Beinhaltet die Energie der Ruhemasse die potentielle Energie des Teilchens?

Die potentielle Energie (soweit ich studiert habe - also hauptsächlich klassische Physik) hängt vom Bezugsniveau ab, da ihr absoluter Wert nicht berechnet werden kann. Es kann also auch negativ sein. Kürzlich wurde mir im Unterricht die Masse-Energie-Äquivalenz im Zusammenhang mit dem Massendefekt beigebracht, der aufgrund der nuklearen Bindungsenergie entsteht. Meine Frage ist, ob die Energie der Ruhemasse auch die potentielle Energie des Teilchens beinhaltet. Wenn dies der Fall ist, sollte sein Wert vom Referenzniveau der potentiellen Energie abhängen. Da es durch gegeben ist E = M C 2 , sollte die Ruhemasse von der Bezugsebene abhängen. Aber das scheint nicht sinnvoll zu sein. Und wenn die potentielle Energie negativ wird, sollte dies auch die Ruhemasse tun. Das erscheint wiederum seltsam.

Wenn die potentielle Energie nicht enthalten ist, warum zeigt sich dann die potentielle Kernenergie als Massendefekt? Dies sollte nicht der Fall sein, wenn die Energie der Ruhemasse nicht mit der potentiellen Energie zusammenhängt.

Das verstehe ich jetzt E = M C 2 beinhaltet nicht die potentielle Energie. Was ist mit der nuklearen Bindungsenergie, wie oben gefragt?
Denken Sie daran, dass das m in E = mc ^ 2 NICHT die Ruhemasse ist. Sie ist die relativistische Masse und gibt an, wie das Teilchen beispielsweise auf eine äußere Kraft reagieren würde. Seine Ruhemasse steht in der Formel in der Antwort von @Timaeus

Antworten (1)

Masse ist eine Zahl, die sich quantitativ darauf bezieht, wie Energie und Impuls ausgeglichen sind, z

E = ( C | P → | ) 2 + ( M C 2 ) 2

Und die Masse eines Systems ist nicht die Summe der Massen der Teile.

Und Teilchen haben keine potentielle Energie, Systeme schon. Stellen Sie sich zwei massive Massenteilchen vor M in einem Abstand d voneinander entfernt, gibt es etwas potentielle Energie U = − G M 2 / D 2 aber es macht nur Sinn, es mit dem System zu assoziieren, nicht zufällig ein Teilchen auszuwählen und es damit zu assoziieren. Und potentielle Energie ist sowieso nur für die Newtonsche Physik.

Warum also hat ein Wasserstoffatom im Grundzustand weniger Masse als die Summe der Masse eines Elektrons und eines Protons? Weil es in seinem eigenen Rahmen keinen Schwung hat, aber es hat weniger Energie. Woher wissen wir, dass es weniger Energie hat? Weil es Energie abgab, als es gebunden wurde. Und es erfordert zusätzliche Energie, um sich zu lösen.

Die Masse eines Systems ist also nicht die Masse der addierten Teile. Es ist nur der Parameter, der macht E = ( C | P → | ) 2 + ( M C 2 ) 2 Arbeit, man kann es sogar so schreiben E 2 − ( C | P → | ) 2 = ( M C 2 ) 2 . Und dann verwendet man für die Masse eines Systems die Energie des Systems und den Impuls des Systems und es ist nicht die Masse der addierten Teile.

Ich verstehe, was Sie damit meinen, dass die Masse des Systems nicht die Masse der addierten Komponenten ist.

Und denken Sie daran, dass dies für die spezielle Relativitätstheorie ist.

Aber ändert sich die Masse eines Systems immer dann, wenn sich seine potentielle Energie ändert?

Und in der speziellen Relativitätstheorie macht potentielle Energie keinen Sinn. Wenn Energie ausgetauscht wird, muss dies genau zum gleichen Wann-Wo geschehen, denn sonst würde Energie, wenn sie an einem Ort verschwand und an anderer Stelle wieder auftauchte, in einem bestimmten Rahmen nicht erhalten bleiben.

Zum Beispiel, wenn ein Elektron von seinem Atom weggezogen wird oder wenn sich der Abstand zwischen zwei Ladungen verändert?

So wird beispielsweise an elektrisch geladenen Objekten so gearbeitet, dass geladene Objekte kinetische Energie, Impuls und Ruheenergie haben und elektromagnetische Felder ihre eigene Feldenergie und ihren eigenen Feldimpuls haben. Und was mit geladenen Objekten passiert, ist, dass sie sich bewegen. Und was mit Feldern passiert, ist, dass sie sich weiterentwickeln. Und in Bereichen, in denen keine Ladung vorhanden ist, bewegt sich die Feldenergie nur auf konservierte Weise. Und in Bereichen, in denen weder Ladung noch Strom vorhanden sind, bewegt sich der Feldimpuls nur auf konservierte Weise. Aber an Orten mit Ladung verliert das Feld Feldenergie, wenn die Ladung kinetische Energie gewinnt, und das Feld gewinnt Feldenergie, wenn die Ladung kinetische Energie verliert. Und an Orten mit Ladung und / oder Strom können das Feld und die Ladungen Impuls austauschen, so dass der Gesamtimpuls erhalten bleibt.

Im klassischen Elektromagnetismus gibt es also keine potentielle Energie. Wenn Sie sehen wollen, was in der Schrödinger-Gleichung vor sich geht, müssen Sie den Unterschied zwischen einem kanonischen Impuls (der eine dritte Art von Impuls ist, die nicht wirklich mit dem mechanischen Impuls von Ladungen oder dem Feldimpuls von Feldern zusammenhängt) und dem kinetischen Impuls lernen wie die Wahl der Messgeräte die Phase der Wellenfunktion eines geladenen Objekts beeinflusst. Die ganze Physik dreht sich um die Phase und das Messgerät zusammen in dem Sinne, dass es ihre Beziehung ist, die alle Informationen trägt.

Aber meine Beschreibung vorhin ist in Ordnung. Das Atom hat weniger Energie, weil es Energie braucht, um es zu ionisieren, und ich habe Energie abgegeben, als es in den Grundzustand gefallen ist.

In einem Lagrange gibt es etwas, das einem Potenzial ähneln könnte, aber es ist eichabhängig und der Term im Lagrange hat Energieeinheiten, ist aber wirklich genau das, was sie sein müssen, um Euler-Lagrange-Gleichungen zu geben, die mit dem übereinstimmen, was wir sehen .

Ich verstehe, was Sie damit meinen, dass die Masse des Systems nicht die Masse der addierten Komponenten ist. Aber ändert sich die Masse eines Systems immer dann, wenn sich seine potentielle Energie ändert? Zum Beispiel, wenn ein Elektron von seinem Atom weggezogen wird oder wenn sich der Abstand zwischen zwei Ladungen verändert?
@Charles Bearbeitet.
Beinhaltet die Energie der Ruhemasse die potentielle Energie des Teilchens?
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