekenen, en hoe (in wat voor eenheden) je ze uitdrukt.
Ik bedoel, als neutrinos werkelijk sneller kunnen dan het licht, is het dan ook zo dat informatie sneller dan het licht gaat? Of is een neutrino geen informatiedrager?
Ja. Ieder meetbaar deeltje kan in principe dienst doen als informatiedrager. Al is het maar in de vorm van wel/niet zo'n deeltje zenden (= 1 bit informatie).
In theory, there's no difference between theory and practice. In practice, there is.
Wokke
Artikelen: 0
Berichten: 37
Lid geworden op: za 05 jun 2010, 17:01

Re: Fotonen en hun massa

Ik heb gisterenavond nog het volgende ergens anders gepost en hoewel het onderwerp licht verschillend is (het gaat over gravitonen in plaats van fotonen), zullen de vragen die vele mensen hierboven blijkbaar hadden over fotonen (en hun massa) en over zwarte gaten beantwoord worden. Men heeft mij (in de post over gravitonen) verteld dat deze uitleg geapprecieerd werd, dus zie ik geen reden om het nog eens een tweede maal vanaf nul te typen:
Wokke schreef:Gravitonen zijn theoretisch voorspelde deeltjes zoals hierboven al gezegd. Indien ze een oneindige snelheid zouden hebben, dan zou de zwaartekracht een instantane kracht zijn. (Newton ging hiervan uit) Dit is echter niet het geval. Het is ook precies hierom dat Albert Einstein zich over de theorie van de zwaartekracht heeft gebogen. In zijn Speciale Relativiteitstheorie toonde hij aan dat de lichtsnelheid de maximaal haalbare snelheid is in het universum. Het beeld van Newton van een oneindig snelle kracht was dus onmogelijk in zijn ogen.

Uit dat onderzoek volgde dan Einstein's Algemene Relativiteitstheorie waarin hij een (revolutionaire) nieuwe beschrijving van de zwaartekracht invoerde. Het volgt vrij eenvoudig uit speciale relativiteit dat de massa van een deeltje afhangt van zijn snelheid en dat de afhankelijkheid als volgt is:
ˆm=mγ=m1(vc)2
waarin
ˆm
de relativistische massa is,
m
de klassieke massa (in feite rustmassa),
v
de snelheid van het deeltje en
c
de lichtsnelheid. Hieruit zien we onmiddellijk dat de (rust)massa
m
van een deeltje dat aan de lichtsnelheid beweegt (
v=c
) gelijk moet zijn aan nul om een eindige relativistische massa te behouden en dat het onmogelijk is voor een deeltje met (rust)massa groter dan nul om de lichtsnelheid te halen.

Gravitonen zijn massaloos vanwege de dracht van de gravitatiekracht. Wat we hiermee bedoelen is dat een kracht op een zekere manier afhangt van de afstand. De zwaartekracht werkend tussen een massa 1 en een massa 2 hangt bijvoorbeeld af van het omgekeerde kwadraat van de afstand tussen beide massa's. Om de massa van het krachtdragend deeltje te voorspellen leidde een zekere Yukawa een vrij eenvoudige formule af (zie Yukawa potentiaal op wikipedia voor meer uitleg). Hij slaagde erin de massa van de krachtdrager te verbinden aan de potentiaal ten gevolge van de betreffende kracht:
V(r)exp(mr)r
,

met andere woorden: de potentiaal is evenredig met de exponentiële van het negatief product tussen de massa van de krachtdrager en de afstand en hij is omgekeerd evenredig met de afstand. Nu is de potentiaal ten gevolge van de zwaartekracht alleen omgekeerd evenredig met de afstand:
Vg(r)1r
.

Dit is alleen mogelijk als
m=0
.

Samengevat hebben gravitonen dus geen massa. Dit leidt men af uit de draagwijdte van de gravitatiekracht en hieruit volgt ook meteen dat gravitonen bewegen aan de lichtsnelheid volgens Einstein's relativiteitstheorie.

