Krachtvelden

carbon

zwaartekracht, elektriciteit, magnetisme, ...

Ze werken allemaal op afstand, ze werken een kracht uit op een voorwerp dat het niet fysiek raakt. En hoe werkt deze krachtoverdracht? Het krachtuitwerkende voorwerp creëert namelijk een krachtveld rond zich, dat zorgt dan voor afstoting of aantrekking van voorwerpen die zich in dit krachtveld bevinden.

Goed, dat is dus de uitleg die gegeven wordt. Maar je ziet m'n vraag al aankomen:

Hoe zit dat nu met dat krachtveld.

Kun je het op een of andere manier ook echt fysisch voorstellen? Indien nodig zelfs op quantummechanisch vlak. Hoe voelt de maan de aantrekking van de aarde. Einstein zei iets in de orde van "door de kromming van het ruimte-tijd-continuum", maar stel ik je teleur als ik zeg dat dat niet helpt? Ook wordt de simplistische kijk soms gegeven, zoals voor de aantrekking van ladingen: een positieve lading stuurt fotonen uit naar een negatieve lading, die ontvangt de info en gaat vervolgens naar de positieve lading.

Maar zo'n kijk op de zaken helpt toch ook niet. Als je het zo simplistisch voorstelt, zou het simplistische gevolg zijn dat de negatieve lading weggeduwd wordt door de fotonen (ik weet hoe belachelijk dit klinkt, trouwens). En stuurt zo'n positieve lading dan continu fotonen uit? Veroorzaakt dat geen verlies van energie?

Zoals je merkt, ik heb dringend verlossing nodig voor deze basis van de natuurkunde.

Ahoyyyy

Volgens Einstein word de ruimte gekromt door massa. Dit kan je voorstellen door in het midden van een trampoline een bowlingbal te leggen. De bowlingbal (=massa) zal het oppervlak van de trampoline (=ruimte) buigen. Als je nu een voorwerp met een kleinere massa zoals een tennisbal neemt en die laat rollen op de trampoline zal die de kromming volgen die door de bowlingbal ontstaan is. De tennisbal kromt het oppervlak van de trampoline ook uiteraard, maar veel minder hard dan een grotere massa (de bowlingbal)

Nu kan je dit vergelijken met de Zon als bowlingbal, de Aarde (tennisbal) die deze kromming volgt.

Ik hoop dat ik je een beter inzicht heb kunnen geven.

En de vragen die je stelt, zijn vragen waarop moeilijk een antwoord is te geven. Dit is moeilek te bewijzen dat dit echt zo is. Er zijn vele theorieën over zwaartekracht, maar soms word een theorie ook gebruikt om bepaalde verschijnselen beter te begrijpen. Zoals licht dat gekromt word door het in de buurt zijn van een massa. Dit valt niet met de klassieke Newtoniaanse zwaartekrachttheorie te verklaren.

carbon

Ja ik ken Einstein's interpretatie. Maar die versimpeling die je geeft -- mja, daar zeg ik het al: het is een versimpeling. Je kunt niet alles gaan uitleggen alsof de zon gewoon een kuiltje maakt als een bal op rubber. Toch bedankt dat je wil helpen.

Ik vraag me af, weten we eigenlijk wel hoe elektriciteit en zwaartekracht eigenlijk werkt? Of kennen we enkel de gevolgen, geformuleerd in wetten?

StrangeQuark

carbon schreef:Ja ik ken Einstein's interpretatie. Maar die versimpeling die je geeft -- mja, daar zeg ik het al: het is een versimpeling. Je kunt niet alles gaan uitleggen alsof de zon gewoon een kuiltje maakt als een bal op rubber. Toch bedankt dat je wil helpen.

Ik vraag me af, weten we eigenlijk wel hoe elektriciteit en zwaartekracht eigenlijk werkt? Of kennen we enkel de gevolgen, geformuleerd in wetten?

