absolute kennis

Serieuze discussies over het menselijk denken en gedrag

Moderator: Moderators

Gebruikersavatar
pallieter
Bevlogen
Berichten: 3688
Lid geworden op: 12 mar 2009 10:54

Re: absolute kennis

Bericht door pallieter » 10 apr 2013 21:39

alleen dat licht! Electromagnetisme (want dat is licht, dat begrijp ik) is zoals ik het zie een snelheid (m per sec) kwadrateren en dat dan vermenigvuldigen met een massa om zo de energie in die massa te kunnen "zien" /berekenen.
Het probleem begon toen men besefte dat (maxwell, nog meer bad ass dan newton :wink: ) electromagnetisme golven waren. Golven moeten zich toch in iets voortplanten niet; Dat is toch een absolute waarheid! Voila on topic 8*) Dus hier is de ether.
Tot Einsteins tijd nam men met Newton aan dat er "absolute beweging" bestond, zodat rust en beweging twee van elkaar te onderscheiden toestanden zijn. Beweging werd beschouwd als het tegenovergestelde van "rust" (ether). De ether is het medium waarvan men tot en met de tijd van Ernst Mach dacht dat het de lege ruimte vulde en ook voorwerpen doordrong. Deze ether moest in de eerste plaats bestaan om het theoretisch mogelijk te maken dat licht zich voortplant door de lege ruimte. Licht was immers volgens Huygens en Fresnel een golf en golven hadden, zo meende men, een veerkrachtig medium nodig om zich in voort te planten. De lichtsnelheid ten opzichte van de ether zou dan een andere waarde hebben dan de lichtsnelheid die wij op aarde meten, omdat de aarde zich met een bepaalde snelheid door de ether beweegt. Dit in analogie met de situatie bij geluid, waar de snelheid ten opzichte van de lucht constant is. Als een waarnemer zich op een rijdende wagen bevindt zal hij een andere geluidssnelheid meten, dan wanneer de wagen stil zou staan.
Godverdomme zei Einstein, dit kan niet:
Einstein onderzocht de wetten van Maxwell voor elektriciteit en magnetisme en bedacht dat het bijvoorbeeld voor de krachten niet mag uitmaken of je een metalen staaf in een magneetveld beweegt, of omgekeerd. Theoretisch komt dit in orde als de lichtsnelheid onafhankelijk van de beweging van de waarnemers is. Daarom postuleerde Einstein
1.de lichtsnelheid c heeft in elk inertiaalstelsel dezelfde waarde
2.in elk inertiaalstelsel gelden dezelfde natuurwetten.
Deze postulaten zorgden voor een revolutie in de opvattingen over ruimte en tijd. Je weet niet of je stilstaat, dan wel met constante snelheid beweegt. Je kunt ook niet meer spreken van ruimte, tijd en dus snelheid als absolute entiteiten zoals Newton deed, maar alleen van relatieve ruimte en tijd. De ether was daarmee overbodig geworden. De lichtsnelheid is de grootst mogelijke snelheid en tevens de som van de gecombineerde bewegingen van elk voorwerp door de ruimte én door de tijd. Volgens het tweede postulaat kun je je absolute snelheid nooit weten, dus is er tegenspraak. Deze theorie impliceert dus dat het voor deeltjes met een rustmassa ongelijk aan nul onmogelijk is om de snelheid van het licht te bereiken en dat bij snelheden die de snelheid van het licht naderen, massa en tijd veranderen en wel op een manier die tegen onze dagelijkse ervaring indruist.
Hoe komt aan die kwadraten, die formules? Logica, wiskunde,Trial and error Dikkemick. Verder werken vanuit bestaande formules zoals maxwell lorentz en newton, maar ook gewoon zien dat als je een afstand moet uitkomen je niet eindigt in seconden.

