Hallo,
beschleunigte Ladungen senden ja bekanntlich elektromagnetische Wellen aus.
Bei Abbremsung eines Elektrons geht kinetische Energie, die in Form eines Photons emmitiert wird.
Aber warum kommt es auch bei einer positiven Beschleunigung zur Emmision? Da muss doch Energie absorbiert werden?!
Wär toll, wenn mir das mal jemand erklären könnte!
Mac
Bremsstrahlung & Synchrotronstrahlung
Hi Mac
du sprichst von „Bremsstrahlung“ und von „Synchrotronstrahlung“.
Bremsstrahlung hast du erwähnt. Wenn nun umgekehrt ein geladenes Teilchen (z.B. Elektron, Proton, Antiproton usw) beschleunigt werden, dann wird ihnen umgekehrt elektromagnetische Energie zugefügt: Die Teilchen reiten sozusagen auf eine EM-Welle, sie sie vorwärtstreibt und beschleunigt.
Im energetisch günstigsten Fall macht man das mit sog. „Linearbeschleunigern“ (LINAC), weil dabei dem beschleunigten Teilchen keine Energie durch gleichzeitige Abstrahlung wieder verloren geht.
Anders ist das bei Ringbeschleunigern („Synchrotrons“). Hier werden die Teilchenstrahlen durch Magnetfelder fokussiert und in eine Kreisbahn gezwungen. Hier erfahren die Teilchen also zusätzlich zu der elektromagnetischen Beschleunigung (auf kurzen Linearstrecken, die zwischen die Führungsmagnete eingebaut werden) eine Kreisbeschleunigung. Dabei strahlen die Teilchen die sog. „Synchrotronstrahlung“ ab. Deren Energie wächst erheblich mit der Geschwindigkeit und vermindert sich mit dem Bahnradius. Diese Energie geht also der Energie, die man zur Beschleunigung hineinsteckt, wieder verloren.
Das ist der Grund dafür, daß man in der Teilchenphysik immer größere Synchrotrons bauen möchte: Damit der Radius der Kreisbahnen größer wird und damit die Abstrahlung durch Synchrotronstrahlung minimiert wird.
Beantwortet dir das deine Frage?
Gruß
Metapher
Hallo
Ich bin zwar nicht so ganz bewandert in dem Thema , aber trotzdem glaube ich ein paar Fehler gefunden zu haben :
Die Teilchen reiten
sozusagen auf eine EM-Welle, sie sie vorwärtstreibt und
beschleunigt.
Das ist Unsinn . Geladene Teilchen können nur durch Induktion oder durch elektrostatische Felder beschleunigt werden .
Methoden mit Wellen (Runzelröhre oder so) , also wo zum Beispiel Mikrowellen eingespeist werden , wirken praktisch abwechselnd mit Induktion und elektrischer Feldstärke .
Ein Vortrieb durch Strahlung wäre so etwas wie die Nutzung des Sonnenwindes .
Anders ist das bei Ringbeschleunigern („Synchrotrons“). Hier
werden die Teilchenstrahlen durch Magnetfelder fokussiert und
in eine Kreisbahn gezwungen. Hier erfahren die Teilchen also
zusätzlich zu der elektromagnetischen Beschleunigung (auf
kurzen Linearstrecken, die zwischen die Führungsmagnete
eingebaut werden) eine Kreisbeschleunigung. Dabei strahlen die
Teilchen die sog. „Synchrotronstrahlung“ ab. Deren Energie
wächst erheblich mit der Geschwindigkeit und vermindert sich
mit dem Bahnradius. Diese Energie geht also der Energie, die
man zur Beschleunigung hineinsteckt, wieder verloren.
Hier werden z.B. die Teilchen mit einem Linearbeschleuniger eingeschossen und danach in Form eines Wölkchens elektrostatisch beschleunigt . Warum auf dem kurvigen Weg die Synchrotonstrahlung entsteht , versteh ich zwar nicht , aber es wird überall so beschrieben , und die Ablenkung schnell bewegter geladener Teilchen wird zur Erzeugung von Synchrotonstrahlung verwendet .
Sonst war ich mit einverstanden .
MfG
Hallo
Wenn man Elektronen nur relativ gering beschleunigt und wieder abbremst , dann gibt es keine Strahlung , jedenfalls habe ich noch nichts davon gelesen .
