FRIEBE, E. (1983): Gibt es einen experimentellen Beweis f\u00fcr die sogenannte <\/strong>
„Geschwindigkeitsabh\u00e4ngigkeit der Masse?“ – DPG-Didaktik-Tagungsband 1983\u00a0–<\/strong>
XIII. Geschwindigkeitsabh\u00e4ngige Masse,<\/strong> S. 735 – 741. Hrsg.: Scharmann, Hofstaetter und Kuhn, Justus-Liebig-Universit\u00e4t, Gie\u00dfen <\/strong>
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a) Ablenkung geladener Teilchen im Magnetfeld <\/strong><\/p>\n\n\n Legt man zwischen der Anode und der geheizten Kathode einer Hochvakuum-R\u00f6hre eine hohe Gleichspannung an, so emittiert die Kathode Elektronen, die sich in Richtung auf die Anode hin beschleunigen. Besitzt die Anode eine mittige \u00d6ffnung, so tritt ein Teil dieser Elektronen durch die \u00d6ffnung aus und setzt dort ihren Weg im wesentlichen <\/strong>linear gleichf\u00f6rmig, d. h. unbeschleunigt fort. Man kann diese Elektronen auf einem Leuchtschirm sichtbar machen, wie wir es von Fernseh-Empf\u00e4ngern her kennen. Man spricht von Kathodenstrahlen. Zwischen Kathode und Anode herrscht – aufgrund der angelegten Gleichspannung – eine elektrische Feldst\u00e4rke, welche die Ursache der Elektronen-Beschleunigung ist. Der Raum hinter der Anode ist zun\u00e4chst im wesentlichen<\/strong> feldfrei. Bringt man diesen Raum nun in ein magnetisches Feld, indem man z. B. die Pole eines Elektromagneten n\u00e4hert, so werden die Kathodenstrahlen abgelenkt (BILD 1), so da\u00df sie innerhalb<\/strong> des Magnetfeldes im wesentlichen<\/strong> eine Kreisbahn beschreiben. Der Radius dieser Kreisbahn ist abh\u00e4ngig von der St\u00e4rke des Magnetfeldes und von der Geschwindigkeit der Elektronen im Augenblick des Austritts aus der Anoden-\u00d6ffnung.<\/p>\n\n\n Die diesbez\u00fcglichen Experimente von KAUFMANN (1902) und BUCHERER (1908, 1909) sowie sp\u00e4tere hochgenaue Wiederholungen zeigen nun, da\u00df der Verlauf geladener Teilchen nicht genau auf einer Kreisbahn liegt. Diese Erscheinung l\u00e4\u00dft mehrere Deutungen zu (WALTER RITZ 1908). Man entschlo\u00df sich zur Deutung einer Geschwindigkeitsabh\u00e4ngigkeit der Masse, da eine solche bereits aus der \u00c4ther-Theorie vorausgesagt worden war, obwohl letztere selbst in den Folgejahren verworfen wurde.<\/p>\n Wo liegt nun der Irrtum in der Interpretation der Versuche?<\/p>\n Der Feldraum hinter der Anode der Kathodenstrahl-R\u00f6hre ist zwar zun\u00e4chst <\/strong>frei von einem elektro-statischen Feld. Sobald jedoch das erste Elektron die \u00d6ffnung der Anode passiert hat, herrscht auch hier ein elektro-statisches Feld, das vom Eigenfeld <\/strong>des Elektrons selbst herr\u00fchrt. Schon BORN (1955) und THEIMER (1977) haben darauf hingewiesen, da\u00df dieses Eigenfeld des Elektrons in unzul\u00e4ssiger Weise vernachl\u00e4ssigt wurde. Infolge seines Eigenfeldes n\u00e4mlich erf\u00e4hrt das Elektron eine Kraft in Richtung auf die Anode (Anziehung ungleichnamiger elektrischer Ladungen), die zur Abbremsung (Verz\u00f6gerung) des Elektrons f\u00fchrt. Solange das zus\u00e4tzliche magnetische Feld noch fehlt, wird das Elektron nicht vollkommen linear gleichf\u00f6rmig weiterlaufen, sondern sich stetig – wenn auch nur geringf\u00fcgig – verlangsamen. Schaltet man nun das zus\u00e4tzliche magnetische Feld ein, so wird die Elektronenbahn keine Kreisform <\/strong>besitzen, wie es der theoretische Ansatz an sich ergeben w\u00fcrde, sondern in Richtung auf die Anode hin zusammengedr\u00fcckt erscheinen.