Ladung

schönen Tag euch allen,

ich habe mich schon eine ganze Weile nicht mehr gemeldet aber heute brennt mir etwas wichtiges auf der Seele und ich hoffe wirklich, ihr könnt mir wie schon so oft weiterhelfen.
Wie zieht eine Ladung eine andere zu sich her oder stößt sie ab?
Um 1835 hat M. Faraday diese Frage durch die Annahme, dass das Umfeld der Ladungen diese Kräfte vermittelt, gelöst. Dieses Umfeld der Ladungen nannte er elektrisches Feld.
Mir ist aber dennoch nicht klar, wie genau diese Übertragung funktioniert. Ich mache gerade mein Abitur in Physik aber in keinem der Bücher stand eine wirklich befriedigende Antwort. Es wird von Photonen geschrieben, die miteinander in Verbindung treten aber da hört die Weisheit der Bücher auch schon auf. Wieso sollen die Elektronen Photonen aussenden? Wie treten diese Photonen mit denen des Protons in Verbindung. Was für eine Verbindung haben die ausgesandten Photonen noch mit ihrem Ursprungsort, dem Elektron; kurz: Wieso ziehen sich Ladungen an?

viele liebe Grüße und im Voraus vielen Dank,

Sedna

Hallo Sedna,

ist wirklich nicht so einfach das Thema.
Ich versuche mal, zwei Ansätze zu bieten, die du dann weiterverfolgen kannst.

Der erste Ansatz wäre, sich mal mit der Quantenelektrodynamik zu beschäftigen. Nicht ganz einfach zu verstehen, muss ich sagen.

Der zweite Ansatz wäre, sich mit magnetischen Phänomenen zu beschäftigen, die sich in gewisser Weise auf raumzeitliche Strukturen zurückführen lassen.

Aber vielleicht führt das alles viel zu weit, bestimmt kann jemand noch bessere Antworten liefern.

Ich finde das Thema ganz schön komplex, wenn man sich erst mal damit beschäftigt.

schönen Abend,
vielen Dank Stueps für deine schnelle Antwort.
Du hast sicher Recht; dennoch hoffe ich, es gibt eine kleine Zusammenfassung,
in der zumindest das Wichtigste vorkommt, z.B.:
Durch .... werden Photonen vom Elektron ausgestoßen, die dann ...... und anschließend auf die Photonen des Protons treffen. Diese treten dann auf folgende Art in Wechselwirkung:......... so dass dadurch eine Anziehung zwischen Proton und Elektron entsteht.
Wäre super, wenn die Lücken gefüllt werden könnten.

lieben Gruß,
Sedna

Das ist fürwahr eine schwierige Frage, die ich schon beantworten könnte, aber ich denke sie ist überflüssig, für ein Studium in Physik. Soviel sei gesagt; Eine negative Ladung zieht immer eine positive Ladung an, jedoch niemals eine positive eine negative. In der Elektrotechnik wurde das durch den technischen Strom oder den physikalischen Strom gelöst. Um dieser Frage in der Antwort näher zu kommen, wird es nicht ausbleiben, sich mit der Feldtheorie eingehend zu beschäftigen. Am Ende, zeigt sich eine ganz banale Antwort.

BehFra schrieb in Beitrag Nr. 1166-4:

Das ist fürwahr eine schwierige Frage, die ich schon beantworten könnte...

Mein ehemaliger (noch immer von mir verehrter) Geschichtslehrer lehrte uns: Bei denjenigen, die sagen "Es ließe sich leicht beweisen..." müsse man davon ausgehen, dass sie nichts von der zu erklärenden Sache verstünden.

Zitat:

Eine negative Ladung zieht immer eine positive Ladung an, jedoch niemals eine positive eine negative.

Ähhh...? - Wie meinen?

Zitat:

...aber ich denke sie [die Frage von Sedna] ist überflüssig

Meines Erachtens sind ehrlich gemeinte Fragen nie überflüssig. Manche Antworten dagegen schon.

