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Woher "weiß" Licht was Stillstand ist?

Hallo
Ich zerbreche mir gerade mit 39 Jahren und Restwissen aus der Physik bis Klasse 13 den Kopf über folgenden Frage:
Die Lichtgeschwindigkeit ist immer konstant und Licht darf nicht schneller als ca. 1 Milliarde km/h werden. Und Objekte schon gar nicht, da sonst die Masse unendlich würde.
Hat nun aber leerer Raum im All eine Art Koordinationsystem? Also "eingebauten Stillstand"? Um dies zu erklären:
Man angenommen ich beschleunige eine Taschenlampe in Relation zu unserer Sonne auf 1/2 Lichtgeschwindigkeit (was natürlich Stand heute praktisch unmöglich ist) woher "wissen" nun die Lichtstrahlen im leeren Raum, dass sie "nur" mit zusätzlich 1/2 Lichtgeschwindigkeit die Taschenlampe verlassen dürfen?
Sonst würde sich ja Taschenlampengeschwindigkeit und Lichtgeschwindigkeit aufaddieren und man käme auf 1 1/2fache Lichtgeschwindigkeit.
Würden sich etwa alle Körper im All in die gleiche Richtung bewegen (vgl. sind im "Zug"), bekämen wir davon ja an sich nichts mit. Selbst die Sonne steht ja nicht still, sondern bewegt sich auch wieder um etwas herum denke ich, bzw. dreht sich mit der Milchstraße mit etc.
Mein Gedanke wäre jetzt: Rechne ich von der "Lichtspitze" mit Lichtgeschwindigkeit in die Gegenrichtung zurück, könnte ich auch im absolut luftleeren Raum ohne jedes Objekt (also mal angenommen das All wäre leer) quasi "Stillstand" bestimmen. Somit müsste ja leerer Raum über eine Art "Geschwindigkeitskontrolle" bzw. "Grundkoordinationsystem" verfügen.
Also vielleicht ähnlich wie bei einem Computerspiel, wo es eine hintergründige Berechnung, also Gameengine von allem gibt. So eine Gameengine käme natürlich in die Richtung des Konzepts von Brahman aus dem Veden z.B., wie etwa im Hinduismus, wo man die Welt als Simulation/Maya/Traum sieht.
Wie wird also heutzutage "Stillstand" im luftleeren All bestimmt? Woher "weiß" das Licht im luftleeren Raum wie schnell es zu sein hat? Bzw. was bewirkt dies? Natürlich mache ich hier den Denkfehler Licht als bewusst zu beschreiben. Es denkt ja nicht, es ist ja einfach. Was führt also dazu, dass das Naturgesetz, dass nichts schneller als Licht sein kann, wirkt? Da man ja im leeren Raum gar nicht sagen kann, ob sich was bewegt oder nicht, ohne Bezugpunkt...
Oder ist immer irgendeine Gravitationsquelle (Planet etc.) so nahe am Licht, dass dies irgendwie als Bezugspunkt aufs Licht einwirkt?
Es gibt ja aber bestimmt Regionen im All die unglaublich leer sind.

Geschwindigkeit, Licht, Astronomie, Relativitätstheorie

Hilfe bei Physikaufgaben zur Energie?

Hallo, könnte mir jemand folgende Fragen beantworten?

1) Welche Aussage läßt sich über die Energie eines Koffers machen, der waagerecht getragen wird? Welcher Zusammenhang besteht zur beim Tragen verrichteten Arbeit?

2) hebt ein 10 kg-Gewicht einen Meter über den Boden und hält es so 2 Minuten lang. Mache eine Aussage über die Energieänderung des Steins beim Hochheben und beim Halten.

3) Erna läßt einen Blumentopf aus dem obersten Stockwerk eines Hochhauses fallen.

(a) Welche Art von Energie besitzt der Blumentopf im obersten Stockwerk?

(b)In welchen Formen liegt die Energie des Blumentopfs in der Mitte des Fallwegs vor?

(c)Wie kommt die große Geschwindigkeit des Topfes unmittelbar vor dem Aufprall auf dem Boden zustande?

(d)Was passiert mit der Energie nach dem Aufprall des Topfes auf den Boden?

