Physik

[CynasFan]

ist ein Energieschild wie das Magnetfeld der Erde mit seinen offensichtlichen Schwächen, besonders an den Polen, das Höchstmögliche?

Umgekehrt Cyna Das Magnetfeld ist gerade an den Polen am stärksten. Je dichter die Feldlinien, desto stärker das Feld.

An den Polen ist es doch schwächer, eben weil dort alles zusammenläuft.
Ich meine, dort kann es nicht so viel kosmische Strahlung abhalten, weil der größte Teil nicht mehr im All ist, sondern auf Höhen, wo die Strahlung bereits Schäden anrichtet, für uns bekannt als Nordlichter oder Aurora Borealis.
Also selbst wenn es da stärker sein sollte, müsste ich jetzt nachgucken, es kann seine Funktion der Abschirmung aufgrund der Höhe nicht mehr vollständig ausfüllen.
Gruß, CynasFan

[Der Leviathan]

http://www.technikbox.at/fileadmin/kategorien/Kids/2009_Detailinfo/Magnetismus/ma9-detail.pdf
Ist zwar ne Kinderwebseite, aber die erklärt denke ich es einigermaßen ok^^
Der Grund, dass an den Polen die meisten Polarlichter sind ist auch dieser. Die geladenen Teilchen werden zu den Polen hingezogen (da es hier am stärksten ist).

[CynasFan]

Teils auch wegen der fast kugelförmigen Form der Erde, wo Strahlen halt abgelenkt werden. Trotzdem erstaunlicher Fakt, dass gerade am Äquator und an den Polen die höchsten Werte kosmischer Strahlung gemessen werden.

Auf Energieschilder übertragen würde das aber bedeuten, sie wären wirklich in manchen Teilen fast nutzlos, außer man überlappt sie derart, dass es schon fast wieder Energieverschwendung wäre.
Versteht ihr, was ich damit meine oder habe ich mich gerade zu verwirrt ausgedrückt?
Gruß, CynasFan

[Whale Sharku]

Nur, dass du Energieschilder geschrieben hast.
Schilder sind nicht zum Verteidigen da, sondern zum Bemalen und zur Verkehrsregulierung.

Ansonsten lasst doch mal hören, was ihr beide unter Polen versteht. Denn so, wie sich das Phänomen anhört, würde ich vermuten, dass das Gefälle, mit dem die Schutzwirkung sich verändert, wenn man ein bisschen nach Süden / Norden geht, an den Polen sehr hoch ist. Was bedeuten würde, dass z.B. innerhalb der Antarktis stark verschiedene Werte nebeneinander existieren können.
Also:
Redet ihr von "den Polen" als zwei kleinen Flecken oder von einem halben bzw. kompletten Kontinent?

[Der Leviathan]

Redet ihr von "den Polen" als zwei kleinen Flecken oder von einem halben bzw. kompletten Kontinent?

Ich rede von den magnetischen Polen^^

[Der Leviathan]

http://www.technikbox.at/fileadmin/kategorien/Kids/2009_Detailinfo/Magnetismus/ma9-detail.pdf
Ist zwar ne Kinderwebseite, aber die erklärt denke ich es einigermaßen ok^^

Ich muss anmerken das der Inhalt auf dieser Webseite doch Blödsinn ist. Beziehen tue ich mich auf

Nord- und Südpol wirken gegensätzlich, deswegen heben sich die Wirkungen der beiden Pole immer
mehr auf, je weiter man sich der Mitte nähert.

Heißt: In der "Mitte" eines Magneten ist natürlich das Magnetfeld nicht eliminiert. Wo man das auch immer lesen mag, es ist falsch. Genauso falsch wie zu behaupten das Magnetfeld sei an den Polen am schwächsten.

[CynasFan]

Hallo, ich wurde gestern mal gefragt, ob ich ein Thema für diesen Thread hätte und gestern hatte ich keines, dafür aber heute eines

Es geht mir dabei um eine Frage zur Lichtgeschwindigkeit, diese beträgt ja im Vakuum (nach heutigem Wissensstand) 299.792.458 Meter pro Sekunde, ist aber in Materie geringer.

Meine Frage wäre nun folgende:
Wir erzeugen irgendwo in einem Vakuum Licht (als Bündel oder Strahl sei mal egal!), dieses Licht bewegt sich mit seiner absoluten Lichtgeschwindigkeit durch das Vakuum bis es auf eine Materie trifft, in diesem Fall einmal Wasser. Das Licht durchquert das Wasser und wird dabei abgebremst und gibt einen Teil seiner Energie natürlicherweise an das umgebende Medium Wasser ab.
Nach einiger Zeit und deutlicher Verlangsamung kommt das Licht aber erneut in ein perfektes Vakuum!