<\/p>\n Diese Verformung wird verst\u00e4rkt, wenn die Anodenspannung entsprechend erh\u00f6ht wird. Da mit der Erh\u00f6hung der Anodenspannung auch <\/strong>die Anfangsgeschwindigkeit der Elektronen am Ort der Anoden-\u00d6ffnung vergr\u00f6\u00dfert wird, hatte man irrt\u00fcmlich geschlossen, da\u00df der beobachtete Effekt geschwindigkeitsabh\u00e4ngig sei. Da andererseits das Eigenfeld des Elektrons in den verwendeten Formeln der damaligen Elektrodynamik fehlte, folgerte man eine „Geschwindigkeitsabh\u00e4ngigkeit der Masse“. Ber\u00fccksichtigt man jedoch das Eigenfeld, so erh\u00e4lt man eine vollkommen zwanglose Erkl\u00e4rung der Bahn der Elektronen – und auch anderer geladener Elementarteilchen – aufgrund rein klassischer Vorstellungen. <\/p>\n Allerdings bedarf – zur Ber\u00fccksichtigung des Eigenfeldes des Elektrons – die Formel f\u00fcr die sogenannte „LORENTZ-KRAFT“ (eine Formel, die bei Fachleuten der Elektrotechnik nahezu unbekannt ist) <\/strong>einer kritischen \u00dcberpr\u00fcfung.<\/p>\n\n\n b)\nGrenzgeschwindigkeit bei Teilchenbeschleunigern <\/strong><\/p>\n\n\n Bei Teilchenbeschleunigern beobachtet man, da\u00df die Teilchen trotz gr\u00f6\u00dftm\u00f6glicher Energiebereitstellung nicht schneller als die Lichtgeschwindigkeit c relativ zum <\/strong>auf der Erdoberfl\u00e4che ruhenden, als Quelle wirkenden Beschleuniger <\/strong>werden k\u00f6nnen.<\/p>\n Betrachten wir den physikalischen Sachverhalt etwas n\u00e4her. Die zu beschleunigenden Teilchen, das sind Elektronen oder andere geladene Elementarteilchen, werden durch ein elektro-statisches Feld beeinflu\u00dft und werden dadurch aus der Ruhelage (relativ zum Beschleuniger) in einen Bewegungszustand versetzt. Dieser Methode sind allerdings Grenzen gesetzt, da die erregenden elektrischen Spannungen und die zu \u00fcberbr\u00fcckenden Entfernungen nicht beliebig gro\u00df gemacht werden k\u00f6nnen. Deshalb wird er Beschleunigungsvorgang in einzelne Teilabschnitte zerlegt. Es werden sogenannte „Driftr\u00f6hren“ in einer linearen <\/strong>r\u00e4umlichen Anordnung hintereinander geschaltet (Linear-Beschleuniger BILD 2), so da\u00df jeweils zwischen zwei Driftr\u00f6hren eine Geschwindigkeits-Erh\u00f6hung gegen\u00fcber dem Vorabschnitt erreicht wird.<\/p>\n\n\n Das wesentliche ist nun, da\u00df die jeweils folgende Driftr\u00f6hre in ihrer L\u00e4ngenabmessung variiert und mit einer elektrischen Spannung beaufschlagt wird, die in ihrem Zeit-Rhythmus so liegt, da\u00df das Elementarteilchen im beschleunigenden <\/strong>Sinne beeinflu\u00dft wird. Die einzelnen Driftr\u00f6hren m\u00fcssen also mit einer elektrischen Wechselspannung beaufschlagt werden, die mit dem Bewegungsvorgang des Teilchens so synchronisiert ist, da\u00df eine sukzessive Beschleunigung erreicht wird. Die erforderlichen