E=h*Nue
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Entropie


Einfache Strahlungsprobleme mit einem Elektron

1) Ein Elektron liege in einem auf der Erde fest stehenden Fahrstuhl auf einen Tisch. Außer der Gravitation sind keine weiteren Kräfte im Spiel. Die Gravitationskräfte und die vom Tisch aufzubringenden Unterstützungskräfte für das Elektron halten sich die Waage. Bereits hier taucht die Frage auf, ob das Elektron strahlt, denn es kann ja nicht "wissen", ob seine Schwerkraft nicht vielleicht von seinem nach oben beschleunigten Fahrstuhl stammt. Wenn ja, wäre es beschleunigt und sollte strahlen. Wenn es aber strahlt, verbraucht es Energie, und die kann es nicht abgeben, solange es auf dem ortsfesten Tisch liegt. Es strahlt also nicht. D.h. entweder ist es falsch, zu sagen, dass ein beschleunigtes Elektron stets strahlt, oder das Äquivalenzprinzip ist falsch, welches die Trägheitskraft mit der Gravitationskraft gleichsetzt.

(2) Wenn sich der Fahrstuhl samt Elektron im freien Fall befindet, heben sich für den Fahrstuhl die Gravitations- und Trägheitskräfte auf, und die durchfallene Potentialenergie wandelt sich in kinetische Energie um. Auch das Elektron verliert gegenüber dem Gravitationsfeld der Erde an Potentialenergie, die aber in kinetische Energie und in Strahlung umgewandelt wird. Das heißt, Energie, die in Strahlung umgesetzt werden kann, wäre immerhin vorhanden. Das Elektron würde also nicht so schnell fallen können, wie der Fahrstuhl unnd wird daher im Fahrstuhl nach oben wandern. Daran könnte man im Fahrstuhl erkennen, dass er sich im freien Fall befindet. Das bedeutet, dass das Äquivalenzprinzip von Trägheit und Gravitation zumindest dann nicht gilt, wenn neben einer ungeladenen Masse (des Fahrstuls) auch ein Elektron im Spiel ist. - Diese Aussage hatte aber zur Voraussetzung, dass das beschleunigte Elektron auch in einer frei fallenden Umgebung strahlt, dass also die Wandungsdicke des Fahrstuhls keine Rolle spielt, was ich im Hinblick darauf, dass die Wandstärke auch beliebig dünn sein darf, für sehr einleuchtend halte. Das Äquivalenzprinzip wäre dann falsch.

(3) Ich finde auch das folgende Gedankenexperiment recht interessant: Man denke sich ein auf eine Kreisbahn, etwa durch ein Seil oder durch Gravitationskräfte, gezwungenes Elektron, das sich ohne Einwirkung von äußeren Tangentialkräften bewegt. Da es zentripedal beschleunigt ist, ist es zunächst denkbar, dass es strahlt und sich entsprechend verlangsamt. - Nehmen wir nun an, dass ein Beobachter das Elektron begleitet. Auch er würde die Zentripedalkraft spüren, und es wäre für ihn die Situation des Elektrons weitgehend identisch zu der in (1) geschilderten Situation, bei der das Elektron auf einem Tisch lag, nur dass jetzt die Schwerkraft durch die Zentrifugalkraft ersetzt ist, die ebenfalls senkrecht auf die "Unterlage" wirkt. Das heißt, für den Beobachter, und damit auch sonst, strahlt das Elektron in diesem Problem nicht. Diese Aussage steht im Einklang mit der Existenz der stabilen Spins, bei denen sich offenbar elektrische Ladungen in einer Kreiselbewegung befinden, ohne zu strahlen, also ohne Energie zu verlieren