Das es in der Bildröhre leuchtet , hängt damit zusammen , das die Elektronen mit dem Leuchtstoff stoßen , und dazwischen leuchtet nicht viel .
Es hängt nach meiner Meinung mit dem Massenzuwachs bei hohen Geschwindigkeiten , nahe der Lichtgeschwindigkeit zusammen .
Dann fällt mir noch ein , falls ein Elektron stark gebremst wird , so könnte das elektrisch mit einem funktechnischem Impuls bzw. mit der Entstehung einer elektromagnetischen Welle übereinstimmen , so das die kinetische Energie in elektromagnetische Energie übergehen kann .
Beim Beschleunigen greift dieses Modell jedoch nicht .
Es könnte sein , falls Deine Behauptung zutrifft , das das Elektron oszillative oder rotatorische (Spin) Elemente enthält , welche mit dem beschleunigendem Faktor in Wechselwirkung treten .
Also , es wird praktisch vorne gezogen und hinten angeschoben , aber im Elektron eiert irgendwas , was damit dann stößt , naja ich weiß es nicht besser .
MfG
Matthias
[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]
beschleunigte Ladungen senden ja bekanntlich
elektromagnetische Wellen aus.
Bei Abbremsung eines Elektrons geht kinetische Energie, die in
Form eines Photons emmitiert wird.
Aber warum kommt es auch bei einer positiven Beschleunigung
zur Emmision? Da muss doch Energie absorbiert werden?!
Woher soll das arme Elektron denn wissen, ob es gebremst, oder beschleunigt wird?
!!
Woher soll das arme Elektron denn wissen, ob es gebremst, oder
beschleunigt wird?
Wenn es dann noch seine Taschenlampe anmacht , wenn ihm schlecht wird …
Geladene Teilchen können nur durch Induktion
oder durch elektrostatische Felder beschleunigt werden .
Sagt wer?
Ein Vortrieb durch Strahlung wäre so etwas wie die Nutzung des
Sonnenwindes .
Genau. Wenn dus nicht glaubst, dann schau dich mal bei der NASA und am Caltech um.
Einstein entwickelte Theorien für seine Zeit…
wenn einer schon von sich weiß:
Ich bin zwar nicht so ganz bewandert in dem Thema
Die Teilchen reiten sozusagen auf eine EM-Welle, sie sie vorwärtstreibt und beschleunigt.
… dann sollte er wenigstens mit solchen Bemerkungen:
Das ist Unsinn .
etwas vorsichtiger sein - oder besser: fragen 
Geladene Teilchen können nur durch Induktion oder durch elektrostatische Felder beschleunigt werden .
Das ist Unsinn.
Schwere Teilchen - also Protonen, Antiprotonen usw. - werden in LINACS vorbeschleunigt. Linacs bestehen aus einer Kette von Driftröhren von im Verlauf der Beschleunigungstrecke immer größer werdender Länge. Diese werden jeweils umgepolt, während das Teilchenbündel sie durchläuft.
Bei Elektronen funktioniert das nicht, weil sie bereits im MeV-Bereich in den Linac eingespeist werden und damit bereits fast Lichtgeschwindigkeit haben. Deshalb verwendet man hier Runzelröhren, in die aus Klystrons elektromagnetische Wellen eingespeist werden.
Methoden mit Wellen (Runzelröhre oder so) , also wo zum
Beispiel Mikrowellen eingespeist werden , wirken praktisch
abwechselnd mit Induktion und elektrischer Feldstärke .
Aha - und das nennt man landläufig elektromagnetische Welle, Herr Schlaumeier! Wobei bei Runzelröhren nur das elektrische Wechselfeld von Belang ist für die Beschleunigung des Elektronenbündels, das dabei zugleich fokussiert wird. Diese Röhren sind noch etwas komplizierter im Aufbau, weil berücksichtigt werden muß, daß die Elektronen im Unterschied zu der em-Welle nur „fast“ Lichtgeschwindigkeit haben.
Die kurzen Beschleunigungsstrecken in (ringförmigen) Synchrotrons funktionieren genauso, nur nennt man sie hier „Kavitäten“.
Ein Vortrieb durch Strahlung wäre so etwas wie die Nutzung des
Sonnenwindes .
Von Strahlung nicht-elektromagnetischer Art wie im Sonnenwind war hier nicht die Rede.
Hier werden z.B. die Teilchen mit einem Linearbeschleuniger
eingeschossen und danach in Form eines Wölkchens elektrostatisch beschleunigt .