Zitat:

Das ist fürwahr eine schwierige Frage, die ich schon beantworten könnte, aber ich denke sie ist überflüssig, für ein Studium in Physik.

Stimmt, diese Frage wird erst im Kunst-Studium oder in rythmischer Sportgymnastik wirklich wichtig. Da du, BehFra, bestimmt ähnliches studierst, wäre ich doch auf eine kompetente Antwort von dir gespannt.

Zitat:

Eine negative Ladung zieht immer eine positive Ladung an, jedoch niemals eine positive eine negative. In der Elektrotechnik wurde das durch den technischen Strom oder den physikalischen Strom gelöst.

Ein Hoch auf die Elektrotechnik, die den technischen Strom (oder physikalischen) erfunden hat, um dieses knifflige Problem zu lösen. Kann ich also davon ausgehen, dass durch den technischen Strom nun endlich auch positive Ladungen negative anziehen?

Zitat:

Am Ende, zeigt sich eine ganz banale Antwort.

Und vielleicht auch eine, die Sinn ergeben würde? BehFra?

Hallo Stueps,

Stueps schrieb in Beitrag Nr. 1166-6:

Und vielleicht auch eine, die Sinn ergeben würde? BehFra?

Von "BehFra" erwarte ich nichts mehr, was irgendeinen Sinn ergeben würde. Die "Kugel" muss er sich deswegen nicht unbedingt geben, so wie er es in seinem Beitrag-Nr. 1190-1 angekündigt hatte, denn auch er hat ein Lebensrecht. Ebenso wie alle andere Behinderte, Kranke und Rentner.

M.f.G. Eugen Bauhof

Ich habe die Frage bereits in einem meiner unverständlichen Beiträge beantwortet, oder zumindest einen Teil davon. Ich habe gute Gründe dafür, warum ich hier nicht weiter einsteige. Leider wird es so sein, dass die die mich verstehen hier sicher nicht antworten, wobei das "Leider" für die steht, die gar nix verstehen.

Hallo Sedna,

obwohl ich von vornherein klarstellen muß, daß ich Deine Ausgangsfrage nur mit "Ich weiß es nicht" beantworten bzw. nicht beantworten kann, erlaube ich mir, etwas dazu zu schreiben.
Du fragst nach dem Grund für ein bestimmtes Geschehen in der Natur. Es handelt sich damit im Prinzip um eine Warum-Frage, eine Frage nach der Ursache für eine bestimmte Wirkung. Solche Fragen sind beantwortbar, wenn die Ursache in unserem Erfahrungsbereich liegt und der Gefragte die notwendige Erfahrung hat. Sie sind nach meiner Meinung nicht beantwortbar, wenn nach dem letzten (absoluten) Grund gefragt wird. Dies kann auch in der Weise geschehen, daß die Frage als Voraussetzung von der Existenz des Absoluten ausgeht. Beispiel: Warum hat Gott nicht das Erdbeben in China mit soviel Leid für die Menschen verhindert ?
Diese Differenzierung bei Warum-Fragen habe ich mir überlegt, weil mir bei Deiner Frage nicht klar ist, ob die Frage nach dem Grund (der Ursache) für elektromagnetische Kräfte eine Frage nach dem letzten (absoluten) Grund ist oder eine Frage ist, deren Antwort im Erfahrungsbereich liegt. Ich nehme an, genau diese Einordnung ist das Problem bei Deiner Frage.
Selbst wenn sie beantwortbar sein sollte, fehlt mir, wie bereits gesagt, jedenfalls das notwendige Wissen.

MfG
Harti

Es gibt ein und IMHO nur ein Buch das allgemeinverständlich ist und diese frage dennoch seriös beantwortet:

QED von Richard Feynman, Piper

Meinen Senf geb ich trotzdem noch dazu: Wechselwirkung egal welcher Art wird immer durch virtuelleWechselwirkungsbosonen vermittelt.
Im Falle der elektrmagnetischen Kraft handelt es sich bei den Wechselwirkungsbosonen um Photonen.
Ladung A emittiert ein nicht existierendes (virtuelles) Photon, Ladung B absorbiert ein nicht existierendes (virtuelles) Photon. Da ist kein real existierendes Photon (was immer das auch sein soll) von A nach B geflogen!!!Real existierend ist aber der dadurch (durch die reine Möglichkeit eines solchen Vorganges) entstehende Impulsübertrag. Dadurch kommen Abstoßung oder Anziehung zustande.
Die Ladungsträger tun so "als ob" sie ein echtes Photon ausgetauscht hätten.

