Hat Licht ein Gewicht?
8 Antworten
Gewicht macht ja nur Sinn, wenn sich Masse in einem Gravitationsfeld befindet. Die richtige Frage lautet also hat Licht, also Photonen (Bestandteile des Lichts), eine Masse?
Die richtige Antwort lautet jein. Ein Photon hat keine Ruhemasse, da es sich sonst gemäß der speziellen Relativitätstheorie nicht mit Lichtgeschwindigkeit bewegen könnte. Aber... da Photonen niemals ruhen und sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegen kann man ihnen gemäß ihrer Energie E = h * f (die Energie ist proportional zur Wellenlänge des Lichts) und E = m * c^2 eine Masse mit m = (h * f) / c^2 rechnerisch zuordnen.
Wie kann man das überprüfen? Masse * Geschwindigkeit ergibt einen Impuls und es gilt die Impulserhaltung. Strahlst du Licht auf eine Fläche im Weltraum stoßen die Photonen diese mit ihrer Masse/Impuls nach vorne und du könntest mit Laserstrahlen ein Objekt beschleunigen.
Andererseits kannst du auch die Ablenkung von Lichtstrahlung entlang von schweren Objekten (wie Sternen und schwarzen Löchern) beobachten. Ohne Masse würde Gravitation nicht auf Photonen wirken können.
Die genaue Formel für die Energie von Teilchen lautet:
E^2 = p^2*c^2 + m^2*c^4
Massebehafte Teilchen bewegen sich mit einer Geschwindigkeit <c => Du kannst ein Bezugssystem wählen, in dem das Teilchen ruht. Die Energie stammt in dem Fall aus der Ruhemasse.
Photonen haben keine Ruhemasse, aus dem Grund müssen sie sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegen, weil du sonst wieder ein System wählen könntest, in dem auch der Term p^2*c^2 verschwindet und es dann keine Energie mehr hätte, was es aber hat.
Irgendwo doppelt sich Dein Text ein wenig, Draft nicht gelöscht?
Aber eigentlich wollte ich sagen: Top.
Ergänzen möchte ich zur Beobachtung des Lichtimpuls: Es gibt „Lichtmühlen", ein evakuierter Glaskolben mit einem auf Nadelspitze gelagerten Vierflügler. Eine Seite jedes Flügles ist hell oder verspiegelt, die andere Schwarz. Ist das Vakuum hoch genug, fängt sich die Mühle an von der hellen Fläche weg zu drehen … (in der Sonne oder andere , starke Lichtquelle)
Ein Photon hat keine Ruhemasse, allerdings kann man Photonen eine Masse zuordnen mit E=m*c^2, die abhängig ist von der Energie des Photons!
E=h*f=h*c/λ
Einsetzen in E=m*c^2 und nach m auflösen ergibt m=h/(c*λ)
m ist die Masse, c die Lichtgeschwindigkeit, λ die Wellenlänge und h das Planksche Wirkungsquantum!
Viel Spaß bei Eintippen in den Taschenrechner :)
Licht hat keine Ruhmasse. Ein Umstand der notwendig ist, wenn man Lichtgeschwindigkeit erreichen "möchte".
Gruß
Ein Experiment:
In einem Dunklen Zimmer hast Du eine Präzision-Wage.
Du bringst es ins Gleichgewicht.
Auf eine Schalle ist Alufolie, auf der anderen Kohle-Polwehr.
Jetzt machst du Licht an.
Und was passiert ?
Das war eine Frage von internationalen Physischen Olympiade ca 1968
Licht ist wie ein extrem hauchdünner Überzug sämtlicher Formen von Bewusstsein, welche alle rein vom Gehirn ausgehend nach außen hin kopiehaft projeziert werden.
Der ca. 99,9999999 %ige Rest besteht aus nicht fassbaren Wechselwirkungskräften.
Alle (bekannte) Energie-/ Materiearten bilden demnach Formen von Bewusstsein wie aus "gefrorenem" Licht, welches in unterschiedlicher Schwingung hin und her pendelt.
Licht hat Gewicht, sonst dürfte es wohl nicht von sog. Gravitation beeinflussbar sein.
Wobei man sagen muss, dass die Wissenschaft bis heute nicht weiß, was Gravitation wirklich ist bzw. wodurch diese genau bewirkt wird. Weil es findet sich kein "Graviton".