Das ist Unsinn. Siehe oben.
Außerdem ist das kein Wölkchen sondern ein Bündel (engl. bunch).
Warum auf dem kurvigen Weg die Synchrotonstrahlung entsteht , versteh ich zwar nicht
Danach war aber gefragt. Synchrotronstrahlung ist die relativistische Variante der em-Abstrahlung einer radial beschleunigten Ladung, wie sie schon in der nichtrelativistischen Elektrodynamik beschrieben wird. Bremsstrahlung ist dasselbe in grün, nur daß sich der Effekt im atomaren Volumen abspielt.
es wird überall so beschrieben , und die Ablenkung schnell
bewegter geladener Teilchen wird zur Erzeugung von
Synchrotonstrahlung verwendet .
Fragt sich nur, warum du nochmal wiederholst, was ich schon schrieb.
Metapher
Hallo
Es tut mir ja sehr leid , falls ich Dir in die Karre gefahren sein sollte , aber ich will mal versuchen , zu antworten :
wenn einer schon von sich weiß:
Ich bin zwar nicht so ganz bewandert in dem Thema
Ich bezog mich nur auf meine erlangten Kenntnisse , nicht auf den letzten Stand der Wissenschaft .
Die Teilchen reiten sozusagen auf eine EM-Welle, sie
vorwärtstreibt und beschleunigt.
Ausgehend davon , das „EM-Welle“ elektromagnetische Welle heißen soll , muß ich die ernste Frage stellen :
Wird ein Elektronenstrahl nennenswert durch einen Lichtstrahl beeinflusst ? Normalerweise nein , es sei denn , es gibt eine Art von Anpassung durch empfindiche Materie ( Materie mit losen Elektronen oder Materie , welche sich aufheizt )
Also ein „Reiten“ oder eine Kopplung wird nicht einfach herzustellen sein .
Geladene Teilchen können nur durch Induktion oder durch elektrostatische Felder beschleunigt werden .
Das ist Unsinn.
Ja okay , ich dachte gerade nur an Elektronen
, und da bin ich zur Zeit der Meinung , sie können tatsächlich nicht anders beschleunigt werden .
Methoden mit Wellen (Resonanzröhren) , also wo zum
Beispiel Mikrowellen eingespeist werden , wirken praktisch
abwechselnd mit Induktion und elektrischer Feldstärke .Aha - und das nennt man landläufig elektromagnetische Welle,
Herr Schlaumeier! Wobei bei Runzelröhren nur das elektrische
Wechselfeld von Belang ist für die Beschleunigung des
Elektronenbündels, das dabei zugleich fokussiert wird. Diese
Röhren sind noch etwas komplizierter im Aufbau, weil
berücksichtigt werden muß, daß die Elektronen im Unterschied
zu der em-Welle nur „fast“ Lichtgeschwindigkeit haben.
Also Schlaumeier oder nicht , die elektromagnetische Welle wird in der Runzelröhre nur als Energieträger verwendet .
Die elektromagnetische Welle erzeugt an den „Runzeln“ elektrostatische Felder und auch eine Induktion .
Man beachte auch , das die „Runzeln“ in einem unregelmäßigem Abstand sind , damit man den unterschiedlichen Geschwindigkeiten der Elektronen gerecht wird . Das sollte doch schon ein Hinweis darauf sein , das Die „Mikrowelle“ nicht selbst direkt antreibt .
Mit Runzelröhre ist ein Hohlraumresonator gemeint .
Wäre die elektromagnetische Welle Ursache für den Antrieb , so könntest Du ja einfach ein glattes Rohr nehmen , hindurchleuchten mit was auch immer , und versuchen , damit Elektronen oder Ionen zu beschleunigen . Ein erfolgloses Unternehmen !
Ein Vortrieb durch Strahlung wäre so etwas wie die Nutzung des
Sonnenwindes .Von Strahlung nicht-elektromagnetischer Art wie im Sonnenwind
war hier nicht die Rede.
Hier muß ich mich entschuldigen , gemeint war vielmehr der Druck der Strahlung des Sonnenlichtes . Und der ist eigentlich sehr gering .
Hier werden z.B. die Teilchen mit einem Linearbeschleuniger
eingeschossen und danach in Form eines Wölkchens elektrostatisch beschleunigt .Das ist Unsinn. Siehe oben.