Wechselspannungs-Frequenzen sind sehr gro\u00df und werden von einem Hochfrequenz-Generator, d. h. einer elektronisch arbeitenden Verst\u00e4rker-Anordnung, geliefert. Die Zuf\u00fchrung der Hochfrequenz-Energie erfolgt nun \u00fcber elektrische Doppel-Leitungen vom Generator zu den einzelnen, r\u00e4umlich auseinander liegenden Driftr\u00f6hren. Die Ausbreitung der Energie l\u00e4ngs der speisenden Doppel-Leitung erfolgt mit einer endlichen Geschwindigkeit, die bei den auftretenden hohen Frequenzen keinesfalls vernachl\u00e4ssigt werden darf. Diese endliche Geschwindigkeit ist bei im Vakuum verlegter Doppel-Leitung (optimaler theoretischer Fall) gleich der Vakuum-Lichtgeschwindigkeit c . Es treten deshalb l\u00e4ngs der Doppel-Leitung „Wanderwellen“ auf, die durch die Lichtgeschwindigkeit bestimmt sind. Ein zu beschleunigendes Teilchen kann daher im Grenzfalls h\u00f6chstens die Geschwindigkeit der Wanderwelle erreichen, diese aber niemals \u00fcberschreiten. Die Wanderwelle ihrerseits ist fest mit der erregenden Doppel-Leitung verkn\u00fcpft, d. h. ihre Fortpflanzungsgeschwindigkeit gilt relativ <\/strong>zu der (ruhend gedachten) Doppel-Leitung. Auf diesen Sachverhalt hat bereits PREIKSCHAT (1976), ein Experte auf dem Gebiet des Doppler-Radar, zutreffend hingewiesen.<\/p>\n Die Elementarteilchen erhalten demnach nicht die ungeheuren Energiemengen, von denen mitunter gesprochen wird, sondern folgen der einfachen Abh\u00e4ngigkeit, die PREIKSCHAT in seiner Arbeit dargestellt hat. Entsprechendes gilt – bei Ber\u00fccksichtigung des Eigenfeldes des Elektrons – auch f\u00fcr Ringbeschleuniger.<\/p>\n \n<\/p>\n\n\n c)\nMassedefekt bei radioaktiven Teilchen <\/strong><\/p>\n\n\n In einer Untersuchung von BRAUNBEK (1937) wurde eine Vermutung von EINSTEIN (1905) mit hoher Genauigkeit experimentell best\u00e4tigt. Diese Vermutung besagte (Zitat): „Gibt ein K\u00f6rper die Energie L in Form von Strahlung ab, so verkleinert sich seine Masse um L\/V\u00b2. . . . . Es ist nicht ausgeschlossen, da\u00df bei K\u00f6rpern, deren Energieinhalt in hohem Ma\u00dfe ver\u00e4nderlich ist (z.B. bei den Radiumsalzen), eine Pr\u00fcfung der Theorie gelingen wird“. <\/em>(Zitatende). Hierin bedeutet V die Vakuum-Lichtgeschwindigkeit.<\/p>\n In modernen Physikb\u00fcchern (z.B. FLEISCHMANN 1980) wird aus diesem Befund die sogenannte „Geschwindigkeits-abh\u00e4ngigkeit der Masse“ abgeleitet, wobei c = Vakuum-Lichtgeschwindigkeit und W = Energie bedeutet (Zitat <\/strong>aus FLEISCHMANN 1980, Abschnitt 6.1.6., Seite 500):<\/p>\n\n\n „Der Zusammenhang zwischen Masse und Geschwindigkeit (Spalte 7 der Tab. 42) l\u00e4\u00dft sich durch die Formel wiedergeben:<\/em> <\/p>\n\n\n\n Diese Beziehung kann folgenderma\u00dfen abgeleitet werden. F\u00fcr die Beschleunigung von Teilchen, deren Masse sich \u00e4ndert, gilt nach 1.3.1.7:<\/em><\/p>\n\n\n\n Das ist obige Gl. (6-8). <\/em>(Ende des Zitats <\/strong>)<\/p>\n\n\n Dieser Ausdruck enth\u00e4lt den bekannten „Lorentz-Faktor“: Hierin stellt mo<\/sub> die Ruhemasse des Teilchens und m seine geschwindigkeitsabh\u00e4ngige Masse dar, die demgem\u00e4\u00df mit der Teilchengeschwindigkeit