Elementare Ursache von Kräften auf Objekte

In den angesprochenen Überlegungen werden sicherlich nicht die Wirkungen von Magnetfeldern widerlegt. Aber dabei geht es um statische oder sogenannte geführte Magnetfelder und nicht um elektromagnetische Wellen.

Nun beim Magnetron geht es erstmal auch um das statische Magnetfeld, das die zwischen Kathode und Anode beschleunigten Elektronen mit der Lorentzkraft ablenkt. 
Zur Existenz von Magnetfeldern hat Rainer Raisch folgendes geschrieben:
 

Als Ersatzkonzept wird dann eine relativistische Kontraktion von sich bewegenden Ladungswolken verwendet. Aber wegen der Äquivalenz von Beobachter Bewegung und Objektbewegung geht das Ersatzkonzept nicht auf.  Weil es kein Magnetfeld gibt. Dieses dient nur dazu, relativistische Effekte klassisch zu erklären.

Habe ich da etwas falsch verstanden?

Als Ersatzkonzept wird dann eine relativistische Kontraktion von sich bewegenden Ladungswolken verwendet. Aber wegen der Äquivalenz von Beobachter Bewegung und Objektbewegung geht das Ersatzkonzept nicht auf. 

Das ist  die relativistische Erklärung für den speziellen Fall, daß die beiden Ladungen gegeneinander ruhen, es also keine Relativbewegung der Ladungen oder Ströme gibt. Schon im Falle einer Spule bewegt sich aber der Strom kreisförmig oder spiralförmig. Und da trifft dieses Modell der gegeneinander ruhenden Ladungen nicht mehr zu.

Gruß
Rudi Knoth

Rainer Raisch schrieb:

Wolfgang24-1 schrieb:

Rainer Raisch schrieb:

Bei parallelen Strömen ist die Relativgeschwindigkeit der Elektronen in den beiden Leitern Δ.vs ≈ 0
Bei anitparallelen Strömen ist die Relativgeschwindigkeit hingegen Σ.vs ≈ 2·vs

Wir betrachten Anziehung und Abstoßung von Leitern im Ruhesystem der Leiter. Dort bewegen sich die Ladungsträger in beiden Richtungen gleich schnell.

Im Laborsystem sind beide Ladungskollektive gleich dicht. Aus Sicht der Elektronen sind aber jweils die gegenläufigen Elektronen dichter. Daher überwiegt hier die negative Ladungsdichte und die beiden Leiter stoßen sich ab. Was ist dabei Dein Problem?

Du scheinst ja kein Problem damit zu haben, dass von unterschiedlichen Referenzsystemen aus betrachtet ein unterschiedlicher Sachverhalt herauskommt. Meinst du wirklich dass es Sinn macht ein geeignetes Referenzsystem zu finden in dem dann eine Hypothese zutrifft? Das ist wie solange den Arzt zu wechseln, bis man die gewünschte Diagnose erhält.
Aber in der Relativitätstheorie ist der Wechsel von Referenzsystemen durch die Lorentz-Transformation formalisiert. Das sorgt dafür dass Sachverhalte in allen Referenzsystemen gleich sind. Wenn Sachverhalte in unterschiedlichen Referenzsystemen unterschiedlich erscheinen, dann zeigt das nur, dass der angebliche Sachverhalt nicht Lorentz-invariant ist und deshalb so nicht real sein kann.

Rudi Knoth schrieb:

In den angesprochenen Überlegungen werden sicherlich nicht die Wirkungen von Magnetfeldern widerlegt. Aber dabei geht es um statische oder sogenannte geführte Magnetfelder und nicht um elektromagnetische Wellen.

Nun beim Magnetron geht es erstmal auch um das statische Magnetfeld, das die zwischen Kathode und Anode beschleunigten Elektronen mit der Lorentzkraft ablenkt. 
Zur Existenz von Magnetfeldern hat Rainer Raisch folgendes geschrieben:

Als Ersatzkonzept wird dann eine relativistische Kontraktion von sich bewegenden Ladungswolken verwendet. Aber wegen der Äquivalenz von Beobachter Bewegung und Objektbewegung geht das Ersatzkonzept nicht auf.  Weil es kein Magnetfeld gibt. Dieses dient nur dazu, relativistische Effekte klassisch zu erklären.

Habe ich da etwas falsch verstanden?

Als Ersatzkonzept wird dann eine relativistische Kontraktion von sich bewegenden Ladungswolken verwendet. Aber wegen der Äquivalenz von Beobachter Bewegung und Objektbewegung geht das Ersatzkonzept nicht auf. 

Das ist  die relativistische Erklärung für den speziellen Fall, daß die beiden Ladungen gegeneinander ruhen, es also keine Relativbewegung der Ladungen oder Ströme gibt. Schon im Falle einer Spule bewegt sich aber der Strom kreisförmig oder spiralförmig. Und da trifft dieses Modell der gegeneinander ruhenden Ladungen nicht mehr zu.
 

Das mit dem Ersatzkonzept habe ich geschrieben und nicht Rainer Raisch. Dabei geht es jedoch um Ladungen, die sich mit der Geschwindigkeit v bewegen und ihr E-Feld mit bewegen. Dabei entsteht das Magnetfeld B=vxE/c².

Wolfgang24-1 schrieb:

Rainer Raisch schrieb:

Wolfgang24-1 schrieb:

Rainer Raisch schrieb:

Bei parallelen Strömen ist die Relativgeschwindigkeit der Elektronen in den beiden Leitern Δ.vs ≈ 0
Bei anitparallelen Strömen ist die Relativgeschwindigkeit hingegen Σ.vs ≈ 2·vs
 

Wir betrachten Anziehung und Abstoßung von Leitern im Ruhesystem der Leiter. Dort bewegen sich die Ladungsträger in beiden Richtungen gleich schnell.
 

Im Laborsystem sind beide Ladungskollektive gleich dicht. Aus Sicht der Elektronen sind aber jweils die gegenläufigen Elektronen dichter. Daher überwiegt hier die negative Ladungsdichte und die beiden Leiter stoßen sich ab. Was ist dabei Dein Problem?
 

Du scheinst ja kein Problem damit zu haben, dass von unterschiedlichen Referenzsystemen aus betrachtet ein unterschiedlicher Sachverhalt herauskommt. Meinst du wirklich dass es Sinn macht ein geeignetes Referenzsystem zu finden in dem dann eine Hypothese zutrifft? Das ist wie solange den Arzt zu wechseln, bis man die gewünschte Diagnose erhält.
Aber in der Relativitätstheorie ist der Wechsel von Referenzsystemen durch die Lorentz-Transformation formalisiert. Das sorgt dafür dass Sachverhalte in allen Referenzsystemen gleich sind. Wenn Sachverhalte in unterschiedlichen Referenzsystemen unterschiedlich erscheinen, dann zeigt das nur, dass der angebliche Sachverhalt nicht Lorentz-invariant ist und deshalb so nicht real sein kann.

 

Nun dies, was Rainer beschreibt, betrachtet diese Situation der parallelen Ströme aus zwei Bezugssystemen, die dann unterschiedliche Mechanismen für dasselbe Ergebnis beschreiben.

1. Laborsystem, in dem die Leiter ruhen und die Elektronen sich bewegen. In diesem System erzeugen die bewegten Elektronen als Strom ein Magnetfeld, das senkrecht zu Bewegungsrichtung der Elektronen und dem Abstandsvektor zwischen den Leitern ist. Die Elektronen in jedem Leiter erhalten durch das Magnetfeld des anderen Leiter eine Lorentzkraft, die die Leiter zueinander anziehen.

2. Ruhesystem der Elektronen. In diesem Gibt es kein Magnetfeld. Denn die Elektronen bewegen sich nicht. Aber die Leiter sind (trotz der geringen Geschwindigkeit) längenkontrahiert, was die Dichte der Atomrümpfe erhöht. Daher erfahren die Elektronen jeweils eine anziehende Kraft.

So die Erklärung von Rainer, die mir irgendwie bekannt vorkommt. 

Gruß
Rudi Knoth

Rudi Knoth: 2. Ruhesystem der Elektronen. In diesem Gibt es kein Magnetfeld. Denn die Elektronen bewegen sich nicht. Aber die Leiter sind (trotz der geringen Geschwindigkeit) längenkontrahiert, was die Dichte der Atomrümpfe erhöht. Daher erfahren die Elektronen jeweils eine anziehende Kraft.

Im Ruhesystem der Strom-Elektronen bewegen sich die ruhenden Elektronen und alle Atomrümpfe. Das führt zu exakt dem selben Magnetfeldbetrag und zur gleichen Kraft zwischen den Leitern. Wenn man es richtig macht, dann findet man exakt den selben Sachverhalt bei Betrachtung von allen Referenzsystemen aus. Nur solche Sachverhalte sind gültig, die von allen Referenzsystemen aus betrachtet, gleich erscheinen. Beim Sachverhalt geht es nur um die physikalischen Wirkungen. Elektrische und magnetische Felder erscheinen dabei nicht gleich. Aber ihre Wirkung auf geladene Objekte muss stets die selbe sein.

Wolfgang24-1 schrieb:

Rudi Knoth: 2. Ruhesystem der Elektronen. In diesem Gibt es kein Magnetfeld. Denn die Elektronen bewegen sich nicht. Aber die Leiter sind (trotz der geringen Geschwindigkeit) längenkontrahiert, was die Dichte der Atomrümpfe erhöht. Daher erfahren die Elektronen jeweils eine anziehende Kraft.

Im Ruhesystem der Strom-Elektronen bewegen sich die ruhenden Elektronen und alle Atomrümpfe. Das führt zu exakt dem selben Magnetfeldbetrag und zur gleichen Kraft zwischen den Leitern. Wenn man es richtig macht, dann findet man exakt den selben Sachverhalt bei Betrachtung von allen Referenzsystemen aus. Nur solche Sachverhalte sind gültig, die von allen Referenzsystemen aus betrachtet, gleich erscheinen. Beim Sachverhalt geht es nur um die physikalischen Wirkungen. Elektrische und magnetische Felder erscheinen dabei nicht gleich. Aber ihre Wirkung auf geladene Objekte muss stets die selbe sein.
 

So ist das nicht. Wenn in beiden Leitern der gleiche Strom parallel fließt, dann sind im Ruhesystem der einen bewegten Elektronen die Elektronen im anderen Leiter ruhend und die Atomrümpfe beider Leiter bewegt. Also der andere Leiter wird dann als positiv geladen als anziehend.

Gruß
Rudi Knoth 

Wolfgang24-1 schrieb:

Rudi Knoth: 2. Ruhesystem der Elektronen. In diesem Gibt es kein Magnetfeld. Denn die Elektronen bewegen sich nicht. Aber die Leiter sind (trotz der geringen Geschwindigkeit) längenkontrahiert, was die Dichte der Atomrümpfe erhöht. Daher erfahren die Elektronen jeweils eine anziehende Kraft.

Im Ruhesystem der Strom-Elektronen bewegen sich die ruhenden Elektronen und alle Atomrümpfe. Das führt zu exakt dem selben Magnetfeldbetrag und zur gleichen Kraft zwischen den Leitern.

Verstehe: Klassisch gesehen gibt es auch ein Magnetfeld im Ruhesystem der negativen Ladungen, wegen der hier bewegten, positiv geladenen Atomrümpfe. Sie wirken positiv geladen, weil ihnen die freien Strom-Elektronen fehlen. Das leuchtet mir soweit ein.

Hier greift also wieder die klassische Erklärung:

• Es ergibt sich netto eine Anziehung durch die Lorentzkraft, denn:
• Es gibt keine dominante Coulomb-Abstoßung der Elektronen, weil die positiven Gitterionen diese elektrische Wirkung fast exakt kompensieren.
• Die Magnetkraft wirkt also nicht gegen eine große elektrische Abstoßung, sondern praktisch alleine.

Oben hattest du das Magnetfeld und die Lorentzkraft im Ruhesystem der Strom-Elektronen noch abgelehnt. Durch die entgegen gesetzt bewegten Gitterionen ergibt sich dort aber dasselbe Magnetfeld wie durch die bewegten Strom-Elektronen im Ruhesystem der Leiter, und damit auch dieselbe Lorentzkraft, passt soweit.

Nur braucht man dafür noch keine Lorentz-Transformation. In der relativistischen Interpretation des Magnetismus aber schon.

Wolfgang24-1 schrieb:

Um ausgehend vom Ruhesystem irgend ein Naturgesetz in einem bewegten System zu betrachten, musst du alle im Naturgesetz vorkommenden Größen in das bewegte System transformieren. Das geschieht mit der Lorentz-Transformation.

Eclipse 4: Oben hattest du das Magnetfeld und die Lorentzkraft im Ruhesystem der Strom-Elektronen noch abgelehnt. Durch die entgegen gesetzt bewegten Gitterionen ergibt sich dort aber dasselbe Magnetfeld wie durch die bewegten Strom-Elektronen im Ruhesystem der Leiter, und damit auch dieselbe Loretzkraft.

Nein, ich hatte es nur in dem Fall abgelehnt in dem die Elektronen allein im Vakuum unterwegs sind.

Wolfgang24-1 schrieb:

Eclipse 4: Oben hattest du das Magnetfeld und die Lorentzkraft im Ruhesystem der Strom-Elektronen noch abgelehnt. Durch die entgegen gesetzt bewegten Gitterionen ergibt sich dort aber dasselbe Magnetfeld wie durch die bewegten Strom-Elektronen im Ruhesystem der Leiter, und damit auch dieselbe Loretzkraft.

Nein, ich hatte es nur in dem Fall abgelehnt in dem die Elektronen allein im Vakuum unterwegs sind.

Das stimmt nicht. Lies nochmal nach: Du hast dich dabei explizit auf Fall (2) bezogen, wo es um parallele Ströme in Leitern geht, Zitat "(2) Nach der Argumentation gibt es doch gar keine Magnetkraft."

Wer lesen kann ist klar im Vorteil  .

Eclipse4 schrieb:

Wolfgang24-1 schrieb:

Im Ruhesystem der Strom-Elektronen bewegen sich die ruhenden Elektronen und alle Atomrümpfe. Das führt zu exakt dem selben Magnetfeldbetrag und zur gleichen Kraft zwischen den Leitern.

[...] Durch die entgegen gesetzt bewegten Gitterionen ergibt sich dort [...] dasselbe Magnetfeld wie durch die bewegten Strom-Elektronen im Ruhesystem der Leiter, und damit auch dieselbe Lorentzkraft, passt soweit.

Argggh.. da bin ich dir auf den Leim gegangen. Das rot markierte ist falsch! *kopfpatsch*

Richtig ist: Im Ruhesystem der Strom-Elektronen sehen diese zwar dasselbe Magnetfeld, aber sie bewegen sich nicht durch das Feld. Sie ruhen ja. Deshalb erfahren sie auch keine Lorentzkraft!

Diese klassische Erklärung kann also nicht stimmen. Es darf nicht sein, dass man unterschiedliche Ergebnisse bekommt, nur weil man die Sache aus einem anderen Ruhesystem heraus betrachtet. Das wäre eben ein Widerspruch zum Relativitätsprinzip.

Wolfgang24-1 schrieb:

Wenn man es richtig macht, dann findet man exakt den selben Sachverhalt bei Betrachtung von allen Referenzsystemen aus. Nur solche Sachverhalte sind gültig, die von allen Referenzsystemen aus betrachtet, gleich erscheinen.

Ja, dafür gibt es eine elegante Lösung: Die relativistische Interpretation des Magnetismus, wo alles mit der Coulombkraft erklärbar ist, die sich durch Unterschiede in Strom- und Ladungsdichte ergibt. 

Rudi Knoth: "So ist das nicht. Wenn in beiden Leitern der gleiche Strom parallel fließt, dann sind im Ruhesystem der einen bewegten Elektronen die Elektronen im anderen Leiter ruhend und die Atomrümpfe beider Leiter bewegt. Also der andere Leiter wird dann als positiv geladen als anziehend."

Weshalb sind dann nicht alle beiden Leiter gleich geladen, also abstoßend?

Eclipse4 schrieb:

Wolfgang24-1 schrieb:

Eclipse 4: Oben hattest du das Magnetfeld und die Lorentzkraft im Ruhesystem der Strom-Elektronen noch abgelehnt. Durch die entgegen gesetzt bewegten Gitterionen ergibt sich dort aber dasselbe Magnetfeld wie durch die bewegten Strom-Elektronen im Ruhesystem der Leiter, und damit auch dieselbe Loretzkraft.

Nein, ich hatte es nur in dem Fall abgelehnt in dem die Elektronen allein im Vakuum unterwegs sind.

Das stimmt nicht. Lies nochmal nach: Du hast dich dabei explizit auf Fall (2) bezogen, wo es um parallele Ströme in Leitern geht, Zitat "(2) Nach der Argumentation gibt es doch gar keine Magnetkraft."

Wer lesen kann ist klar im Vorteil 

.

Nein, ich hatte beide Fälle angesprochen:
(1) Es entsteht kein Magnetfeld durch Ladungen, die sich relativ zueinander nicht bewegen. (2) Nach der Argumentation gibt es doch gar keine Magnetkraft.