Springen naar inhoud

Massa van een foton in beweging


  • Log in om te kunnen reageren

#1

Paul0o

    Paul0o


  • >100 berichten
  • 111 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 01 juli 2009 - 11:57

een foton heeft geen rustmassa, heeft het dan wel massa als het in beweging is?

zo ja, valt dit uit te rekenen?

of maak ik hier nu een denkfout?

Veranderd door Paul0o, 01 juli 2009 - 11:59


Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

StrangeQuark

    StrangeQuark


  • >1k berichten
  • 4160 berichten
  • VIP

Geplaatst op 01 juli 2009 - 12:28

Een foton staat niet stil, een foton reist altijd met 300 000 km/s. Dus het heeft nooit een massa. Dan niet en ook als het in een medium zit niet.
De tekst in het hierboven geschreven stukje kan fouten bevatten in: argumentatie, grammatica, spelling, stijl, biologische of scheikundige of natuurkundige of wiskundige feiten kennis. Hiervoor bied StrangeQuark bij voorbaat zijn excuses aan.

#3

EvilBro

    EvilBro


  • >5k berichten
  • 6703 berichten
  • VIP

Geplaatst op 01 juli 2009 - 12:29

Een foton heeft geen massa.

#4

Paul0o

    Paul0o


  • >100 berichten
  • 111 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 01 juli 2009 - 13:04

Een foton heeft geen massa.


dus ongeacht met welke snelheid ( 300.000 km/s ) het heeft nooit een massa?

tegen mij werd vandaag beweerd van wel, maar dan zou ik toch gelijk hebben ;)

#5

StrangeQuark

    StrangeQuark


  • >1k berichten
  • 4160 berichten
  • VIP

Geplaatst op 01 juli 2009 - 14:00

Kijk veel mensen gaan de war in met E=mc2 en denken dan een foton heeft energie, dus moet het ook massa hebben. Echter zo makkelijk is het niet, want deze welbekende formule mist eigenlijk nog een deel met impuls erin. Net zoals dat F=ma eigenlijk ook niet helemaal compleet is omdat er nog een deel in kan zitten met variabele massa, maar dat kom je zo zelden tegen.

Enfin een klein ander intuitieve aanleiding is dat alles steeds zwaarder wordt naarmate je sneller gaat. Zo rond de 260 000 km/s ben je twee keer zo zwaar. En als je precies 300 000 km/s gaat ben je oneindig zwaar (een asymptoot). Alle fotonen om ons heen zijn niet oneindig zwaar toch? Nou daar is dus maar een uitweg voor, dat het foton massaloos moet zijn.

Is uiteraard geen sluitend bewijs, maar maakt het misschien wat intuitiever.
De tekst in het hierboven geschreven stukje kan fouten bevatten in: argumentatie, grammatica, spelling, stijl, biologische of scheikundige of natuurkundige of wiskundige feiten kennis. Hiervoor bied StrangeQuark bij voorbaat zijn excuses aan.

#6

Paul0o

    Paul0o


  • >100 berichten
  • 111 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 01 juli 2009 - 15:22

ik doe wel ff het hele verhaal.

het ging zo, iemand zegt tegen mij: er vallen per seconde kilo's fotonen op de aarde.
ik zeg: fout, een foton heeft geen massa, dus kan er ook geen kilo vallen.
waarop iemand anders zegt:

Fotonen hebben geen rustmassa, da's wat anders dan geen massa.

Immers, einsteins beroemde massa-energierelatie stelt dan energie gelijk is aan massa.
Fotonen hebben wel degelijk energie en daarmee ook massa. Omdat het gewicht echter 0 moet zijn om met de lichtsnelheid
te kunnen verplaatsen, hebben fotonen geen rust massa(ie. als ze zich niet voortbewegen, hebben ze geen massa). Dit is makkelijk te stellen
omdat fotonen bestaan uit een alternerend elektrisch en magnetisch veld, dat lastig afwisselt als je stilstaat(fotonen kunnen, in een vacuum, niet stilstaan dus!)