Leuk extraatje: in de buurt van een zwart gat kom je hiermee in de problemen. Deeltjes die aan de lichtsnelheid reizen volgen namelijk altijd zogenaamde geodeten. Een geodeet is eigenlijk gewoon de kortste weg van punt A naar punt B. In 3D is dit een rechte, maar aangezien Einstein ons leert dat tijd en ruimte verstrengeld zijn in een 4D ruimtetijd zijn de geodeten in ons universum krommen. De exacte vorm van de geodeten hangt af van de kromming van de ruimte. Nu leert opnieuw Einstein ons dat de ruimte gekromd wordt door massa die zich erin bevindt. En in de buurt van een zwart gat wordt de ruimte zo sterk gekromd dat de geodeten gesloten zijn. Dit betekent dat een deeltje dat zich voldoende dicht bij het zwart gat bevindt nooit kan ontsnappen omdat de korste weg (de geodeet) terug naar het zwarte gat leidt. Dat is de reden waarom ook licht niet aan een zwart gat kan ontsnappen en hoe zwarte gaten aan hun naam komen.

De paradox is nu het volgende: gravitonen moeten eveneens de geodeten volgen. Dus zij kunnen ook niet weg uit het zwarte gat. Aangezien er uitwisseling van gravitonen nodig is om een zwaartekracht tussen twee lichamen te creëren stelt de vraag zich hoe een zwart gat in godsnaam een aantrekkingskracht kan uitoefenen op andere lichamen. De gravitonen geraken er immers niet uit weg! De reden waarom we dit probleem niet kunnen oplossen is omdat er nog geen kwantumtheorie van de zwaartekracht bestaat en we dus niet accuraat kunnen beschrijven wat er gebeurt in en nabij een zwart gat. Enkele vooraanstaande theorieën die dit probleem proberen op te lossen zijn M-theorie (snaartheorie) en loop quantum gravity.
Alles wat ik hierboven voor gravitonen gezegd heb, geldt ook voor fotonen. Behalve dan dat gravitonen de krachtdragers zijn van de zwaartekracht, dit is uiteraard niet waar voor fotonen. Zij zijn echter wel de krachtdragers van de elektromagnetische kracht en ook de potentiaal t.g.v. deze kracht is enkel omgekeerd evenredig met de afstand zodat op dezelfde manier volgt dat
mfoton=0
.
Probeer niet betere antwoorden te geven dan wel betere vragen te stellen.
Wokke
Artikelen: 0
Berichten: 37
Lid geworden op: za 05 jun 2010, 17:01

Re: Fotonen en hun massa

Wokke schreef:Ik heb gisterenavond nog het volgende ergens anders gepost en hoewel het onderwerp licht verschillend is (het gaat over gravitonen in plaats van fotonen), zullen de vragen die vele mensen hierboven blijkbaar hadden over fotonen (en hun massa) en over zwarte gaten beantwoord worden. Men heeft mij (in de post over gravitonen) verteld dat deze uitleg geapprecieerd werd, dus zie ik geen reden om het nog eens een tweede maal vanaf nul te typen:

Alles wat ik hierboven voor gravitonen gezegd heb, geldt ook voor fotonen. Behalve dan dat gravitonen de krachtdragers zijn van de zwaartekracht, dit is uiteraard niet waar voor fotonen. Zij zijn echter wel de krachtdragers van de elektromagnetische kracht en ook de potentiaal t.g.v. deze kracht is enkel omgekeerd evenredig met de afstand zodat op dezelfde manier volgt dat
mfoton=0
.
Never mind, men heeft mij gewezen op een (vrij cruciale) fout in deze redenering. De Yukawa potentiaal geldt enkel voor spin 0 deeltjes. 'k Had de Yukawatheorie nog eens terug moeten bekijken vooraleer ik postte. My bad :)
Probeer niet betere antwoorden te geven dan wel betere vragen te stellen.
Gebruikersavatar
eendavid
Artikelen: 0
Berichten: 3.751
Lid geworden op: vr 15 sep 2006, 14:24

Re: Fotonen en hun massa

Aangezien het hier om fotonen gaat, en de Yukawa potentiaal wel werkt voor spin-1 deeltjes, is het verhaal hier wel zeer relevant: iedereen die de wet van Coulomb kent (die dus geen Yukawa interactie is) weet dat fotonen massaloos zijn.

Terug naar “Relativiteitstheorie”