Скорость частицы в электрическом поле

[PapaKarlo]

age в сообщении #312727 писал(а):

PapaKarlo

Цитата:

Если принять, что первая часть формулировки верна, то вопрос ну очень странный. Не разъясните, как можно сравнивать то, чего нет?

А вот можно. Достаточно всего лишь взглянуть на вещи "шире" и задаться вопросом: а фотон движется по инерции или за счет собственной энергии? И все.

Предположим, я задался таким вопросом. И не знаю ответа. Однако даже если задаться таким вопросом, массы покоя ведь все равно нет (Ваши слова).

Я ведь просил Вас разъяснить. Попробуете?

[age]

myhand в сообщении #312763 писал(а):

Если "сдались", лень думать - расскажу, конечно.

Статью по ссылке на ин.языке посмотрел, хоть и помучался. Там ни слова про "фотоны". В общем-то рассказывайте.

PapaKarlo в сообщении #312801 писал(а):

Однако даже если задаться таким вопросом, массы покоя ведь все равно нет (Ваши слова).

Массы покоя нет в терминах "массы". Но вы прекрасно знаете про $E=mc^2$. Но все же, практически все физики на больших скоростях единогласно меряют массу в терминах энергии или электрон-вольтах. Т.е. по сути грань между массой и энергией весьма сомнительна.

Я же утверждаю, что это не так. Масса - это масса. Энергия - это энергия. Пропорция установленная экспериментальным путем $E=mv^2$ действительно существует, но она не отражает сути самого процесса связи между массой и энергией. Именно, заблуждение в том, что в ней скорость $v$ - не отражает какого-либо физического смысла и служит лишь коэффициентом пропорциональности между массой и энергией. Довольно одномерный взгляд на скорость.
Если же взять, что $m=const$, то связи между массой и энергией не будет вообще, а энергия будет зависеть лишь от скорости. Что гораздо более конкретно, т.к. что есть энергия? В чем ее смысл? В движении. А поэтому произведена она может быть не только массой, о чем и прекрасно говорит "отдельная формула" $E=h\nu$ Вот такой трюк в виде "индивидуальной формулы для фотона и света". Забавно! Не правда ли?
Значит, если исходить из энергии, то условно масса покоя фотона $m_0=\dfrac{h\nu}{c^2}$. Условно!

Теперь давайте посмотрим в этой плоскости на вопрос о характере движения фотона: инерциальное оно или нет? Если фотон есть суть запущенный квант, то он движется по инерции. Но если он и есть квант движения, то он сам организует свое движение как источник движения, т.е. движется не по инерции.
Поэтому, как видите, можно свободно судить об инерции и без массы покоя.

[myhand]

Да, в русской версии - как обычно все плохо. Но физику сейчас на английском пишут, увы.

Но вот например, эксперимент, о котором как минимум в вузах рассказывают:
http://en.wikipedia.org/wiki/Gravitational_redshift
http://en.wikipedia.org/wiki/Pound-Rebka_experiment

Астрофизический тест - отсутствие аберрации при гравитационном линзировании (фотоны с разными энергиями движутся в гравитационном поле одинаково).

Красное смещение, наконец: http://en.wikipedia.org/wiki/Redshift
Фотоны разных энергий - "краснеют" одинаково.

[age]

myhand
Ладно, я понял. На мой взгляд, гравитационное красное смещение - тоже один из вариантов неправильной интерпретации наблюдений, исходя из общей теории относительности. Ведь если учесть, что гравитация имеет другую физическую структуру, чем считает ОТО, то соответственно поменяют смысл и результаты измерения красных смещений. Не буду на этом заостряться, остановлюсь вот на чем.

В общем, если подвести под всем написанным выше черту, то подтвердить или опровергнуть мою точку зрения может всего на всего один не очень-то и замысловатый эксперимент.