Die gesamte komplexe Theorie folgt aus einfachsten Symmetriebetrachtungen U(1).

Zara.t. schrieb in Beitrag Nr. 1166-10:

Wechselwirkung egal welcher Art wird immer durch virtuelle Wechselwirkungsbosonen vermittelt. Im Falle der elektromagnetischen Kraft handelt es sich bei den Wechselwirkungsbosonen um Photonen. Ladung A emittiert ein nicht existierendes (virtuelles) Photon, Ladung B absorbiert ein nicht existierendes (virtuelles) Photon. Da ist kein real existierendes Photon (was immer das auch sein soll) von A nach B geflogen!!! Real existierend ist aber der dadurch (durch die reine Möglichkeit eines solchen Vorganges) entstehende Impulsübertrag. Dadurch kommen Abstoßung oder Anziehung zustande. Die Ladungsträger tun so "als ob" sie ein echtes Photon ausgetauscht hätten.

Hallo Zara.t.,

Eine für mich auch als Laien verständliche Erklärung. So gut erklärt habe ich es noch nirgends gesehen. Ich vermute, dass du tiefer in die Physik eingestiegen bist als ich. Hast du Physik als Hauptfach studiert und abgeschlossen? Wenn ja, dann finde ich es um so bedauerlicher, dass du deine Zeit mit "Magie" und ähnlichem verschwendest. Ich habe einige sehr alte Beiträge von dir hier gelesen, deshalb kann ich das behaupten. Ich will aber daraus nichts zitieren. Vergessen wir doch Magie, Bewusstseinswechselwirkung und andere außersinnliche Wahrnehmungen am besten.

Mit freundlichen Grüßen
Eugen Bauhof

guten Morgen zusammen,

:-) schon ein besonderes Forum. Erst mal ein lächelndes Dankeschön an Stueps, Claus und Bauhof
- und natürlich auch an Zara t.
Was ich bei dir nicht verstanden habe ist folgendes, du sagst durch diesen Impulsaustausch von nicht existierenden Photonen entsteht Anziehung/Abstoßung.
Der Austausch von Photonen kann aber m.E. nur eine Wirkung haben, entweder Anziehung oder! Abstoßung. Ich werde mir das Buch sicher kaufen aber da du es schon gelesen hast und auch so einen recht guten Durchblick hast, könntest du vielleicht auch noch diese Sache klären?
Vielen Dank,

lieben Gruß an alle,

Eva

Sedna schrieb in Beitrag Nr. 1166-12:

Der Austausch von Photonen kann aber m.E. nur eine Wirkung haben, entweder Anziehung oder! Abstoßung.

Hallo Eva,

Vorbemerkungen:
In der klassischen Elektrodynamik wird die Kraft zwischen zwei Ladungen durch das elektromagnetische Feld übertragen. In der alternativen Beschreibung der Quantenelektrodynamik (QED) wird das elektromagnetische Feld als Austausch von Photonen beschrieben, die von geladenen Teilchen absorbiert und emittiert werden können. Nachdem diese Photonen nicht direkt beobachtet werden können, nennt man sie virtuelle Photonen.

Die Vorstellung von virtuellen Teilchen löst das philosophische Problem einer Fernwirkung. Aus der Sicht der Quantenfeldtheorie sind die zwischen den Teilchen wirkenden Kräfte nicht das Ergebnis einer mystischen Fernwirkung, sondern sie entstehen durch den Austausch virtueller Teilchen. Ein sich bewegendes Elektron sendet virtuelle Photonen aus. Nachdem das Photon ruhemasselos ist, kann ein virtuelles Photon große Entfernungen zurücklegen, und deshalb haben elektrische Kräfte eine so große Reichweite.

