Hi Arndt 
)
Licht bewegt sich doch mit
Lichtgeschwindigkeit und da Licht auch
aus irgendwelchen Teilchen besteht,
bewegen sich diese Teilchen auch mit
Lichtgeschwindigkeit. (soweit doch
richtig, oder?)
Licht besteht aus Photonen, die sich mit Lichtgeschwindigkeit
c = 299.792.458 m/s
bewegen.
So, jetzt tritt das Problem auf:
Laut der Relativitätstheorie steigt die
Masse eines Objektes an umso schneller
sie sich bewegt.
Stimmt, ein Objekt mit der Geschwindigkeit v erhoeht seine Ruhemasse m0 gemaess folgender Formel:
m = m0 / sqrt[1-(v/c)^2]
Bei Lichtgeschwindigkeit
soll die Masse sogar unendlich hoch sein.
Stimmt, wenn v=c ist, wuerdest du in obiger Formel durch 0 teilen !
Aber wieso merken wir von dieser verdammt
hohen Masse nichts?
Photonen haben keine Ruhemasse, d.h m0= 0. Es gibt in der Physik eine einfache Regel. Alle Teilchen, die eine Ruhemasse haben, bewegen sich stets langsamer als das Licht; alle Teilchen, die keine Ruhemasse haben, bewegen sich immer so schnell wie das Licht!
Licht hat aber trotzdem eine Masse. Diese kommt allerdings nicht aus der Ruhemasse m0 (die ja bei Photonen gleich Null ist), sondern aus der Energie der Photonen. Ein Photon der Frequenz f hat eine genau definierte Energie,
E = h*f,
wobei h = 6,626176*10^(-34) Js das Planck’sche Wirkungsquantum ist. Diese Energie nutzen z.B. Solarzellen. Seit Einstein wissen wir aber auch, dass Masse nichts anderes als „gebuendelte“ Energie ist, genauer gilt:
E = m*c^2
So, und jetzt hast du’s schon fast. Wenn du die letzten beiden Formeln nimmst und die rechten Seiten gleichsetzst (E ist ja gleich E):
m*c^2 = h*f
Dividierst du noch auf beiden Seiten durch c^2, so bekommst du:
m = h*f/c^2
Ein Photon mit der Frequenz f = 550 GHz (das ist gruen, unsere Augen sind da am empfindlichsten) wiegt also etwa:
m = 4*10^(-39) kg
Gegen diese Gravitationskraft ist ein
schwarzes Loch doch nichts!!!
Findest du das immer noch?
Licht wird uebrigens von schweren Sternen relativ stark abgelenkt, weil Photonen ja eine Masse haben und daher von schweren Sternen angezogen werden. Photonen fallen sogar in schwarze Loecher hinein. Ein weiterer Beweis dafuer, dass Photonen eine Masse haben.
(Ich bin erst in der 9ten Klasse, daher
würde ich es gut finden, wenn die
Erklärung(so weit Möglich *g*) auch für
„Dumme“ geeigent wäre)
Ich habe die Erklaerung an meiner Frau getestet. Sie hat von Physik so viel Ahnung wie ich vom Kochen, naemlich gar keine. Sie hat’s verstanden. Ich hoffe, dass ich es auch einfach genug fuer dich erklaert habe …
cu Stefan.
. Grünes Licht hat eine (Vakuum-)Wellenlänge von 550 nm, was einer Frequenz (f = c/lambda) von 5,45 * 10^14 Hz = 545 THz (Tera-Hertz = 10^12 Hz) entspricht.