Diskussion:Äquivalenz von Masse und Energie

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Dieser Artikel wurde im März 2011 in der Qualitätssicherung der Redaktion Physik unter dem Titel "Masse und Äquivalenz von Masse und Energie" diskutiert. Du findest die Diskussion entweder am ursprünglichen Ort oder im Archiv, andernfalls kannst du sie hier suchen.

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Anforderungen an ein weblink beachten[Quelltext bearbeiten]

Nachdem ich gestern ein weblink entfernt habe, besteht kmk auf Wiederherstellung. Ich würde es aber sofort wieder entfernen. Bei dem link handelt es sich zwar um ein höchst lesenswertes Skript, aus dem man viel lernen kann, nur nichts über das Lemma. Damit jeder sehen kann, worum es geht, hier die einzige Stelle daraus, die das Thema wenigstens streift (aus der extra dafür angegebenen S. 52):

Gemäß (3.47) haben ruhende Teilchen die Energie E_Ruhe = mc^2 . (3.54) Dies ist wohl die berühmteste Gleichung der Physik. Auf ihr beruht die Erkenntnis, daß bei Umwandlung von Atomkernen durch Spaltung oder Verschmelzung Energien freigesetzt werden können, denn die Gesamtmasse der Kerne ist meßbar verschieden von der Summe der Einzelmassen. Der Massenunterschied beruht auf Bindungsenergie, die militärisch oder friedlich, zerstörerisch oder nutzbringend verwendet werden kann.

Es ist wirklich so:

  1. Das Lemma "Äquivalenz von Masse und Energie" kommt als Begriff im ganzen Skript nicht vor.
  2. "Äquivalenz" wird im Skript (außer im mathematischen Sinn) ausschließlich für die von träger zu schwerer Masse gebraucht.
  3. Das obige Zitat enthält den einzigen Hinweis, mit dem das Skript das Thema des Artikels berührt.

Ernst kann das wohl keiner meinen, dass dieses Textstück zur Hinführung, weiteren Erklärung u/o Vertiefung des Lemmas hilfreich sein kann. Und wenn es ein Witz sein sollte, dann ist es ein schlechter, dies den Lesern als weblink zum Lemma zu empfehlen. Zur eigenen Urteilsfindung mag die Liste der allgemeinen Anforderungen helfen (aus Wikipedia:Weblinks):

"Generell gilt:
  1. Die dort verlinkten Seiten müssen das genaue Artikelthema behandeln (nicht lediglich verwandte Themen),
  2. qualitativ hochwertig sein und
  3. Informationen enthalten, die (beispielsweise aus Platz- oder Aktualitätsgründen) nicht in den Artikel selbst integriert worden sind."

Ich sehe nur den 2. Punkt als erfüllt an. Ich wäre neugierig zu sehen, ob ich damit allein stehe. --jbn (Diskussion) 19:01, 3. Mai 2015 (CEST)

Nein, ich bin da recht nahe bei dir. Andererseits geht die Qualität eines Artikels nicht an einem solchen Weblink "zuviel" zugrunde, daher habe ich ja auch einen Kompromissvorschlag gemacht. Gegen eine Streichung hier (Einbau bei Masse, da passt das besser, oder?) habe ich aber nichts. Kein Einstein (Diskussion) 21:47, 3. Mai 2015 (CEST)
Zum Glück hatte ich in das Werk geschaut, bevor der Hinweis auf Seite 52 kam, sonst hätte ich nicht gesucht und Interessantes gefunden (etwa dass Energieerhaltung nur gilt, wenn die Metrik stationär ist). Es gibt geeignetere Artikel, in denen dieses Skript verlinkt werden kann. --Rainald62 (Diskussion) 03:11, 4. Mai 2015 (CEST)
So ist's, 10fach und schon längst erledigt. Siehe [1]--jbn (Diskussion) 10:49, 4. Mai 2015 (CEST)

Äquivalenz:Bedeutung[Quelltext bearbeiten]

Der gebräuchliche Ausdruck Äquivalenz von Masse und Energie würde eigentlich Gleichheit von Masse und Energie voraussetzen, d. h. E = m, dies ist jedoch nicht der Fall, bzw. nur für c = 1. Allgemein gilt für alle Wellen die Proportionalität von Wärme W (das ist Wellen-Energie) und dynamischer Masse m, siehe z. B. Leibniz mv² mit dynamische Masse (mit konstanter Masse ergäbe sich formal mv²/2), Dellingshausen "Grundzüge einer Vibrationstheorie der Natur (Leipzig 1872)" mc² https://de.wikipedia.org/wiki/Nikolai_Dellingshausen mc² wandte A. Wüllner 1869 (Experimentalphysik) auf Lichtwellen an.