Edit, Maxwell was niet die zei dat licht een goldf was; maar diegene die uitlegde wat electromagnetisme was en die het verband legde tussen de kracht en de golf. Zonder hem wisten we niet wie Einstein was.
"Anti-intellectualisme has been a constant thread winding its way through our political and cultural life, nurtured by the false notion that democracy means that my ignorance is just as good as your knowledge" - Isaac Asimov

Gebruikersavatar
dikkemick
Ontoombaar
Berichten: 12938
Lid geworden op: 07 mar 2013 18:36

Re: absolute kennis

Bericht door dikkemick » 11 apr 2013 09:05

Nogmaals dank voor je uitgebreide uitleg, maar pas op! Mijn leraar wiskunde werd soms ook wanhopig van mijn vragen. Vandaar wiskunde in 2 Mavo al laten vallen (Shame on me!!)

Wat ik niet begrijp is de relatie tussen massa en licht. Er moet een relatie zijn gezien de formule. Voor mij zijn massa (of energie!) en licht 2 gescheiden fenomenen. Of moet ik nu ook (evenals Einstein) denken:
Godverdomme...ze zijn gelijk! ???
Dus de ideeen erachter "begrijp" is...kan ik volgen, maar de relatie met licht(snelheid) ontgaat me nog steeds.

De relatie dus tussen lichtsnelheid (rechts) en energie (links van de vergelijking).
Reality is that which, when you stop believing in it, doesn't go away.
Philip K. Dick

Gebruikersavatar
pallieter
Bevlogen
Berichten: 3688
Lid geworden op: 12 mar 2009 10:54

Re: absolute kennis

Bericht door pallieter » 11 apr 2013 09:41

Ah, ik zie het.
De kinetische energie, E=m*v²/2 Daar komt die c² vandaan.

Edit: is het dat wat je bedoeld? Of wil je weten waarom de lichtsnelheid constant is?
"Anti-intellectualisme has been a constant thread winding its way through our political and cultural life, nurtured by the false notion that democracy means that my ignorance is just as good as your knowledge" - Isaac Asimov

Gebruikersavatar
dikkemick
Ontoombaar
Berichten: 12938
Lid geworden op: 07 mar 2013 18:36

Re: absolute kennis

Bericht door dikkemick » 11 apr 2013 11:27

Nee nee, volgens mij sla je nu de juiste weg in. Je noemt
"De kinetische energie, E=m*v²/2 Daar komt die c² vandaan."
En dat bedoel ik. Begrijp ik nu dat C2 met kinetische energie te maken heeft? Want die C (lichtsnelheid) heeft me altijd verbaasd. Niet dat deze constant is etc. maar dat ze gebruikt wordt in een formule m.b.t. Energie!
Reality is that which, when you stop believing in it, doesn't go away.
Philip K. Dick

Gebruikersavatar
pallieter
Bevlogen
Berichten: 3688
Lid geworden op: 12 mar 2009 10:54

Re: absolute kennis

Bericht door pallieter » 11 apr 2013 22:05

Die c² komt inderdaad van de formule voor kinetische energie. Bij lage snelheden is de kinetische energie van bijvoorbeeld een wagen, de massa van die wagen maal de snelheid in het kwadraad gedeeld door twee. Daarom is men steeds aan het zage euh aan het waarschuwen dat snel rijden zo gevaarlijk is. Stel je auto weegt 1500 kg en je rijdt 100 m per sec dan is E=15000N*10000/2=75 000 000joule, bij 200 m per sec is dit 300 000 000 joule. En nee, ik heb geen nulletje teveel gezet bij die (ongeveer) 15000 Newton.

Ga nu echter sneller en kom je in de buurt van de lichtsnelheid gaat er iets heel raar gebeuren. De massa gaat toenemen. Je gaat enorme hoeveelheden energie in versnelling trachten te pompen, maar slechts een klein deel gaat je voorwerp maar versnellen, de rest maakt het zwaarder. Hoe dichter je tegen de lichtsnelheid aankomt hoe minder energie er naar bijkomende snelheid gaat en hoe meer er naar meer massa gaat. De massa zal eerder oneindig worden voor je lichtsnelheid bereikt.
"Anti-intellectualisme has been a constant thread winding its way through our political and cultural life, nurtured by the false notion that democracy means that my ignorance is just as good as your knowledge" - Isaac Asimov

Gebruikersavatar
dikkemick
Ontoombaar
Berichten: 12938
Lid geworden op: 07 mar 2013 18:36

Re: absolute kennis

Bericht door dikkemick » 12 apr 2013 18:25

Rest me nog 1 vraag:

Waarom E=MC2 en niet E=MC

Je kwadrateert nu iets wat al een maximum is (max. snelheid van het licht).