Эксперимент:
1. Берутся два металлических шарика, заряженных по 1 миллиКулон (к примеру, это не важно, важно чтобы их заряды были равны) весом 50 г и 100 г в отсутствии гравитации, т.е. там, где по моей теории влияние 50 г и 100 г на результирующую скорость будет сколь угодно несущественно.

2. Они помещаются при качественном отсутствии гравитации между двумя металлическими пластинами, площадью $0,01$ м$^2$, расположенными на расстоянии 1 м друг от друга.

3. На пластины подается разность потенциалов (напряжение) в 1 кВ. Шарики начинают движение от одной пластины к другой.

Так вот, по моим утверждениям они разгонятся до одинаковых скоростей. По уравнению $ma=eE$ - один разгонится в $\sqrt2$ раз быстрее (тот, что легче).

Вот и все. Эксперимент все расставит по своим местам.

[lel0lel]

age в сообщении #313050 писал(а):

Так вот, по моим утверждениям они разгонятся до одинаковых скоростей.

Ну да, только тормозить их по разному придётся потом. Как закон сохранения энергии объясните в этом случае?

[age]

Никак. При качественном отсутствии гравитации различия между ударами 50 г и 100 г будут пренебрежимо малы и зависеть только от скоростей. Т.е. в обоих случаях пластина в результате ударов получит одинаковые импульсы $p_1=p_2=m_1v=m_2v$. Т.к. $m_1,m_2\to0$ в данном случае (без гравитации).

[lel0lel]

age в сообщении #313063 писал(а):

в данном случае (без гравитации)

Что в данном случае понимать под выражением "без гравитации". Это куда нужно поехать? Вопрос такой - существует ли по Вашему в нашей Вселенной область, в которой "без гравитации". Или Вы пытаетесь описывать законы неких параллельных миров?

[age]

Не "без гравитации", а с пренебрежимо малой гравитацией (уже писал выше). Скажем 100 млн.км. от Земли. Гравитацию Солнца тоже в данном случае для шариков 50 г и 100 г можно считать пренебрежимо малой.

[myhand]

age в сообщении #313050 писал(а):

myhand
Ладно, я понял. На мой взгляд, гравитационное красное смещение - тоже один из вариантов неправильной интерпретации наблюдений, исходя из общей теории относительности.

Извините, а какой правильный? Как все это интерпретировать, без локального принципа эквивалентности?

age в сообщении #313050 писал(а):

Ведь если учесть, что гравитация имеет другую физическую структуру, чем считает ОТО

ОТО и _эксперименты_ - вещи разные. Эксперименты вполне отднозначно свидетельствуют в отношение принципа эквивалентности. ОТО - теория. А вот теорий гравитации - много. ОТО лишь одна, и не только она закладывает этот принцип в основы. Любая, т.н. "метрическая" гравитация его содержит.

age в сообщении #313050 писал(а):

Эксперимент:

Этот эксперимент проделывается ежедневно биллионы раз в ускорителях. Шарики и заряды - поменьше. Но Ваши условия соблюдены (есть электромагнитные поля, разгоняющие заряды, гравитация пренебрежимо мала). Никто пока второй закон Ньютона не отменил. Вместе с инертной массой.

[age]

Цитата:

Этот эксперимент проделывается ежедневно биллионы раз в ускорителях. Шарики и заряды - поменьше.

Не катит. Не поменьше - а на существенно важное для интерпретации результатов значение меньше. Есть разница между 0,05 кг и $10^{-31}$ кг? По-моему, тридцать порядков.

-- Вс апр 25, 2010 18:08:40 --

Цитата:

ОТО и _эксперименты_ - вещи разные.

Но делаются-то они и интерпретируются для подтверждения и в соответствии с ОТО, не так ли? Т.е. захочу я доказать "Баллистическую гипотезу Ритца". И те же самые эксперименты приобретут совсем иные интерпретации в рамках БТР. Кстати, БТР до сих пор также не опровергнута, как и ОТО (разве что внезапной гибелью Ритца).