Jnsblm (Diskussion) 18:17, 6. Aug. 2015 (CEST)

Nein, dann würde es heißen "Gleichheit von .." oder "Identität von ...". Das "mechanische Wärmeäquivalent" hat auch nie bedeutet, dass mechanische Energie und Wärme dasselbe sind. Solche Wortklaubereien wie am Anfangssatz obigen BEitrags sind nicht Wikipedia-tauglich. --jbn (Diskussion) 20:42, 6. Aug. 2015 (CEST)
Siehe dazu auch diese Diskussion aus dem Archiv! --Franz 23:53, 6. Aug. 2015 (CEST)
Danke für die Erinnerung! Und ich habe den 3. Satz weniger holperig gemacht und dabei das Stichwort Ruheenergiegleich mit untergebracht.--jbn (Diskussion) 12:33, 7. Aug. 2015 (CEST)

In der archivierten Diskussion zur "geometrischen Proportionalität" von Masse und Energie (E/m = c² = konstant) ist im Eifer des Gefechts ein Hinweis auf die Sekundärliteratur unterblieben, der meine Kritik an der "Äquivalenz"-Behauptung belegt. ich hole ihn hier nach: Max Jammer schreibt in "Concepts of Mass in Contemporary Physics and Philosophy", Princeton NJ, 2000, auf S. 89, in Zusammenfassung einer kritischen Untersuchung des Problems, so einfach wie richtig: "In short, E and m, having different physical dimensions, cannot be interconvertible". Tatsächlich ist die aus der angeblichen "Äquivalenz" bzw. "Gleichheit" (A. Einstein) von Energie und Masse allgemein gefolgerte "interconvertibility" = Umwandelbarkeit von Masse in Energie der entscheidende Punkt, an dem sich auch das nur allgemeine Informationsbedürfnis festmacht, das sich der Wikipedia zunehmend bedient ("da steht's doch zu lesen"). Es sollte deshalb zumindest klargestellt werden, dass die behauptete "Umwandelbarkeit" keineswegs unbestritten ist und auch durch Einsteins Formel in keiner Weise bestätigt wird. Was im Übrigen das Maß der behaupteten "Energiegewinnung aus Masse" angeht, so sind die Beispiele des Artikels verfehlt. Sie argumentieren mit dem "großen Umrechnungsfaktor c²" (Quadrat der Vakuumlichtgeschwindigkeit), übersehen aber, dass in der Formel E = mc², wenn für E und m wie in allen solchen abstrakten Formeln die metrischen Einheiten zugrunde gelegt werden, auch für c² die metrische Einheit zugrunde gelegt werden muss; die ist aber "1" ("eins", nämlich 1[m²/sec²], mit m = 1 und sec = 1). Ed Dellian. --91.37.128.109 12:58, 4. Mai 2016 (CEST) --91.37.128.109 12:47, 4. Mai 2016 (CEST)

In Einheiten der Teilchenphysik haben E und m die gleiche Einheit. Und nun? Einheitensysteme haben keine physikalische Relevanz, Argumente die nur im SI funktionieren sind witzlos. Die Umwandlung in beide Richtungen ist Alltag an Teilchenbeschleunigern. Was soll da bestritten sein? c hat im SI einen großen numerischen Wert, und der ist nicht 1. --mfb (Diskussion) 21:25, 5. Mai 2016 (CEST)
Die Lichtgeschwindigkeit ist unabhängig von ihrer Einheit groß im Vergleich zu Geschwindigkeiten im Alltag. Eine Zivilisation, die in ihrem Alltag stets relativistisch unterwegs ist, wird den "Umrechnungsfaktor" nicht groß finden. Aber für die schreiben wir nicht. --Rainald62 (Diskussion) 22:55, 5. Mai 2016 (CEST)

Ich nehme dankend zur Kenntnis, dass "Einheitensysteme keine physikalische Relevanz haben". Hätte Planck das gewusst, hätte er sich und der Welt die Einführung der Konstante h sparen und kurzerhand E = f schreiben können. Auch Einsteins Gleichung gewinnt in der Form E = m ohne die Konstante c² sehr viel mehr Übersichtlichkeit. Max Jammer war wohl nicht auf der Höhe der Zeit, als er 2001 das schrieb, was ich oben zitiert habe. Tut mir leid. Dass c "sehr groß" ist, selbst wenn es in einem Einheitensystem E = m = 1 (dimensionslos) gesetzt wird, habe ich erst hier gelernt. Nochmals vielen Dank für die Aufklärung. Ed Dellian. --91.37.148.30 21:03, 6. Mai 2016 (CEST)