Ob „Wölkchen“ oder „Bunch“ ist mir eigentlich egal , weil ich nicht beruflich damit zu tun habe . Aber ich habe da in ein DTV Lexikon geschaut , und da steht auf einem Bild , Protonen werden mit einem Linearbeschleuniger in ein Protonensynchrotron eingeschossen , aber es scheint wohl verschiedene Methoden zu geben .
Außerdem ist das kein Wölkchen sondern ein Bündel (engl.
bunch).
Warum auf dem kurvigen Weg die Synchrotonstrahlung entsteht , versteh ich zwar nicht
Danach war aber gefragt. Synchrotronstrahlung ist die
relativistische Variante der em-Abstrahlung einer radial
beschleunigten Ladung, wie sie schon in der
nichtrelativistischen Elektrodynamik beschrieben wird.
Bremsstrahlung ist dasselbe in grün, nur daß sich der Effekt
im atomaren Volumen abspielt.
Und ich habe auf versucht darauf zu antworten . Auf so hochgestochene Formulierungen verzichte ich gerne und möchte nochmals auf meine Vermutung auf Spins oder innere Oszillationen in beschleunigten Teilchen hinweisen . Ein absolut homogenes geladenes Teilchen ohne innere Aktivitäten würde nämlich nach meiner Meinung keine Strahlung abgeben .
Jetzt hör ich aber auf , ist mir ja zu blöd
MfG
Hi
Es tut mir ja sehr leid , falls ich Dir in die Karre gefahren sein sollte
Nein, du bist keineswegs mir an den Karren gefahren
Ausgehend davon , das „EM-Welle“ elektromagnetische Welle
heißen soll , muß ich die ernste Frage stellen :
Wird ein Elektronenstrahl nennenswert durch einen Lichtstrahl
beeinflusst ?
Naja, ein elektromagnetisches Wechselfeld ist nicht gleich ein Licht_strahl_. Außerdem wechselwirken alle geladenen Teilchen mit elektromagnetischen Feldern (und daher mit Photonen) … aber das ist dir ja nicht neu.
Normalerweise nein , es sei denn , es gibt eine
Art von Anpassung durch empfindiche Materie ( Materie mit
losen Elektronen oder Materie , welche sich aufheizt )
Schau mal z.B. unter den Stichwörtern „Compton-Effekt“ oder „Photoeffekt“ nach. Der Unterschied zwischen der Wechselwirkung mit em-Feldern und einzelnen Photonen ist nur ein gradueller: eine Frage der Energie.
Also ein „Reiten“ oder eine Kopplung wird nicht einfach
herzustellen sein .
Mit Elektronen-Synchrotrons wird seit weit über 60 Jahren gearbeitet.
Hab dir hier mal einen Link rausgesucht:
http://www.didaktik.physik.uni-erlangen.de/grundl_d_…
Also Schlaumeier oder nicht , die elektromagnetische Welle
wird in der Runzelröhre nur als Energieträger verwendet .
„nur“ ist gut *g*
Die elektromagnetische Welle erzeugt an den „Runzeln“
elektrostatische Felder und auch eine Induktion .
Schau dir den Link an … die magnetische Komponente der elektromagnetischen Wellen ist übrigens das Problem beim Beschleinigerbau, weil es die Fokussierung des Elektronen-Bunches stört. Aber wie gesagt, das ist seit 50 Jahren technisch bewältigt.
Aber ich habe da in ein
DTV Lexikon geschaut , und da steht auf einem Bild , Protonen
werden mit einem Linearbeschleuniger in ein
Protonensynchrotron eingeschossen , aber es scheint wohl
verschiedene Methoden zu geben .
Sagte ich doch. Linacs sind bei Protonen nur zur Vorbeschleunigung brauchbar, weil die Driftröhren wegen der Beschleunigung immer länger werden müßten. Und um Mißverständnisse zu vermeiden: Driftröhren beschleunigen tatsächlich elektrostatisch, Runzelkammern und Kavitäten aber nicht.
Auf so
hochgestochene Formulierungen verzichte ich gerne
Du hattest ja auch nicht danach gefragt, wie „Synchrotronstrahlung“ entsteht.
und möchte
nochmals auf meine Vermutung auf Spins oder innere
Oszillationen in beschleunigten Teilchen hinweisen .
Nein. Hat mit Teilchenbeschleunigung nichts zu tun. Und „innere Oszillationen“ ist wohl ein Phantasieprodukt?