Hier raak ik dus de weg kwijt ;)

Veranderd door Paul0o, 01 juli 2009 - 15:23


#7

StrangeQuark

    StrangeQuark


  • >1k berichten
  • 4160 berichten
  • VIP

Geplaatst op 01 juli 2009 - 15:47

En terecht dat je hier de weg kwijt raakt want dit is iets die ik nu al veel keren op dit forum heb geprobeerd uit te leggen. Een foton is massaloos en experimenteel weten we in ieder geval dat het lichter moet zijn dan 1e-51 gram (je kan immers niet bewijzen dat iets niets weegt je kan alleen zeggen lichter dan).

Waarom e=mc2 niet goed gaat is omdat de echte formule is: LaTeX

Gebruik trouwens ook de zoekfunctie er zijn al tientallen topics gewijdt aan het gewicht van een foton.
De tekst in het hierboven geschreven stukje kan fouten bevatten in: argumentatie, grammatica, spelling, stijl, biologische of scheikundige of natuurkundige of wiskundige feiten kennis. Hiervoor bied StrangeQuark bij voorbaat zijn excuses aan.

#8

mathfreak

    mathfreak


  • >1k berichten
  • 2460 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 01 juli 2009 - 19:34

"Einsteins beroemde massa-energierelatie stelt dat energie gelijk is aan massa.
Fotonen hebben wel degelijk energie en daarmee ook massa."
De denkfout in deze uitspraak is dat iets dat energie heeft daarom ook massa moet bezitten. Dit argument gaat echter alleen op voor materiŽle deeltjes, dus deeltjes met een massa ongelijk aan 0. Vanwege hun massa zullen deze deeltjes op grond van de relativiteitstheorie nooit met de lichtsnelheid kunnen reizen. Dit is alleen mogelijk bij een niet-materieel deeltje, dus bij een deeltje met massa 0. Daar een foton zich altijd met de lichtsnelheid voortbeweegt betekent dit dat een foton dus een niet-materieel deeltje is, en dat een foton dus een massa 0 heeft. Hoewel een foton dus een massa 0 heeft, heeft het wel energie, maar deze is dus niet van een gegeven massa afhankelijk, maar van iets heel andders, namelijk de frequentie van de straling die door zo'n foton wordt opgebouwd. Laat m0 een massa zonder snelheid voorstellen, E de energie, p de impuls en c de lichtsnelheid, dan volgt op grond van de relativiteitstheorie dat E≤ = m0≤c4+p≤c≤. Voor een foton geldt: m0 = 0, dus E≤ = p≤c≤, dus E = pc.
Nu geldt voor een foton dat E = hf, dus LaTeX . We zien dus dat een niet-materieel deeltje, ondanks dat het geen massa heeft, wel een bepaalde energie en een impuls kan hebben, en dat deze begrippen dus niet noodzakelijk gerelateerd zijn aan het begrip massa.

Veranderd door mathreak, 01 juli 2009 - 19:35

"Mathematics is a gigantic intellectual construction, very difficult, if not impossible, to view in its entirety." Armand Borel

#9

Robin4

    Robin4


  • >25 berichten
  • 70 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 01 juli 2009 - 22:11

maar een foton beweegt toch alleen met een snelheid van 300 000 km/s in het vacuum?

#10

mathfreak

    mathfreak


  • >1k berichten
  • 2460 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 02 juli 2009 - 18:38

maar een foton beweegt toch alleen met een snelheid van 300 000 km/s in het vacuum?

Een foton reist altijd met de lichtsnelheid, dus niet alleen in een vacuŁm.
"Mathematics is a gigantic intellectual construction, very difficult, if not impossible, to view in its entirety." Armand Borel

#11

StrangeQuark

    StrangeQuark


  • >1k berichten
  • 4160 berichten
  • VIP

Geplaatst op 02 juli 2009 - 20:01

Een foton reist altijd met de lichtsnelheid, dus niet alleen in een vacuŁm.