Tja, een drie blijft wat anders dan drie kilo goud. Ik bedoel een model blijft natuurlijk inherent niet de werkelijkheid, het blijft een beschrijving een abstractie die je in staat stelt voorspellingen te doen. Ik moet zeggen dat ik het krommen van de ruimte, het in elkaar vouwen van de ruimtetijd wel inzichtelijk vind als ik aan velden denk. Op het moment dat twee vliegen aan beide kanten omhoog op een bierflesje lopen, komen ze als je bijna bij de top zijn dichter bij elkaar omdat daar de fles dunner is. Zij zijn niet naar elkaar toegekomen maar hun ruimte is gekrompen.

Wat Einstein deed was zwaartekracht zien als een buiging van de ruimte zodat hij het kon vertalen naar wiskunde die al bekend was, namelijk meetkunde. Doordat hij zwaartekracht liet werken op de ruimte zelf kon hij alle voorspellingen doen doormiddel van geometrische uitdrukkingen. Dus je kan dat rubber verhaal wel te simpel vinden, maar of het buigen van ruimte echt gebeurt zullen we misschien wel nooit weten, wat we wel weten is dat het al bijna een eeuw lang goede voorspellingen doet over een scala aan problemen. Het is en blijft een model.

Ik weet ook niet helemaal precies hoe echt je het voor jezelf wil maken?

thermo1945

zwaartekracht, elektriciteit, magnetisme, ... Hoe zit dat nu met dat krachtveld?

Ik heb altijd het gevoel gehad, dat het bedenksel krachtveld als fysisch object een manier van zeggen is, dat we het niet weten of begrijpen. Ik vat het na al die jaren ook nog steeds niet. Ik kan er slechts mee omgaan.

eendavid

Voor mij is het begrip krachtveld even natuurlijk als een materieveld. Opdat geen action-at-a-distance kan plaatsvinden moet er iets zijn waarlangs de informatie van het deeltje naar een deeltje op een afstand kan propageren. De concrete implementatie (en dus voorstelling) zal afhangen van de theorie onder beschouwing. Het eenvoudigste is elektromagnetisme. Daar kan je, laat het ons eenvoudig houden, het veld voorstellen met 2 vectorvelden (dus gewoon: in elk punt van de ruimte definiëren we 2 vectoren, die eventueel aan bepaalde continuiteitseisen moeten voldoen). Wat is er abstracter te zeggen dat een lading deze vectorvelden exciteert dan om te zeggen dat ik een krachtvector exciteer wanneer ik tegen een auto duw?

Ik begrijp wel dat het concept een abstractie (maar zoals strangequark aangaf: de krachtvectoren op de auto zijn dat ook) omvat, maar eens je het begrijpt moet je eens proberen je een wereld zonder een krachtveld voor te stellen. Waanzin...

thermo1945

Strikt genomen blijft er altijd enige afstand tussen twee voorwerpen die elkaar 'raken', omdat de elektronenschillen bij nauw contact elkaar afstoten. Fysiek contact bestaat dus niet. Er is dan slechts werking op afstand en dat gaat kennelijk via krachtvelden. Iets dergelijks kan ook gezegd worden als er sprake is van spankracht in een touw en 'duwkracht' in een stang.

Rudeoffline

Volgens Einstein word de ruimte gekromt door massa.

Een subtiel detail: de ruimte wordt niet gekromd door massa, maar door energie in het algemeen. In de klassieke limiet zie je dat de massa-termen dominant zijn. Je bent door je Newtoniaanse denken gewend om massa als bron voor zwaartekracht te zien, maar da's dus relativistisch niet meer helemaal correct.

willemwever

Dit heb ik me ook vaak genoeg afgevraagd... Dat zwaartekracht de ruimte buigt, heb ik nu enigszins tot me door kunnen laten dringen. De elektromagnetische kracht heb ik echter nog niet veel duidelijkheid over: een tijdje terug las ik een verhaal over virtuele fotonen die het veld vormen, is daar toelichting op te geven? Wel zag ik dat het interferentiepatroon van twee puntbronnen, geplaatst op een afstand die op een bepaalde manier verschilt van de veelvouden van de golflengte van de uitgezonden straling, veel lijkt op het patroon van magnetische veldlijnen... Zouden de veldlijnen van een magnetisch veld dan misschien de maxima/minima van de interferentiepatronen tussen twee virtuele-fotonenbronnen kunnen zijn? Als dit zo is, kan het dan ook dat er magnetische velden te vormen zijn die een heel ander veldlijnenpatroon bezitten?