Ein
absolut homogenes geladenes Teilchen ohne innere Aktivitäten
würde nämlich nach meiner Meinung keine Strahlung abgeben .
Elektronen haben - wie alle Leptonen - keine „innere“ Struktur. Sie sind punktförmig.
Jetzt hör ich aber auf , ist mir ja zu blöd
Warum schreibst du denn dann, wenn es dich nicht interessiert?
Gruß
Metapher
Hallo
Ausgehend davon , das „EM-Welle“ elektromagnetische Welle
heißen soll , muß ich die ernste Frage stellen :
Wird ein Elektronenstrahl nennenswert durch einen Lichtstrahl
beeinflusst ?Naja, ein elektromagnetisches Wechselfeld ist nicht gleich ein
Licht_strahl_. Außerdem wechselwirken alle geladenen
Teilchen mit elektromagnetischen Feldern (und daher mit
Photonen) … aber das ist dir ja nicht neu.
Ein Lichtstrahl ist eine elektromagnetische Welle , oder eben mehrere . Ein elektromagnetisches Wechselfeld aber wieder etwas anderes .
Bekannt ist mir die Neonröhre , welche Spannungsbäuche und Spannungsknoten innerhalb einer Hochfrequenz/Radioausstrahlung nachweist .
Wenn es nicht gelingt , das geladene Teilchen auf einen bestimmten Bruchteil einer EM-Welle zu beschränken , so sollte doch eigentlich als Ergebnis eine Beschleunigung oder Vektoränderung von +/- 0 bei rauskommen .
Ein
absolut homogenes geladenes Teilchen ohne innere Aktivitäten
würde nämlich nach meiner Meinung keine Strahlung abgeben .Elektronen haben - wie alle Leptonen - keine „innere“
Struktur. Sie sind punktförmig.
Da könnte man aber auch anderer Meinung sein , da geladene Teilchen hauptsächlich durch ihre Feldwirkung „auftreten“ . Ein Punktförmiges Nichts kann jedoch schlecht aufgeladen sein . Außerdem gibt es neuere Hinweise auf Spin usw. in Elektronen .
Mein Begriff von innerer Oszillation habe ich deswegen gewählt , weil mir der Begriff „Spin“ nicht immer ganz zusagt . Es müßten dann nämlich Hinweise auf Kreiselwirkungen zu finden sein , habe ich aber noch nie von gelesen .
MfG
Ein Lichtstrahl ist eine elektromagnetische Welle , oder eben
mehrere . Ein elektromagnetisches Wechselfeld aber wieder
etwas anderes .
aha - immer wieder spannend, hier zu lesen, wie die Physik neu erfunden wird
Schau mal nach, wie man eine em-Welle _erzeugt, dann siehst du den Zusammenhang.
Wenn es nicht gelingt , das geladene Teilchen auf einen
bestimmten Bruchteil einer EM-Welle zu beschränken
gelingt aber. warum liest du nicht, was man dir schreibt? Und außerdem kannst du in dem Link, den ich dir gab, alles erkennen, was du hierfür brauchst.
Da könnte man aber auch anderer Meinung sein , da geladene
Teilchen hauptsächlich durch ihre Feldwirkung „auftreten“ .
könnte man, ja, ist man aber nicht.
Außerdem gibt es neuere Hinweise auf Spin usw. in Elektronen
Wenn du unter „neuere Hinweie“ das Jahr 1927 meinst … seitdem kennt man den Elektronenspin (Begriff und zugleich Rechenmethoden eingeführt von Wolfgang Pauli)
… weil mir der Begriff „Spin“ nicht immer ganz zusagt . Es
müßten dann nämlich Hinweise auf Kreiselwirkungen zu finden
sein , habe ich aber noch nie von gelesen .
Mit „mir nicht zusagt“ meinst du sicher, du verstehst nicht, warum man diese Eigenschaft so nennt? Nun, das hat mathematische Gründe. Mit einem rotierenden Körper hat es nichts zu tun.
Metapher_
Hallo Mac,
die Abstrahlung elektromagnetischer Strahlung durch beschleunigte elektrische Ladungen folgt aus den Maxwell’schen Gleichungen.
Wegen rot H = d/dt D (lies d/dt bitte als partelle Ableitung; es fließen keine externen Stöme), ändert sich vom Standpunkt des externen Betrachters lediglich das Vorzeichen, nicht die Physik.
Herzliche Grüße,
Max