Die Erschaffung virtueller Teilchen aus dem "Nichts" bedeutet eine Verletzung der Energieerhaltung, woran sich die Natur nicht so lange stößt, so lange diese Verletzung unbeobachtbar bleibt. Um diese virtuellen Teilchen erschaffen zu können, muss Energie "geborgt" werden. Die Heisenbergsche Unbestimmtheitsrelation "verwaltet" diese Kreditnahme wie folgt:

(Größe der Energieausleihung) x (Kredit-Laufzeit) >= h/4pi.

Nun zu deiner Frage:
Nicht alle virtuellen Photonen haben die gleiche Richtung im elektromagnetischem Feld. Aber in der Summe über alle virtuellen Photonen entspricht das resultierende elektromagnetische Feld dem der erzeugenden Ladung. Die Information über die Ladung ist in der Größe und Richtung des E-Feldes verborgen. Dies ist bereits in der klassischen Elektrodynamik so und in der Quantenelektrodynamik ist es ebenso.

Das elektromagnetische Feld bzw. die virtuellen Photonen der Ladung Q₁ enthalten keine Information darüber, ob es zu einer Anziehung oder Abstoßung kommt. Eine positive Ladung Q₁ erzeugt ein elektromagnetisches Photonfeld. Ob eine zweite Ladung Q₂ in Richtung oder entgegen der Feldlinien von Q₁ beschleunigt wird, hängt nur vom Vorzeichen dieser zweiten Ladung Q₂ ab. Die virtuellen Photonen tragen die Information über Größe und Richtung des E-Feldes der ersten Ladung Q₁ mit sich, nicht aber die Information über den der zweiten Ladung Q₂.

Mit freundlichen Grüßen
Eugen Bauhof

Hallo Eugen Bauhof,

Bauhof schrieb in Beitrag Nr. 1166-11:

Eine für mich auch als Laien verständliche Erklärung. So gut erklärt habe ich es noch nirgends gesehen.

da stapelst Du aber ganz schön tief. Ein richtiger Laie, so wie ich, versteht nur Bahnhof.
Was sind "nichtexistierende Photonen" ? Um im Beispiel Bahnhof zu bleiben: Sind es Geisterzüge, in denen keine Personen sitzen, die aber doch auf den Anzeigetafeln erscheinen ? Also für mich bleibt rätselhaft, wie bei dieser Vorstellung die Personen von einem Bahnhof zum anderen kommen sollen.
In meiner Vorstellungswelt ist ein "nichtexistierendes Photon" vergleichbar mit einem in meiner Garage stehenden "nichtexistierenden Porsche". Da nützt es mir auch nichts, wenn ich den Porsche als virtuell bezeichne. Entweder er existiert oder er existiert nicht.

Mein virtueller Porsche könnte allenfalls in meiner Vorstellungswelt existieren. Nicht mal das tut er, weil er nicht zu mir passt.

MfG
Harti

Harti schrieb in Beitrag Nr. 1166-14:

Was sind "nichtexistierende Photonen"?

Hallo Harti,

Falls ich es richtig sehe, beziehst du dich nicht auf meinen Beitrag-Nr. 1166-13, sondern auf den Beitrag-Nr. 1166-10 von Zara. Dass Zara von einem "nicht existierenden" Photon geschrieben hatte, war vielleicht etwas unangemessen, aber er meinte damit ein virtuelles Photon, was er auch in Klammer dazugeschrieben hatte. Hier muss ich Zara verteidigen, auch wenn ich seine Ansichten über den Kollaps der Wellenfunktion durch das Bewusstsein nicht teile. Ein "virtuelles Photon" ist ein feststehender Begriff in der Quantenmechanik.