Контрпример:
Допустим, есть два варианта объяснения результатов эксперимента (а их не два, а много больше). Одно устраивает ОТО, другое - нет. Какое выбрать? А если что не так (как оно не раз случалось) - "подлатать", добавить пару новых уравнений, констант, неизвестных. И все "шито-крыто". Не хочу углубляться.

[myhand]

age в сообщении #313246 писал(а):

Цитата:

Этот эксперимент проделывается ежедневно биллионы раз в ускорителях. Шарики и заряды - поменьше.

Не катит. Не поменьше - а на существенно важное для интерпретации результатов значение меньше. Есть разница между 0,05 кг и $10^{-31}$ кг? По-моему, тридцать порядков.

Т.е. для электронов и протонов инертная масса почему-то существенна, а ежели слепить из этого шарик в 50 грамм - она исчезнет. Так?

Можно еще опыты Милликена вспомнить. Извините, но в них Ваша "точка зрения" существенно бы изменила результаты. Чего не наблюдалось.

age в сообщении #313246 писал(а):

Цитата:

ОТО и _эксперименты_ - вещи разные.

Но делаются-то они и интерпретируются для подтверждения и в соответствии с ОТО, не так ли?

Ага, релятивистской мафией...

Делаются эксперименты для проверки следствий известных теорий, принципов в их основе. Если эксперимент противоречит предсказаниям ОТО - тем хуже для теории, а не эксперимента. И, как я уже отмечал, принцип локальной эквивалентности важен не только для ОТО и не является ее частной собственностью.

age в сообщении #313246 писал(а):

Но делаются-то они и интерпретируются для подтверждения и в соответствии с ОТО, не так ли? Т.е. захочу я доказать "Баллистическую гипотезу Ритца". И те же самые эксперименты приобретут совсем иные интерпретации в рамках БТР. Кстати, БТР до сих пор также не опровергнута, как и ОТО (разве что внезапной гибелью Ритца).

"Баллистическая гипотеза Ритца" отношения к ОТО (общая теория относительности) не имеет. Разве к СТО (специальной теории относительности). И давно отвергнута - де Ситер, кажется, еще в 1913 году проверял на двойных системах. Возьмите общий курс физики (Матвеева, Сивухина) - там это рассказывается.

[PapaKarlo]

age в сообщении #312856 писал(а):

PapaKarlo в сообщении #312801 писал(а):

Однако даже если задаться таким вопросом, массы покоя ведь все равно нет (Ваши слова).

Массы покоя нет в терминах "массы".

Я смутно догадываюсь, что эта фраза должна была бы обозначать, но опасаюсь опираться на подобные догадки. Разъясните, пожалуйста, что Вы имели в виду.

age в сообщении #312856 писал(а):

Но вы прекрасно знаете про $E=mc^2$. Но все же, практически все физики на больших скоростях единогласно меряют массу в терминах энергии или электрон-вольтах. Т.е. по сути грань между массой и энергией весьма сомнительна.

1. Я знаю про эту формулу, выражающую связь массы частицы и энергии этой частицы в системе её покоя в условиях отсутствия внешних полей (энергия покоя).

2. Физики измеряют энергию в электрон-вольтах. Соответственно, и энергию покоя частиц тоже измеряют в электрон-вольтах. С учетом вышеуказанной связи при выборе системы единиц так, что скорость света $c=1$ можно и массу мерять в электрон-вольтах. А можно просто для краткости говорить, например, что "масса электрона равна прибл. $0,511\,MeV/c^2$ (всегда!)", подразумевая при этом, что требуется указанный в единицах измерения пересчет (деление на константу). Такое выражение массы частицы удобно для оценки того, насколько частица "разогнана" - насколько ее полная энергия отличается от энергии покоя. Здесь все понятно.