Planck hat genau das gemacht, direkt mit der Einführung der Planck-Konstante. Er hat ein Einheitensystem eingeführt, in dem h=c=1 und daher E=f=γm. Wir nennen das heute Planck-Einheiten. c ist dort genau 1 (E und m hängen vom Objekts ab....), aber relativ zu typischen Größen im irdischen Alltag ist auch dort c=1 groß (anders ausgedrückt: Die Ruheenergien von Massen ist groß gegenüber sonstigen Energien). --mfb (Diskussion) 21:49, 6. Mai 2016 (CEST)

Paarerzeugung, Diracsee : falsche Änderungen und Löschungen[Quelltext bearbeiten]

Rainald und KaiMartin, Ihr scheint den springenden Punkt zu übersehen: ob die genaue Masse - nicht mehr, nicht weniger - eines Teilchens für Energieumsätze zur Verfügung steht, ist durch die Paarerzeugung noch nicht gezeigt worden. Warum nicht, das wurde in dem gelöschten Absatz richtig ausgeführt: weil dabei im Bild des Diracsees gar keine Masse vernichtet oder erzeugt wird. Vielmehr findet Umwandlung eines vorhandenen Seeteilchens (d.h. negativer Energie) in ein normales Teilchen statt, und dass das gerade den Bandabstand 2mc^2 an Energie kostet, liegt in der Diractheorie daran, dass die Gesamtenergie des Teilchens einen Summanden mc^2 einschließt. Auch dieser Summand mc^2 sagt noch nichts darüber aus, ob diese Größe irgendwie als Energie in anderer Form auftauchen könnte, solange man nicht die Erzeugung (oder Vernichtung) dieser Masse einbezieht. Genau diesen Gedanken hat als erster Fermi gehabt, allerdings ohne dass es ihm eine besondere Bemerkung wert gewesen wäre, leider. Also werde ich die betreffenden Teie wieder einfügen, sobald ich dazu komme, den offenbar zu sehr verborgenen Aspekt etwas klarer zu formulieren. --jbn (Diskussion) 14:51, 16. Aug. 2015 (CEST)

+1. Kein Einstein (Diskussion) 21:43, 16. Aug. 2015 (CEST)
Der Diracsee wirkt zwar anschaulich elegant, hat sich aber als nicht wirklich belastbares Modell erwiesen. Darüber ist man seit der QED und dem Standardmodell hinweg. Das ist ein bisschen ähnlich wie mit dem Bohrschen Atommodell.---<)kmk(>- (Diskussion) 11:59, 11. Nov. 2015 (CET)

Ich hab nun mal den ganzen Artikel in Kleinigkeiten gepflegt, auch die von mir kritisierten Stellen Soo schlimm kamen mir die Löschungen dann doch nicht mehr vor, ich habs nur wieder etwas verdeutlicht. --jbn (Diskussion) 23:14, 18. Aug. 2015 (CEST)

und noch einmal: die sog "relativistische Masse"[Quelltext bearbeiten]

Den ganze Abschnitt mit der Begründung zu löschen, der Gebrauch dieses Konzepts sei nicht belegt, ist schon mehr als abwegig. Lt. Ngramviewer war 2006 das Jahr mit den allermeisten Sichtungen. Also wieder ein damit! --jbn (Diskussion) 14:56, 16. Aug. 2015 (CEST)

Du meinst diese Löschung? Dass es "ältere" Lehrbücher sind kann man leicht anders formulieren. Natürlich sollte es keine zu große Redundanz zur relativistischen Masse geben, dieser Artikel hier liegt aber natürlich überlappend zwischen Masse und Energie, da ist das (in Maßen) didaktisch sinnvoll und gut vertretbar. Kein Einstein (Diskussion) 21:43, 16. Aug. 2015 (CEST)
Bis zum Beleg des Gegenteils bezweifele ich, dass es in Lehrbüchern üblich war, die relativistische Masse mit der Äquivalenz von Masse und Energie zu motivieren. Soweit mir bekannt, war der Aufhänger das Bedürfnis F=ma auch bei relativistischen Geschwindigkeiten zu erhalten.---<)kmk(>- (Diskussion) 23:36, 18. Aug. 2015 (CEST)

Ich könnte mir vorstellen, den Absatz zur vermaledeiten rel.MAsse bei MAsse (Physik) fast ganz rauszunehmen und hier einzufügen. Dann ist die Redundanz weg, und die rel.Masse hat bei Masse keinen eigenen Absatz mehr - ist doch beides gut, oder? --jbn (Diskussion) 23:18, 18. Aug. 2015 (CEST)