Man nennt ein Photon virtuell, wenn es direkt nicht beobachtet werden kann, aber dennoch Auswirkungen auf das quantale Geschehen hat, die nachweisbar sind. John D. Barrow und Joseph Silk äußern sich zu der Nachweisbarkeit der virtuellen Teilchen auf Seite 92 ihres Buches [1] wie folgt:

"Aber im Gegensatz zu den nicht beobachtbaren individuellen virtuellen Paaren sind die Folgen des aus ihnen bestehenden gesamten Meeres sehr wohl zu beobachten. Denn die Vielzahl der zu jedem beliebigen Augenblick zwischen Geburt und Vernichtung gefangenen virtuellen Paare übt - so die Vorhersagen der Physiker - einen wenn auch noch so geringen, so doch berechenbaren Effekt auf die Energieniveaus der Atome aus, der, obwohl er nur Veränderungen von einem Milliardstel bewirkt, experimentell bestätigt werden kann.

In der Tat ist es Willis Lamb 1953 gelungen, diesen angeregten Zustand bei einem Wasserstoffatom zu messen. Heute wird er nach seinem Entdecker Lamb-Verschiebung genannt. Der durch die Vakuumeffekte auf Atome hervorgerufene vorhergesagte Energieunterschied ist allerdings so geringfügig, dass er nur als Übergang im Mikrowellenfrequenzbereich entdeckt werden kann. Die Mikrowellenmessungen aber bieten eine solche Präzision, dass Lamb die Verschiebung bis auf fünf signifikante Stellen messen konnte, wofür er später mit dem Nobelpreis ausgezeichnet wurde. Die Existenz virtueller Teilchen ist also zweifelsfrei nachgewiesen." Zitat Ende.

Den in deiner Garage stehenden "nichtexistierenden Porsche" kann man nicht nachweisen. Da hilft auch kein Kollaps der Wellenfunktion durch dein Bewusstsein :-)

Mit freundlichen Grüßen
Eugen Bauhof

[1] John D. Barrow und Joseph Silk
Die linke Hand der Schöpfung. Der Ursprung des Universums.
Heidelberg 1995. Spektrum Akademischer Verlag.
ISBN=3-86025-355-7
Nur noch antiquarisch greifbar, z.B. hier: http://www.zvab.com/showAdvancedSearch.do

Hallo Eugen Bauhof,

vielen Dank, jetzt habe ich die Sache verstanden. Es war mal wieder wie so oft: Die Hauptquelle unseres Unverständnisses ist es, daß wir den Gebrauch unserer Wörter nicht übersehen (Wittgenstein).

MfG
Harti

Hallo Bauhof,

die Diskussion mit zara.t, die ich in letzte Zeit verfolgt habe, beinhaltet nicht nur Verknüfung Bewusstsein mit Dekohärenz. In deinem letztem Beitrag bemerkst du nur die Teilchen -Antiteilchen Paare in virtuellen Teilchen-Meer. Dies ist aber "amorpfe" Hintergrund für die organisierten Teilchen: die uns bekannten Teilchen der Quantenwelt: Quarks, Eichbosonen, Leptonen, aus den besteht die kleinsten bis grössten Einheiten der stofflichen Universums (Atom, Stern). Die existieren quasi auch virtuell und verraten iher Existenz nur durch die Wechselwirkung - die Kohärenz, die Brechung der Wahrscheinlichkeitswelle.
Das Wissen über die Beschaffenheit der Bestandsteile eines Atoms wird nur auf den Umwegen geschaffen. Ein Teilchen wird durch eine Wahrscheinlichkeitswelle geschrieben - ein mathematischen Konstrukt. Diese Welle kann nachgewiesen werden, aber kann nicht beobachtet werden. Die matematische Funktion beschreibt ziemlich genau das Geschehen "unter Oberfläche", das mit unzähligen Experimenten belegt worden ist. Unter der Dekohärenz entzieht sich das Teichen/Welle unsere Beobachtung, das veranlasst sie als nicht real zu bezeichnen. Nicht real - also nicht existierend.

Genau hier m.E. sind Wurzeln des Missverständnis. Durch die Messung wenn nicht vernichtet, dann mindestens verändert man die Wellenfunktion des Teilchen. Wie kann man etwas ändern, was nicht existiert oder sogar vernichten es? Das ES grundsätzliche Unterschiede zu uns hat, ist nicht Neues. DAs Leben hat auch grunsätzliche Unterschiede zu unbelebter Materie. Ein intellegentes Protein würde auch auf die Grenzen stoßen bei der Erkündigung seines Universums.