3. Грань между массой и энергией несомненна. Например, количественная: можно придать частице скорость, при этом увеличится кинетическая и полная энергии этой частицы, а масса останется прежней. Или качественная: энергия является одной из компонент ТЭИ, а масса - его сверткой (так, кажется), зависящей от всех компонент тензора.

Эта часть Вашего объяснения воспринимается с трудом, т.к. Вы, оперируя известными выражениями и соотношениями, используете их явно не в соответствии с теорией, из которой они известны.

age в сообщении #312856 писал(а):

Я же утверждаю, что это не так. Масса - это масса. Энергия - это энергия.

Против этого никто не возражает. Но для разъяснения это утверждение ничего не привносит.

age в сообщении #312856 писал(а):

Пропорция установленная экспериментальным путем $E=mv^2$ действительно существует, но она не отражает сути самого процесса связи между массой и энергией. Именно, заблуждение в том, что в ней скорость $v$ - не отражает какого-либо физического смысла и служит лишь коэффициентом пропорциональности между массой и энергией. Довольно одномерный взгляд на скорость.
Если же взять, что $m=const$, то связи между массой и энергией не будет вообще, а энергия будет зависеть лишь от скорости.

1. Упомянутая пропорция обычно записывается так: $E_0=mc^2$. Ваша запись может внести неясность, т.к. буквой $E$ обозначают произвольную энергию, а не только энергию покоя, а буквой $v$ - произвольную скорость $v<c$. В этих обозначениях записанная Вами формула скорее всего ничего не означает и экспериментами не установлена. Т.е. в лучшем случае имеет место недоразумение, вызванное, как сказано, неудачными обозначениями.

2. Если же Вы имели в виду формулу, записываемую обычно как $E_0=mc^2$, то $c$ в ней действительно является коэффициентом пропорциональности. Но этот коэффициент не взят с потолка, а связан с вполне определенным физическим понятием - предельной скоростью передачи взаимодействий, которая по современным представлениям равна скорости распространения э/м колебаний в вакууме. Физический смысл вполне имеется.

3. Не понимаю, что Вы имели в виду под "одномерным взглядом", но Ваша фраза "энергия будет зависеть лишь от скорости" в контексте, в котором на самом деле скорость постоянна (предельная скорость передачи взаимодействий!), а энергия - не какая-нибудь, но именно энергия покоя, внушает серьёзные сомнения, что Вы правильно интерпретируете рассматриваемую формулу. Энергия не может зависеть от константы; т.е. формально функция $E=const$ - конечно, функция, зависимость, но вряд ли Вы имели в виду подобную зависимость.

4. Если $m=const$, то, как уже сказано, связь энергии покоя и массы имеется, а зависимость - постоянная функция. Это тривиальный факт, не понимаю, зачем на нем заострять внимание.

Так что и эта часть Вашего сообщения ничего в объснение не привносит.

age в сообщении #312856 писал(а):

Что гораздо более конкретно, т.к. что есть энергия? В чем ее смысл? В движении. А поэтому произведена она может быть не только массой, о чем и прекрасно говорит "отдельная формула" $E=h\nu$ Вот такой трюк в виде "индивидуальной формулы для фотона и света". Забавно! Не правда ли?
Значит, если исходить из энергии, то условно масса покоя фотона $m_0=\dfrac{h\nu}{c^2}$. Условно!

1. Энергия не обязательно характеризует движение. Например, энергия сжатой пружины характеризует нечто иное.

2. "Производство энергии массой" относится лишь к энергии покоя. Фотон, как уже было сказано, покоится не может. Поэтому естественно, что формула $E_0=mc^2$ к фотону отношения не имеет. Равно как и понятие "масса покоя".

