Licht ist masselos?
Es wurde mir immer gesagt, dass Wellen keine Masse besitzen. Aber da Wellen aus Quanten also Energie bestehen muss doch eine Masse vorhanden sein, oder ? Denn E=mc2 besagt doch, dass Energie gleich Masse bedeutet. Außerdem werden Lichtstrahlen durch extrem starke Gravitationsfelder abgelenkt. Also zwei bespiele für vorhandene Masse, weswegen kommt es zu dass aber von Masselosigkeit gesprochen wird?
4 Antworten
Zu Beantwortung muss zunächst der Unterschied zwischen Masse und Gewicht erklärt werden: Wenn ich hier auf der Erde auf eine Waage steige, dann wird mein Gewicht gemessen, also mit welcher Kraft die Erde mich anzieht. Die Waage zeigt aber meine Masse (in kg) an. Der Unterschied ist leicht zu erklären: Wenn ich auf dem Mond stehe, fühle ich mich erheblich leichter als auf der Erde, aber meine Masse ist trotzdem dieselbe geblieben, da ich ja nicht abgenommen habe.
Eindeutiger ist daher die Frage: "Welche Masse hat das Licht?" Darauf gibt es mehrere Antworten. Die erste Antwort lautet: Gar keine! Zumindest hat Licht keine Ruhemasse. Das ist die Masse eines unbewegten Objektes. Und Photonen, also "Lichtteilchen", gibt es auch gar nicht in Ruhe. Sie bewegen sich immer, und zwar mit Lichtgeschwindigkeit. Daher ist es auch ganz gut, dass Photonen keine Masse haben, denn Einstein lehrte uns mit der Relativitätstheorie, dass keine Objekt mit endlicher Ruhemasse auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigt werden kann. Das liegt daran, dass es neben der Ruhemasse in der Relativitätstheorie auch noch die bewegte Masse gibt, die sogar zunimmt, je schneller etwas unterwegs ist, also je mehr Bewegungsenergie etwas hat.
Im Grunde genommen ist damit die bewegte Masse nur eine andere Maßeinheit für Energie. Die zweite Antwort lautet also: da Photonen ja mit Lichtgeschwindigkeit extrem schnell sind, haben sie also doch etwas bewegte Masse, die allerdings sehr klein ist: Etwa 300 Millionen Photonen (je nach Farbe des Lichts) haben zusammen gerade mal die gleiche Masse wie ein einziges Proton oder Neutron, den elementaren Bestandteilen der Atomkerne. Die Gesamtmasse des Lichts, das pro Tag die Erde erreicht ist damit aber immerhin 168 Tonnen. Die Masse des Lichts sorgt übrigens auch dafür, dass Photonen von der Schwerkraft beeinflusst werden.
Der Gravitation ist es nämlich egal, ob sie Masse oder Energie vor sich hat. Lichtstrahlen können daher von der Schwerkraft "gebogen" werden: Wenn man bei einer Sonnenfinsternis einen Stern beobachtet, der gerade ganz dicht neben der nun dunklen Sonne zu sehen ist, sieht man ihn an einer leicht anderen Position als normalerweise. Damit ist die Frage beantwortet: Licht hat keine Ruhemasse, aber dafür bewegte Masse und damit wirkt auf der Erde eine entsprechende Schwerkraft auf Licht.
Eigentlich nicht, und die Gravitation wirkt insbesondere nicht auf die "Masse des Photons". Nein, so funktioniert das nicht. Richtig ist, Photonen besitzen einen gewissen Impuls, aber eben keine Masse. E=mc^2 gilt nun außerdem insbesondere nicht für bewegte Massen. Und die Gravitationseffekte, die du oben beschreibst werden durch die Allgemeine Relativitätstheorie beschrieben und sind gänzlich auf die Krümmung der Raumzeit zurückzuführen.
ich habe eine Formel für die Berechnung von bewegter Masse gefunden, jedoch ist es doch wenn der Zähler null ist das Ergebnis auch null und somit hat Licht weder ruhe noch bewegte Masse, oder verstehe ich da was falsch ?
mit bewegter masse ist gemeint m=E/c².
aber wie dumpfnase schon gechrieben hat, hat das ohnehin nichts mit der gravitationswirkung zu tun.
Hohnerkamp (em. Professor für Physik) erklärt es ganz besonders gut: Lies http://greiterweb.de/zfo/Erkenntnisse.htm#msgnr0-179
Licht ist eindeutig elektromagnetische Strahlung, die natürlich von einer Masse herstammt, aber weit davon entfernt immer noch ein masseloses Kraft-/Energiefeld (Kraftraum) besitzt! Das 2. existierende (masselose) Energie-/Kraftfeld ist das Gravitations-/Schwerefeld einer großen Masse. Diese beiden Felder bewirken alle Naturkräfte, die aus Schwerkraft und elektromagnetischer Kraft entstehen. Die angebliche "schwache und starke nukleare Wechselwirkung" ordne ich entsprechend der dualen Naturlogik diesen beiden Feldern zu!
Woher stammt dieser Kraftraum, den das licht besitzt ? Bzw. Was ist das genau und wie entsteht er?
Genau wie von einer Sendeantenne elektromagnetische Strahlung (Rundfunk-/Fernsehwellen) abgestrahlt wird, wird durch Kernvorgänge in der Sonne diese Lichtstrahlung (3,5 - 7,5 * 10^14 Hz) abgegeben und pflanzt sich im Weltraum fort.
Wieso ordnest du die Schwache Kernkraft und die Starke Kernkraft diesen Kräften zu ? Das ist unmöglich.
ich glaub aber nicht, dass der fragesteller nach deiner kleinen privattheroie gefragt hat...
Das ist do ein Streit unter Physiker Licht verhällt sich so als wenn es eine Masse hätte, daher spricht man von der Photonenmasse Aber was man definitiv sagen kann ist, dass Licht keine Ruhemasse hat
meine antwort auf die selbe frage: http://www.gutefrage.net/frage/hat-licht-eine-masse-und-wenn-ja-welche#answer115373620
die kurze antwort: photonen haben keine masse (so wie der begriff der masse eines teilchens seit bald hundert jahren in der physik verwendet wird, auch wenn die meisten physiklehrer das noch nicht mitbekommen haben). in der physik definieren wir masse als m=Wurzel[E²-(pc)²]/c², und diese größe ist für photonen eben exakt 0.
Also ist die bewegte Masse erklärbar durch E=mc2?