Goed weekend en thnx nog voor de moeite (hoewel, als ik dit lees, kost je dit niet heel veel moeite het op te hoesten
Reality is that which, when you stop believing in it, doesn't go away.
Philip K. Dick

Gebruikersavatar
pallieter
Bevlogen
Berichten: 3688
Lid geworden op: 12 mar 2009 10:54

Re: absolute kennis

Bericht door pallieter » 19 apr 2013 01:57

Juist terug van het land der lijzenden zon. Moest het E=mc zijn zou het geen energie zijn.
Energie is Nm/s² oftewel (kgm/s²)*m/s²=kgm²s²s² en niet Nm²s²s.

http://nl.wikipedia.org/wiki/Massa-energierelatie
Op 26 september 1905 publiceerde Einstein zijn speciale relativiteitstheorie in het Duitse tijdschrift Annalen der Physik. Op 21 november plaatste het tijdschrift nog een artikel van zijn hand, waarin hij een gevolg van zijn nieuwe theorie verder onderzocht. Het artikel heette Ist die Trägheit eines Körpers von seinem Energieinhalt abhängig? (Is de traagheid van een lichaam afhankelijk van zijn energie-inhoud?) en het antwoord dat Einstein gaf was ja. Een lichaam (voorwerp) dat energie opneemt, bijvoorbeeld door licht te absorberen, krijgt een grotere traagheid (massa): het wordt minder gemakkelijk te versnellen. De toename van de massa Δm hangt samen met de opgenomen energie ΔE volgens de relatie ΔE = Δm.c2. Hierin is c de lichtsnelheid (299 792 458 m/s).

Deze relatie had betrekking op een toename van energie en massa. Pas later ging Einstein verder en postuleerde hij dat de hele massa van een lichaam een uiting is van inwendige energie. De totale energie-inhoud van een lichaam staat dus in een direct verband met de totale massa. In het Jahrbuch der Radioaktivität presenteerde hij in 1907 de formule die dit idee samenvat: E = mc². De massa-energierelatie kwam dus voort uit de relativiteitstheorie plus een voor de hand liggende, maar gewaagde aanname.

De Franse wis- en natuurkundige Henri Poincaré had de massa-energierelatie eerder gevonden, zonder het bredere verband dat Einstein aanbracht.

Later ontdekte men allerlei fysische verschijnselen waarbij de totale massa niet gelijk bleef. Deze bevestigden het verband tussen toenamen van massa en energie, ΔE = Δmc². Pas toen men rond 1930 antideeltjes had ontdekt, kon ook de absolute relatie E = mc² bevestigd worden. Wanneer een deeltje en zijn antideeltje elkaar annihileren, verdwijnen ze geheel. Er komt energie vrij, en inderdaad bleek die hoeveelheid energie precies overeen te komen met de gecombineerde massa van het deeltje en het antideeltje.

Een ander bekend verschijnsel waar deze formule zich manifesteert is kernenergie. Het afval bij kernsplijting weegt iets minder dan de grondstof. Omdat c² - het kwadraat van de lichtsnelheid - een enorm getal is, representeert het geringe massaverlies een aanzienlijke hoeveelheid energie. Ook als lichte elementen fuseren neemt de massa af, en komt er (dus) energie vrij. Daarop is de waterstofbom gebaseerd.

In de loop van de twintigste eeuw is de formule E = mc² bij een groot publiek synoniem geworden met het werk van Einstein, met de moderne natuurkunde, en met ingewikkelde wetenschap in het algemeen. Hij is bijna even bekend als de stelling van Pythagoras. In veel populaire boeken over relativiteit is dit de enige formule. Dat komt vermoedelijk door de interessante betekenis van de formule, door de charismatische persoonlijkheid van Einstein of door de toepasbaarheid op de atoombom, maar ook door de eenvoud die de formule in feite heeft: het is een gewone evenredigheid, bijna de simpelste vorm die een natuurwet kan hebben.