Das halte ich für keine gute Idee. Die "relativistische Masse" ist ein Versuch, mit einer umdefinierten Masse die Formeln der klassischen Physik relativistisch korrekt zu machen. Mit der Äquivalenz von Masse und Energie hat das erstmal wenig zu tun. Das ganze Thema ist im Masse-Artikel schon am besten aufgehoben. Ich sehe keinen Grund die relativistische Masse in jedem anderen Arikel, bei dem Masse vorkommt, erneut aufzuwärmen.---<)kmk(>- (Diskussion) 23:33, 18. Aug. 2015 (CEST)
Na, ums Wiederaufwärmen geht es mir ja nun gerade nicht. Mit der besseren Platzierung in Masse hast Du wohl recht. --jbn (Diskussion) 21:24, 19. Aug. 2015 (CEST)

Einleitung[Quelltext bearbeiten]

Beispiel der Einleitung falsch?[Quelltext bearbeiten]

Hallo,

in dem Artikel steht: „So erhöht z. B. die elektrische Energie von 88 Ah × 12 V ~ 1 kWh, die in einer durchschnittlichen Autobatterie gespeichert ist, deren Masse um lediglich 42 ng”. Wenn ich jetzt aber die Formel E=mc² umstelle zu m=E/c² und für E die 88 Ah x 12V (=1056 Wh) nehme und für c² die im Artikel Lichtgeschwindigkeit angegebenen 299792458 m/s hoch 2 komme ich auf 1,1749584591926210643758390028795-14 kg, die von den im Artikel angegebenen 0,000000000042 kg doch stark abweichen. Für den Fall das ich falsch liege bitte ich um eine Korrektur. --91.7.123.119 23:26, 13. Feb. 2016 (CET)

Die Einheit der Zeit ist die Sekunde, nicht die Stunde. Du musst also die 1056 Wh in Ws umrechnen, also „mal 3600“. Dann stimmt es.
Aber danke fürs Nachrechnen. Es können nie genug Leute nachrechnen! Troubled @sset  Work    Talk    Mail   23:37, 13. Feb. 2016 (CET)

Falsche Einheit?[Quelltext bearbeiten]

Ich habe das mit der Autobatterie auch nach gerechnet. Komme aber auf 88Ah*12V*3600/c^2=42pg ??? (nicht signierter Beitrag von 85.16.48.61 (Diskussion) 23:28, 6. Jun. 2016 (CEST))

(88 Ah * 12 V * 3600 s/h) / (300000000 m/s)² = 0,000000000042 kg = 0,000000042 g =42 ng. --Franz 00:03, 7. Jun. 2016 (CEST)

Energieerhaltung und Massenerhaltung[Quelltext bearbeiten]

Wegen der Äquivalenz von Masse und Ruheenergie kann Masse nur auf zwei Arten verloren gehen:

  1. Energie geht verloren: Lokal ist das nur in nicht-abgeschlossenen Systemen möglich. Global ist das wegen dem Energieerhaltungssatz nicht möglich.
  2. Ruheenergie wird in (äußere) kinetische Energie umgewandelt.

Im Beispiel in der Einleitung mit dem Elektron und Antiteilchen ist das nicht der Fall: Weder geht Energie verloren noch wird die Energie in kinetische Energie umgewandelt. Stattdessen wird hier die Ruheenergie der Elementarteilchen in Strahlungsenergie umgewandelt, was im System ebenfalls Ruheenergie ist. Wenn Masse und Ruheenergie also äquivalent sind, dann würde sich die Gesamtmasse nicht ändern, da sich die Gesamtenergie auch nicht ändert. Das System, in dem Ruheenergie=Gesamtenergie gilt, ist das System, in dem der Impuls=0 ist. Wegen Impulserhaltung ist das Ruhesystem vor und nach dem Zusammenstoß der beiden Teilchen identisch. --Eulenspiegel1 (Diskussion) 17:59, 13. Jun. 2016 (CEST)

Der Satz mit dem Teilchen und dem Antiteilchen ist so zu verstehen, dass im System nach der Annihilation kein Teilchen mehr mit einer Masse>0 zu finden ist.--Pyrrhocorax (Diskussion) 00:19, 14. Jun. 2016 (CEST)
Genau. Dies herauszustellen war auch der Sinn meiner gestrigen Änderung.--jbn (Diskussion) 09:19, 14. Jun. 2016 (CEST)