Nun frage ich mich, was passiert mit der Lichtgeschwindigkeit bzw. mit der Geschwindigkeit des Lichtes? Bleibt das Licht auf der Geschwindigkeit quasi stecken, mit der es das Wasser verließ oder beschleunigt es erneut auf seine maximale Geschwindigkeit von 299.792.458 Meter pro Sekunde?
Und wenn das Licht beschleunigt, woher erhält es die Beschleunigungsenergie? Die ursprüngliche hat es ja zu Teilen im Wasser verloren und in dem neuen Vakuum ist nichts außer unserem neu ankommendem, energetisch ärmeren Licht.

Ich würde mich sehr über eine Antwort freuen, wenn es ein paar Experten da gibt, die mir das sagen könnten.
Gruß, CynasFan

[Gwanw]

Ich versuch das mal irgendwie leicht verständlich in eigenen Worten wieder zu geben. Die Photonen werden nicht gebremst, sondern lediglich die Lichtgeschwindigkeit verringert sich in Materie. Sofern das Licht also danach wieder auf ein Vakuum trifft, "bewegt" es sich auch wieder mit der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum.

Um es mal bildlich darzustellen, weshalb dazu keine Energie notwendig ist, stell dir eine Schallwelle vor, die zuerst auf etwas schlecht/langsam leitendes trifft und danach auf etwas besseres. Die Schallwelle wird zwar schwächer wahrzunehmen sein, aber die Welle an sich bewegt sich mit einer Geschwindigkeit abhängig vom Material fort.
An jeden Physiker hier, entschuldigt diese Erklärung, aber ein besserer Vergleich ist mir auf die schnelle nicht eingefallen, auch wenn er an allen Ecken und Kanten fehler aufweist, denke ich, dass er dennoch die eigentliche Idee ganz gut vermitteln kann^^.

[Lócendil]

Der Vergleich von Gwanw ist ganz anschaulich. Ich wüsste dazu jetzt folgendes zu sagen: Das Licht tritt ins Medium ein und trifft auf die Moleküle und wechselwirkt mit diesen (zB Absorbtion, erneute Emission), sodass dadurch "Pausen" enstehen, die ja nach Material unterschiedlich lang sind. Denn zwischen den Molekülen ist schließlich auch Vakuum in dem das Licht mit c₀ reist.

Ansonsten noch ein Kommentar:
"diese beträgt ja im Vakuum (nach heutigem Wissensstand) 299.792.458 Meter pro Sekunde". Nicht nach heutigem Wissensstand, sondern exakt. Denn wir haben den Wert genau so definiert, damit wir daraus wir draus andere Größen wie zB den Meter ableiten können.

[CynasFan]

Der Vergleich von Gwanw ist ganz anschaulich.

Ganz ehrlich, Gwanws Kommentar war gut, aber erst mit deinem habe ich seinen richtig verstanden
Dennoch vielen Dank euch beiden, ihr habt mir sehr geholfen.

Nicht nach heutigem Wissensstand, sondern exakt. Denn wir haben den Wert genau so definiert, damit wir daraus wir draus andere Größen wie zB den Meter ableiten können.

Ich hatte das im Memory Alpha-Wiki (behandelt eigentlich Star Trek) nachgeprüft, weil ich nicht mehr ganz sicher war und die Seite gerade auf war.
Und da steht halt, dass dies die Lichtgeschwindigkeit nach heutigem Wissensstand sei und daher habe ich dies ungefiltert so übernommen. Tut mir also Leid, wenn ich da einen Fehler gemacht habe, wollte solche Fehler eigentlich vermeiden.
Gruß, CynasFan

[Lócendil]

Die Definition die du gepostet hast, ist in der Tat die, die man im Rahmen der Elektrodynamik aus den Maxwell-Gleichungen herleiten kann. Aber da die magnetische Feldkonstante genau 4*pi*10^-6 Vs/Am beträgt und c₀ fest definiert ist, kennen wir ε₀ ebenfalls genau. Halt wirst du jetzt sagen - wir kennen pi doch garnicht genau! Aber mittlerweile ist pi bis auf über eine Billionste Stelle hinter dem Komma bekannt - und durch Reihendarstellungen und entsprechenden Computern ist eigentlich kein Ende in Sicht. Dh wir kennen μ₀ bis ins Unendliche, sodass wir ε₀ auch bis ins Unendliche kennen.