Misschien bedoel je iets anders, maar de lichtsnelheid in een medium is wel degelijk lager dan in een vacuum. In fotonische kristallen kan je licht zelfs stil zetten. Lichtbreking is hier toch een gevolg van?
De tekst in het hierboven geschreven stukje kan fouten bevatten in: argumentatie, grammatica, spelling, stijl, biologische of scheikundige of natuurkundige of wiskundige feiten kennis. Hiervoor bied StrangeQuark bij voorbaat zijn excuses aan.

#12

marcus

    marcus


  • >250 berichten
  • 283 berichten
  • Verbannen

Geplaatst op 02 juli 2009 - 20:06

Misschien bedoel je iets anders, maar de lichtsnelheid in een medium is wel degelijk lager dan in een vacuum.


Maar nog steeds de lichtsnelheid dan ...toch ?

#13

StrangeQuark

    StrangeQuark


  • >1k berichten
  • 4160 berichten
  • VIP

Geplaatst op 02 juli 2009 - 20:07

Maar nog steeds de lichtsnelheid dan ...toch ?


Nou misschien dat tussen de atomen de fotonen wel met de lichtsnelheid reizen, maar dat is omdat er vacuum is tussen de atomen. Je moet het zo zien. Een foton dat op een medium terecht komt, stuitert op een atoom waar het zijn energie afgeeft aan dat atoom. Hierdoor gaat een electron dat om de kern van het atoom heen draait in een hogere baan zitten (het heeft meer energie). Na verloop van tijd (nanoseconden) valt het electron weer terug naar de oorspronkelijke baan en geeft het weer exact dezelfde hoeveelheid (in het normale geval) energie af aan de omgeving in de vorm van een nieuw foton. Dit foton wordt uigestuurd in een willekeurige richting. Fotonen hebben hierdoor een vertraging als ze door een medium heen gaan, op deze manier is de lichtsnelheid langzamer. Je kan heel erg versimpeld zeggen (HEEL erg versimpeld, want het houdt snel op met deze relatie) dat hoe dichter een stof is hoe lager de lichtsnelheid in dat medium. In water is het bijvoorbeeld 200 000 km/s geloof ik (ongeveer). De brekingsindex is de verhouding tussen de lichtsnelheid in het medium en dat in vacuum. Dus de brekingsindex van water is ongeveer 1,5 en dat is dus de verhouding tussen de twee snelheden (300 000 gedeeld door 200 000).
De tekst in het hierboven geschreven stukje kan fouten bevatten in: argumentatie, grammatica, spelling, stijl, biologische of scheikundige of natuurkundige of wiskundige feiten kennis. Hiervoor bied StrangeQuark bij voorbaat zijn excuses aan.

#14

marcus

    marcus


  • >250 berichten
  • 283 berichten
  • Verbannen

Geplaatst op 02 juli 2009 - 20:07

Misschien bedoel je iets anders, maar de lichtsnelheid in een medium is wel degelijk lager dan in een vacuum.


Maar nog steeds de "snelheid" van het licht dan ...toch ?

#15

StrangeQuark

    StrangeQuark


  • >1k berichten
  • 4160 berichten
  • VIP

Geplaatst op 02 juli 2009 - 20:17

Eehm nee, de lichtsnelheid is dus ALLEEN 300 000 km/s te noemen in vacuum. In een medium wat anders is dan vacuum is dat niet zo. De effectieve snelheid van een auto die op de snelweg rijdt maar een uurtje pauze heeft gehouden bij een restaurant is toch ook niet meer 120 km/h te noemen. Het ligt lager. Natuurlijk KAN de auto dat wel, maar als je aan het begin van de weg kijkt en meet wanneer die aan het eind is aangekomen, kan je onmogelijk volhouden dat zijn snelheid 120 km/h is geweest. Licht komt later uit het medium dan dat het uit vacuum zou komen. (en ga nu alsjeblieft niet weer je post herhalen. ;) )
De tekst in het hierboven geschreven stukje kan fouten bevatten in: argumentatie, grammatica, spelling, stijl, biologische of scheikundige of natuurkundige of wiskundige feiten kennis. Hiervoor bied StrangeQuark bij voorbaat zijn excuses aan.





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures