Hat eine Welle ein Gewicht?

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5 Antworten

Wellen haben immer so etwas wie Masse, denn sie haben Energie. Das ist natürlich im Allgemeinen irrsinnig wenig und, wenn es sich um Schallwellen oder ähnliche Wellen in Materie handelt, ist das schlicht die zusätzliche Impulsmasse (γ–1)m_i der Teilchen der Massen m_i, aus denen die in Schwingung geratene Materie besteht.

Was die Teilchen selbst betrifft, so haben auch diese einen Wellencharakter, aber definitiv auch eine Masse, und zwar eine Masse im Sinne einer Lorentz-invarianten Eigenmasse.

Inwiefern das Teilchen selbst eine Welle ist, darüber werden sich die Leute nicht einig werden. Ich als »Quantenrealist« glaube, dass es die Wellenfunktion mehr ist als ein mathematisches Hilfsmittel und dass sogar eher der »Teilchencharakter« eines Quants Illusion ist. Ein Quant ist kein Ding, sondern eine Struktur. Daher bin ich auch nicht einverstanden mit der Formulierung

Das Betragsquadrat davon ebenfalls - es beschreibt die Aufenthaltswahrscheinlichkeit eines Teilchens.

da das m.E. Überinterpretation ist. Das Betragsquadrat ist erstens eine Wahrscheinlichkeitsdichte und damit im Übrigen überhaupt nicht dimensionslos, sondern in 1/m³ angegeben, und zweitens ist es die Wahrscheinlichkeitsdichte dafür, das »Teilchen« an einer bestimmten Stelle anzutreffen, und es ist irreführend, zu behaupten, es sei dann dort schon gewesen.

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Als Erstes fällt mir ein: Da eine Welle Energie hat, hat sie auch Masse (Ergebnis der speziellen Relativitätstheorie).

Und Masse hat Gewicht.

Aber auch deine Betrachtung ist richtig: Eine Welle hat genau so viel Gewicht, wie ihre "Feldquanten".

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Die "Welle" ist keine materielle Welle, sondern ein mathematisches Objekt namens Wellenfunktion, die grob gesagt die Wahrscheinlichkeitsverteilung für den Aufenthaltsort des Teilchens angibt (genauer gesagt tut es das Betragsquadrat der Ortswellenfunktion). Diesem mathematischen Objekt kann man keine Masse zuordnen, obwohl das Teilchen, das von ihm beschrieben wird, natürlich eine Masse hat.

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Die quantenmechanische Wellenfunktion, mit der ein Teilchen beschrieben wird, ist dimensionslos. Das Betragsquadrat davon ebenfalls - es beschreibt die Aufenthaltswahrscheinlichkeit eines Teilchens. Das Teilchen selbst aber kann eine Masse haben.

Anschaulich würde ich es mit einem Wasserball vergleichen, der auf einer Welle schwimmt: Er hat eine Masse und die Welle bringt ihn an einen anderen Ort. Die Wellenmasse ist dabei unerheblich, wichtig ist, dass die Welle für einen Massentransport sorgt.

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Bin jetzt nicht so bewandert in der Quantenphysik, aber müsste eine Welle nicht die Summe der Gewichte seiner Teilchen schwer sein?

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