Rudeoffline

Dit heb ik me ook vaak genoeg afgevraagd... Dat zwaartekracht de ruimte buigt, heb ik nu enigszins tot me door kunnen laten dringen.

Ik ben nu misschien aan het mierenneuken, maar het is niet de zwaarterkacht die de ruimte-tijd kromt; het is de energie die de kromming veroorzaakt, en dat noemen wij zwaartekracht.

De elektromagnetische kracht heb ik echter nog niet veel duidelijkheid over: een tijdje terug las ik een verhaal over virtuele fotonen die het veld vormen, is daar toelichting op te geven? Wel zag ik dat het interferentiepatroon van twee puntbronnen, geplaatst op een afstand die op een bepaalde manier verschilt van de veelvouden van de golflengte van de uitgezonden straling, veel lijkt op het patroon van magnetische veldlijnen... Zouden de veldlijnen van een magnetisch veld dan misschien de maxima/minima van de interferentiepatronen tussen twee virtuele-fotonenbronnen kunnen zijn? Als dit zo is, kan het dan ook dat er magnetische velden te vormen zijn die een heel ander veldlijnenpatroon bezitten?

De vectorpotentiaal beschrijft klassiek het elektromagnetische veld. De bewegingsvergelijking ervan kun je relativistisch formuleren. Daaruit blijkt dat het een deeltje met spin 1 is. Wat je vervolgens kunt doen, is op de vertrouwde manier het veld quanticeren; je ziet het veld niet meer als een klassiek veld, maar als een operator bestaande uit creatie en annihilatie-operatoren.

Het magnetische veld kun je halen uit die vectorpotentiaal, maar daar heb je geen "interferentie" voor nodig. Wiskundig gezien kun je het magneetveld berekenen als

\(B = \nabla \times A\)

willemwever

Ik ben nu misschien aan het mierenneuken, maar het is niet de zwaarterkacht die de ruimte-tijd kromt; het is de energie die de kromming veroorzaakt, en dat noemen wij zwaartekracht.

Sorry, dat bedoel ik idd, foute formulering van mijn kant.

Rudeoffline schreef:De vectorpotentiaal beschrijft klassiek het elektromagnetische veld. De bewegingsvergelijking ervan kun je relativistisch formuleren. Daaruit blijkt dat het een deeltje met spin 1 is. Wat je vervolgens kunt doen, is op de vertrouwde manier het veld quanticeren; je ziet het veld niet meer als een klassiek veld, maar als een operator bestaande uit creatie en annihilatie-operatoren.

Het magnetische veld kun je halen uit die vectorpotentiaal, maar daar heb je geen "interferentie" voor nodig. Wiskundig gezien kun je het magneetveld berekenen als

\(B = \nabla \times A\)

Wat bedoelje met dat 'deeltje', het deeltje waar het magnetische veld uit 'bestaat', dus wat de oorzaak ervan is, ookal hoeft het er niet per se wezenlijk te 'zijn'? Vervolgens heb je het over de bewegingsvergelijkingen 'ervan': waarvan? Het elektromagnetische veld? En hoe blijkt waar uit dat 'het deeltje' een spin 1 heeft? Wat je daarna zegt, klinkt heel interessant, maar ik snap er geen hout van

: geen klassiek veld, maar een operator die bestaat uit twee verschillende operatoren? Zijn deze creatie en annihilatie dezelfde begrippen als bij paarvorming en de annihilatie van een deeltje met zijn antideeltje, of moet ik nu ergens anders aan denken?

Waarschijnlijk heb ik nog niet genoeg kennis om het allemaal te begrijpen

, maar als je misschien iets meer toe kunt lichten zou ik dat op prijs stellen! In ieder geval alvast bedankt voor de uitleg tot nu toe

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

Krachtvelden

Krachtvelden

Re: Krachtvelden

Re: Krachtvelden

Re: Krachtvelden

Re: Krachtvelden

Re: Krachtvelden

Re: Krachtvelden

Re: Krachtvelden

Re: Krachtvelden

Re: Krachtvelden

Re: Krachtvelden