Afleiding


Afbeelding



Voor de afleiding van de equivalentie van massa en energie maakt men gebruik van de relativistische impuls. Deze wordt afgeleid door een gedachtenexperiment waarbij twee bollen volkomen elastisch botsen. Voor en na die botsing moet, rekening houdend met de Lorentztransformatie voor snelheden, behoud van impuls gelden. Daaruit volgt dat men de impuls moet definiëren als:


Afbeelding

Met de snelheid neemt niet alleen de impuls toe maar ook de relativistische massa m(v). Dit lijkt samen te hangen met de toename van de energie. Net als in de klassieke mechanica definieert men de toename van de energie als de verrichte arbeid, dat wil zeggen het product van kracht en afgelegde weg, en kracht als de verandering van de impuls per tijd. Wanneer in korte tijd de snelheid, impuls en energie veranderen door een kracht vindt men:

Afbeelding
Daaruit volgt dan dat verandering van de energie inderdaad gelijk is aan de verandering van de massa vermenigvuldigd met het kwadraat van de lichtsnelheid.

Interpretatie





E=mc² in Berlijn.
De betekenis van de massa-energierelatie is: massa is equivalent met energie. Met andere woorden, massa en energie zijn twee zijden van dezelfde medaille; of: de massa van een lichaam is een uiting van de energie van dat lichaam. Aan de massa kan de energie afgelezen worden; een precieze meting van de massa geeft weer hoeveel energie er in totaal in zit. Als een lichaam massa m heeft, heeft het in totaal een energie mc²; dit is voor een deel inwendige bewegingsenergie, voor een deel inwendige potentiële energie, voor een deel inwendige kernenergie enzovoort.

Er bestaat bij veel mensen op twee punten verwarring over de interpretatie van de formule E = mc²:
1.Betekent E alleen de inwendige energie (de energie in rust) of ook de kinetische energie (de extra energie die een lichaam heeft doordat het beweegt)? Met andere woorden, neemt de massa toe met de snelheid?
2.Zit de energie E in het lichaam als energie (dus moet E meegeteld worden als men de totale energie van een systeem berekent), of duidt E alleen op energie die pas ontstaat wanneer de massa afneemt?

Het antwoord op de eerste vraag is: dat is een kwestie van conventie. De relativiteitstheorie kan geformuleerd worden met massa's die gelijk blijven wanneer een lichaam in beweging komt, of met massa's die groter zijn bij beweging. Een niet-bewegingsafhankelijke massa is de laatste decennia gebruikelijk in de natuurkunde op de universiteiten en in wetenschappelijke artikelen. In boeken voor het grote publiek en op scholen gebruikt men echter nog vaak de formulering met een massa die afhankelijk is van de snelheid. Fysische voorspellingen ("wat gebeurt er als...") zijn dezelfde in beide formuleringen.

De tweede vraag heeft wel een eenduidig antwoord: E duidt op energie die in het lichaam aanwezig is. Bij een kernreactie neemt de massa af en er komt energie vrij (in de vorm van straling en warmte), maar die energie zat al in de kern. Het was bijvoorbeeld interne bewegingsenergie (kerndeeltjes die met grote snelheid om elkaar heen bewegen, de beweging van de quarks), potentiële energie (positief geladen protonen die vlak bij elkaar zitten), en meer abstracte vormen die men 'veldenergie' zou kunnen noemen. Het is dus niet correct te zeggen dat bij die kernreactie "massa is omgezet in energie". De energie was al aanwezig. Wel is er inwendige energie, meetbaar als massa, omgezet in uitwendige energie (straling en warmte), die zich niet manifesteert als massa. Met andere woorden, de Wet van behoud van energie is gewoon geldig; alleen de Wet van behoud van massa wordt door de massa-energierelatie ongeldig.

Voor de duidelijkheid zou men de formule kunnen schrijven als:
Afbeelding
Afbeelding

waaraan de wetenschappelijk gangbare formulering nog toevoegt: m = mrust, ongeacht de snelheid van het lichaam.
En nu versta je er waanschijnlijk geen kl.. meer van. sorry
"Anti-intellectualisme has been a constant thread winding its way through our political and cultural life, nurtured by the false notion that democracy means that my ignorance is just as good as your knowledge" - Isaac Asimov

Plaats reactie