Edit: Leviathans Post auf den ich mich beziehe ist leider verschwunden.

Tut mir also Leid, wenn ich da einen Fehler gemacht habe, wollte solche Fehler eigentlich vermeiden.

Brauchst dich nicht zu entschuldigen

[Der Leviathan]

Hatte den Post übrigens gelöscht weil die Formel auf der MU grausig aussah und die Gefahr auf Augenkrebs groß war. Hatte dann vergessen den Post neu zu machen ^^ Damit für alle klar ist was gemeint ist:
Wir beziehen uns auf diese Formel: https://upload.wikimedia.org/math/d/b/b/dbbc4da9064ca79794d71adb49773311.png
Und meine Aussage war, dass wir c nicht exakt bestimmen können, da die beiden Konstanten dieser Formel es ebenfalls nicht sind.
Ja klar können wir es enorm exakt bestimmen, aber eben nicht exakt Ich meine hier ist nur eben der Knackpunkt der Physik, das es eben alles auf Ungenauigkeiten basiert, seien sie noch so klein. Bei der Herleitung der Definition von E (feldstärke) ist es ja genauso, zumindest wenn man diese Herleitung macht:
http://gfs.khmeyberg.de/0910/0910Kurs12Ph3g/MaterialFuer091012PH3g/2009081912Ph303.jpg
Da sagen wir ja auch einfach: für kleine Winkel Alpha tan(alpha)=sin(alpha), arbeiten also mit inexakten Werten.
Der Punkt ist eben, dass man finde ich bei der Physik niemals von exakten Werten sprechen kann. Seien es große oder kleine Abweichungen.
Das ist daher nicht als Spitz finden gemeint, sondern eher als allgemeine Kritik der Physik, da mich das (Vor allem bei der Herleitung von E) extrem stört^^

[Lócendil]

Bei der Herleitung der Definition von E (feldstärke) ist es ja genauso, zumindest wenn man diese Herleitung macht:
http://gfs.khmeyberg.de/0910/0910Kurs12Ph3g/MaterialFuer091012PH3g/2009081912Ph303.jpg

Hä, was meinst du damit jetzt genau? Ne Definition kannst du auf jeden Fall nicht herleiten, deshalb heißt es Definition^^ Und was genau die Skizze jetzt mit der Definition von E zu tun hat verstehe ich auch nicht so ganz. Ein Pendel auf das ein paar Kräfte wirken (so interpretiere ich das Bild jetzt einfach) ist erstmal auch exakt - wollen wir aber eine Bewegungsgleichung zB mit dem Lagrangeformalismus ausrechnen müssen wir natürlich sowas wie Kleinwinkelnäherung benutzen. Tut man das nicht, ist das Problem auch garnicht mehr analytisch, sondern höchstens numerisch lösbar.
Aber im Großen und Ganzen hast du natürlich Recht. Physiker, sowohl Experimental- als auch Theoretiker suchen immer nur hinreichend exkate Lösungen. Jeder der eine exakte Wissenschaft studieren will, sollte es mit Mathematik versuchen. In Physik wird genähert, gerundet und (Taylor-)entwickelt was das Zeug hält. Und das dürfen wir uns auch erlauben, da etwas was eine Theorie vorhersagt, experimentell untersucht wird. Und da es bei egal welchem Experiment immer Messfehler gibt, reichen hinreichend genaue Lösungen mehr als aus.

[Der Leviathan]

Hä, was meinst du damit jetzt genau?

Ich meinte, diese Herleitung (Bezug nehmend auf dieses Bild http://gfs.khmeyberg.de/0910/0910Kurs12Ph3g/MaterialFuer091012PH3g/2009081912Ph303.jpg)

sin(α)=s/l
tan(α)=F_el/F_g

Für kleine Winkel  sin(α)=tan(α)

==> s/l=F_el/F_g
==> F_el=s* F_g/l

Da l und  F_g konstant, fassen wir F_g/l zu k zusammen

==> F_el=k*s
==> F_el ~ s

Weiterhin sehen wir durch experimentieren mit anderen Ladungen

q ~ s

Ferner folgt daraus
F_el ~ q

Oder anders gesagt
F_el/q=konstant

und dieses Konstant ist dann unser E, und die Definition der elektrischen Feldstärke.

Diese Herleitung meinte ich^^