4)Eine Kugel wird mit Hilfe einer Federpistole senkrecht nach oben abgeschossen. Nenne die Energieumwandlungen, die stattfinden, bis die Kugel auf die Erdoberfläche aufgetroffen ist.

5)Ein Turner springt von einem Podest auf ein Trampolin.

(a) Nenne in der Reihenfolge ihres Auftretens die Energieumwandlungen, die bis zu dem Moment stattfinden, in dem der Artist erstmals wieder die maximale Höhe über der Erdoberfläche erreicht.

(b)Aus welchem Grund stimmt diese maximale Höhe nicht mit der Aus-gangshöhe überein?

6) Erläutere folgende Aussage an einem selbstgewählten Beispiel: »Energie ist die Fähigkeit, Arbeit zu verrichten.«

Bewegung, Geschwindigkeit, Energie, Kraft, Formel, kinetische Energie, Mechanik, Physiker, Energieerhaltung

[Physik] Elektronenmasse mit dem Fadenstrahlrohr bestimmen?

Einen wunderschönen guten Abend,

vorab: Ich habe nur eine ganz kleine Frage und erkläre vorab, was ich bereits alles verstanden habe.

Ich habe noch ein kleines Verständnisproblem bei der Bestimmung der Elektronenmasse (me) mit dem Fadenstrahlrohr. Hierfür befinden sich im Anhang die Bilder meines Aufschriebs. Vorab befindet sich hier im Folgenden, was ich bereits verstehe, sowie mein kleines Verständnisproblem (fett gedruckt), zu dem ich Hilfe benötige.

  1. Gegeben sind ja folgende Werte: Ub (Beschleunigungsspannung), Is (Spulenstrom) und r (Radius der Kreisbahn).
  2. Gesucht ist die Masse eines Elektrons (me)
  3. Im Fadenstrahlrohr, gilt ja, dass die Fl (Lorentzkraft) gleich die Fzp (Zentripetalkraft) ist.
  4. Also setzen wir Fl (Lorentzkraft) mit der Fzp (Zentripetalkraft) gleich und lösen nach me (Elektronenmasse) auf.
  5. Wir haben nun aber nicht „B“ und „v“ („Problem: B und v können wir nicht direkt ablesen“)
  6. Wir setzen Epot (potentielle Energie) gleich mit Ekin (kinetische Energie) und lösen nach v auf und kommen auf die Formel, welche sich ganz oben im 2. Bild (doppelt unterstrichen) befindet.
  7. Diese Formel für v = … setzen wir nun in die zuvor hergeleitete Formel me = … ein.
  8. Nun fehlt und noch B = …
  9. Woher weiß ich nun, dass B = Is * 7,21 * 10^(-4) T/A ist? Ich wundere mich nur, da dieser Aufschrieb aus dem Unterricht ist und ich nicht weiß, ob nun der Wert für „B“ hier gegeben ist oder ob man den auswendig wissen muss / berechnen muss,…? Denn hierfür habe ich keine ausgedruckte Aufgabenstellung sondern nur diesen Mitschrieb.
  10. Was sagt ihr, muss hier das B in einer möglichen Aufgabe gegeben sein oder muss man selbst auf den Wert für B kommen?
  11. Denn bei meinem 5. Punkt hier habe ich als Zitat ja genannt: „Problem: B und v können wir nicht direkt ablesen“. Das hat mein Lehrer so genau hingeschrieben. Und wenn man „B“ nicht direkt ablesen kann, woher hat mein Lehrer dann den Wert für „B“: B = Is * 7,21 * 10^(-4) T/A ? Das ergibt für mich überhaupt keinen Sinn.

Bis auf dieses kleine Verständnisproblem verstehe ich diese Aufgabe.

Ich freue mich sehr auf eure hilfreichen Antworten.

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Geschwindigkeit, Beschleunigung, Formel, Mechanik, Physiker, Lorentzkraft, radius, Zentripetalkraft

[Physik] Geschwindigkeitsfilter bei Ionenstrahlen?

Guten Tag,

ich benötige bei der Aufgabe noch etwas Hilfe, um sie verstehen zu können. Ich freue mich sehr auf eure hilfreichen Antworten.