Na ja, dieses Beitrag ist vielleicht nicht in richtigem Thread. Es ist die Fortdiskussion mit dir anlässlich der Realität der Wahrscheinlichkeitswelle (=des Teilchen unter Dekohärenz).

Gruß, Irena

Irena schrieb in Beitrag Nr. 1166-17:

Na ja, dieses Beitrag ist vielleicht nicht in richtigem Thread. Es ist die Fortdiskussion mit dir anlässlich der Realität der Wahrscheinlichkeitswelle (=des Teilchen unter Dekohärenz).

Hallo Irena,

Ja, so ist es: Dein Beitrag ist nicht im richtigem Thread. Sehe dir doch bitte die Frage von Sedna in ihrem Beitrag-Nr. 1166-1 an und versuche, diese Frage zu beantworten. Ich habe es jedenfalls mit meinem Beitrag-Nr. 1166-13 versucht. Falls du eine alternative Erklärung für die Frage von Sedna vorbringen kannst, dann wäre ich gespannt. In deinem Beitrag kann ich jedenfalls keine alternative Erklärung zur Frage von Sedna finden. Es ist verwirrend für alle, wenn man zu einem Thema andere Themen "hineinmischt". Wenn man über ein anderes Thema diskutieren will, sollte man einen neuen Thread eröffnen. Dann bleibt es dem Leser überlassen, ob er zu diesem Thema antworten will oder nicht. Und so sollte es m.E. sein.

Noch ein Tipp:
Es gibt hier im Forum eine "Zitierfunktion". Sie kann dazu dienen, dass man sich bei seiner Antwort auf den zitierten Punkt konzentriert und nicht gleichzeitig zehn andere Themen anschneidet. Denn letzteres schafft nur Verwirrung beim Leser.

Mit freundlichen Grüßen
Eugen Bauhof

O-key, wenn du nicht verstanden hast, es geht um Zitat:

Zitat:

"Aber im Gegensatz zu den nicht beobachtbaren individuellen virtuellen Paaren sind die Folgen des aus ihnen bestehenden gesamten Meeres sehr wohl zu beobachten...Zitat Ende.

Nicht nur die individuellen Paaren sind virtuel. Alles Geschenes bis Dekohärenz ist virtuell, oder? Wann wird die Virtualität zum Realität?

Leider lässt sich nicht vermeiden, wenn man knüpft auf den letzten Beitrag und nicht auf
Startbeitrag, dass dem Haupthema wird ausgewichen.

Irena schrieb in Beitrag Nr. 1166-19:

Nicht nur die individuellen Paaren sind virtuel. Alles Geschenes bis Dekohärenz ist virtuell, oder?

Hallo Irena,

das gehört natürlich auch nicht in diesen Thread, aber ich will trotzdem deine Frage beantworten. Du hast die Verschränkung im Sinn, falls ich dich richtig verstanden habe. In diesem Fall kann man überhaupt nicht von einem "Geschehen" sprechen, solange die Verschränkung besteht. Deshalb ergibt der Satz "Alles Geschehene bis zur Dekohärenz ist virtuell" keinen Sinn. Es ist erst dann etwas geschehen, wenn das Teilchen beim Doppelspaltexperiment am Bildschirm eintrifft und dort eine irreversible Spur hinterlässt. Das Wort "virtuell" wird speziell bei den Photonen in einem anderen Sinn verwendet. Man nennt ein Photon genau dann virtuell, wenn es nicht direkt beobachtet werden kann.

Wenn du mit dieser Antwort nicht zufrieden bist, dann eröffne zu diesem Thema doch bitte einen neuen Thread und erkläre genau, um was es bei deiner Frage geht. Und bitte in diesem neuen Thread nicht wieder viele andere Themen in einen Beitrag packen.

Mit freundlichen Grüßen
Eugen Bauhof