3. По этой причине формула $m_0=\dfrac{h\nu}{c^2}$ даже условно ничего физически осмысленного не выражает. Если Вы сомневаетесь, выразите импульс фотона через эту величину и скорость фотона, не забыв при этом, что Вы назвали величину $m_0$ "массой покоя". А затем сравните полученное Вами выражение с формулой, выражающей импульс фотона с его частотой $\nu$.

age в сообщении #312856 писал(а):

Теперь давайте посмотрим в этой плоскости на вопрос о характере движения фотона: инерциальное оно или нет? Если фотон есть суть запущенный квант, то он движется по инерции. Но если он и есть квант движения, то он сам организует свое движение как источник движения, т.е. движется не по инерции.
Поэтому, как видите, можно свободно судить об инерции и без массы покоя.

1. Что такое "запущенный квант"? Какие бывают еще кванты - бывают ли "незапущенные" или "не запущенные"?

2. Что такое "квант движения"? Я впервые сталкиваюсь с подобным термином. Разъясните, пожалуйста.

3. Как можно судить об инерции без массы покоя, я приблизительно догадываюсь. Но из Ваших объяснений я этого не увидел.

Равно как не увидел, как можно сравнивать параметры - "инерционная масса" и "гравитационная масса" - фотона, если фотон массы не имеет.

[myhand]

PapaKarlo в сообщении #313288 писал(а):

3. Грань между массой и энергией несомненна. Например, количественная: можно придать частице скорость, при этом увеличится кинетическая и полная энергии этой частицы, а масса останется прежней. Или качественная: энергия является одной из компонент ТЭИ, а масса - его сверткой (так, кажется), зависящей от всех компонент тензора.

Маленькое замечание.

Поскольку речь идет о частицах - лучше говорить о энергии и векторе энергии-импульса. Временная компонента которого - энергия, а вот квадрат (составленный из всех компонент вектора энергии-импульса) - как раз равнен квадрату массы покоя.

Если говорить о тензоре энергии импульса (ТЭИ), то его свертка $T^i_{\;i}$ (кстати, не зависит от _всех_ компонент) - _пропорциональна_ массе покоя. Там для точечной частицы еще дельта-функция ;)

[PapaKarlo]

myhand в сообщении #313311 писал(а):

Маленькое замечание.

Спасибо, Вы, безусловно правы.

[age]

myhand

Цитата:

"Баллистическая гипотеза Ритца" отношения к ОТО (общая теория относительности) не имеет. Разве к СТО (специальной теории относительности). И давно отвергнута

Исключительно релятивистами. Не более того. И хотя я не сторонник и не последователь БТР, я поверю в "локальный принцип эквивалентности" исключительно после того, как предложенный мной эксперимент даст разницу скоростей в$\sqrt2$ раз.

Цитата:

Т.е. для электронов и протонов инертная масса почему-то существенна, а ежели слепить из этого шарик в 50 грамм - она исчезнет. Так?

Так.

PapaKarlo

Цитата:

Массы покоя нет в терминах "массы".

Эта фраза означает, что массы покоя у фотона нет в терминах "гравитационного взаимодействия". Он инвариантен. В терминах массы покоя как меры энергии, она есть, хотя бы по "бессмысленной формуле", предложенной мной выше.

Цитата:

1. Что такое "запущенный квант"? Какие бывают еще кванты - бывают ли "незапущенные" или "не запущенные"?

Это квант, которому придали первоначальный импульс и он дальше движется по инерции.

Цитата:

2. Что такое "квант движения"? Я впервые сталкиваюсь с подобным термином. Разъясните, пожалуйста.

Вообще как бы есть понятие "квант действия". Так вот пусть "квантом движения" будет минимальная порция энергии, как структурная единица кинетической энергии.

Цитата:

1. Энергия не обязательно характеризует движение. Например, энергия сжатой пружины характеризует нечто иное.

Это интересный вопрос для меня. Но здесь по-моему, дело опять в интерпретации. Что есть энергия сжатой пружины? Это локализованная в определенном объеме внешними средствами (обкладками пружины) - та же самая кинетическая энергия. Т.е. внутри пружины нет никакой статики, энергия также кинематична.