[Hinweis des Lehrers zur Aufgabe:]

Ar^(+) Ionen haben die Ladung 2, Ar^(2+) Ionen die Ladung 2e. Verwenden Sie für die Masse der Argon-Ionen den Wert 39,948 * 10^(-27) kg.
  • Was sind überhaupt Argon Ionen?
  • Wieso ist die Ladung von Ar^(+) Ionen = 2 und nicht e, denn die Ladung von Ar^(2+) Ionen ist ja 2e.

[Hier meine bereits bestehenden Fragen:]

  1. Wie genau würdet ihr eine mögliche Antwort auf die Aufgabe 2.1 „Erklären Sie die Funktionsweise des Geschwindigkeitsfilters.“ formulieren? Mein Vorschlag: In einem Geschwindigkeitsfilter können mithilfe eines elektrischen und eines magnetischen Feldes Elektronen einer bestimmten Geschwindigkeit aus einem Strom von geladenen Teilchen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten gewonnen werden.
  2. Aber woran erkenne ich überhaupt, dass es sich hier um Elektronen handelt? Es handelt sich ja um Argon Ionen und das verwirrt mich.
  3. Ich benötige noch viel Hilfe bei dieser ganzen Aufgabe 2 (2.1 und 2.2) 🤯

[Damit ihr mir leichter bei der Aufgabe helfen könnt, schreibe ich euch hier die Aufgaben 2.1 und 2.2 als Text hin, damit ihr den Text als Zitat in eurer Antwort verwenden könnt.]

2.1

Erklären Sie die Funktionsweise des Geschwindigkeitsfilters.

Weisen Sie nach, dass die Ladung und die Masse der Ionen keinen Einfluss auf die Geschwindigkeit der gefilterten Ionen des Strahls haben.

2.2

Nach Verlassen des Filters bewegt sich der Strahl aus Ar^(+) -Ionen und Ar^(2+) -Ionen durch eine Blende in einem Magnetfeld B2 mit der gleichen Flussdichte B2 = B1 weiter und wird auf einen Detektor abgelenkt, der die Strahlen an zwei Stellen P1 und P2 registriert.

Geben Sie an, welche der Argon-Ionen im Punkt P1 bzw. im Punkt P2 auftreffen.

Begründen Sie Ihre Antwort.

Berechnen Sie die erforderliche Spannung am Kondensator des Geschwindigkeitsfilters, wenn der Auftreffort der Ar^(+) -Ionen von der Blende den Abstand a = 20 mm haben soll.

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Geschwindigkeit, Elektrodynamik, Ionen, Kondensator, Argon, elektrisches Feld, Flussdichte, Magnetfeld, Plattenkondensator

[Physik] Richtung des elektrischen Feldes im Kondensator?

Guten Tag,

ich benötige noch ein bisschen Hilfe, um die Aufgabe unten vollständig zu verstehen. Ich freue mich sehr auf eure hilfreichen Antworten zu meinen Fragen.

  • Die Aufgaben a) und b) habe ich verstanden und bereits gelöst.
  • Die Aufgabe c) ist für mich nicht relevant.
  • Die Aufgabe d) verstehe ich leider noch nicht so gut.
  • Da das Magnetfeld in die Zeichenebene zeigt (Drei-Finger-Regel der linken Hand), werden die Elektronen innerhalb des Kondensators nach unten abgelenkt. Das bedeutet, dass die Lorentzkraft innerhalb des Kondensators nach unten zeigt. Somit muss die Coulombkraft (elektrische Kraft) innerhalb des Kondensators nach oben zeigen. Dies wird erreicht, wenn die untere Platte negativ geladen ist und die obere Platte positiv.
  • Nun bin ich mir aber unsicher, was die Richtung des elektrischen Felds im Kondensator ist, wenn die untere Platte negativ geladen ist und die obere Platte positiv geladen ist.
  • Wie man U (Plattenspannung) berechnet, verstehe ich. Denn die Kondendatorspannung/Plattenspannung ist ja so eingestellt, dass sich die Elektronen im Kondensator unabgelenkt entlang der x-Achse bewegen. Somit muss Fl (Lorentzkraft) = Fc (Coulombkraft) sein.
  • Die Aufgabe e) ist für mich nicht relevant.
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Geschwindigkeit, Strom, Energie, Spannung, Beschleunigung, Elektrizität, Formel, Kondensator, Magnetismus, Physiker, elektrisches Feld, Elektronen, Magnetfeld

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