v ansteigt bis zur Grenzgeschwindigkeit c. Bei v gr\u00f6\u00dfer als c wird der Wurzelausdruck imagin\u00e4r. <\/strong>Obwohl diese Rechnung mathematisch einwandfrei durchgef\u00fchrt wurde, ist sie dennoch physikalisch falsch. Der Irrtum liegt gleich am Anfang in Form eines Vorzeichen-Fehlers. <\/strong>Die Gleichung oben (nach dem Wort „Wegen“ <\/em>) mu\u00df richtig hei\u00dfen<\/p>\n\n\n Andernfalls wird das Energie-Erhaltungs-Prinzip verletzt. Denn eine Zu<\/strong>nahme von Energie ist stets mit einer Ab<\/strong>nahme von Masse verkn\u00fcpft und umgekehrt. Nach dieser Richtigstellung erh\u00e4lt die Gl. (6-8) unter der Wurzel ein Plus-Zeichen, <\/strong>also<\/p>\n\n\n Eine Grenzgeschwindigkeit ist nicht ableitbar, da keine imagin\u00e4re Wurzel <\/strong>mehr auftritt. Diese letzte Gleichung besagt, da\u00df die Masse eines Energie abgebenden Teilchens durch die Energieabgabe immer geringer wird, wobei gleichzeitig seine Geschwindigkeit durch den Impuls der abgegebenen Energie (Raketenprinzip) immer mehr anw\u00e4chst. Mit dem sogenannten „relativistischen Effekt der Massenzunahme“ hat die Rechnung schon vom Prinzip her nichts zu tun; denn in den Gleichungen treten weder inertial bewegte Beobachter oder Bezugssysteme noch Lichtstrahlen als „Informations-\u00dcbermittler“ auf. Die Lehre hieraus: Man sollte in Zukunft wieder den Glauben an die Unfehlbarkeit der Mathematik durch den „gesunden Menschenverstand“ ersetzen.<\/p>\n\n\n Literatur: <\/strong><\/p>\n\n\n\n BARTH, G. (1962): „Rationale Physik“, Verlag: „Wissen im Werden“, Zwingendorf (\u00d6sterreich) <\/p>\n\n\n\n BORN, M. (1955), Berner Internat. Konferenz: „50 Jahre Relativit\u00e4tstheorie“ Juli 1955. Bericht in Helv. Phys. Acta Suppl. IV, Basel 1956, (Hrsg. A. Mercier, M. Kervaire), insb. S. 250 – 251 <\/p>\n\n\n\n BRANDENBERGER, H. (1962): „Neue Erkenntnisse in Physik und Astronomie“, Schweizer Maschinenmarkt, Goldach, Schweiz, Hefte 15 bis 23 und 31 <\/p>\n\n\n\n BRAUNBEK, W. (1937): „Die empirische Genauigkeit des Masse-Energie-Verh\u00e4ltnisses“, Zeitschr. f. Phys., Bd. 107, S. 1 – 11 <\/p>\n\n\n\n BUCHERER, A.\n(1908): Phys. Zeitschr. Bd. 9, S. 755 ff <\/p>\n\n\n\n BUCHERER, A. (1909): Ann. d. Phys. Bd. 28, S. 513 ff FLEISCHMANN, R. (1980): „Einf\u00fchrung in die Physik“, 2. Auflg., Physik Verlag, Weinheim <\/p>\n\n\n\n FRIEBE, E. (1980): „Die MAXWELL-schen Gleichungen in neuer, besonders einfacher mathematischer Form“, M\u00fcnchen<\/p>\n\n\n\n FRIEBE, E. (1982): „Elektrodynamik und Maxwellsche Gleichungen im Einklang mit dem Relativit\u00e4tsprinzip von Galilei“, DPG-Didaktik-Tagungsband 1982, S. 665 – 670. Hrsg.: Scharmann, Hofstaetter und Kuhn, Justus-Liebig-Universit\u00e4t, Gie\u00dfen <\/p>\n\n\n\n FRIEBE, E. (1982): „HERTZ-sche Wellen“, Zeitschrift „Wissen im Werden“ 1982, H. 2, S. 81-86 <\/p>\n\n\n\n GUT, B. J. (1981): „Immanent-logische Kritik der Relativit\u00e4tstheorie“, CH 6317 Oberwil b. Zug, Kugler <\/p>\n\n\n\n JAMMER, M. (1964): „Der Begriff der Masse in der Physik“, Wissenschaftl. Buchgesellschaft, Darmstadt <\/p>\n\n\n\n KAMMERER, E. (1961): „Die Beurteilung der Lichtgeschwindigkeit“, mit einem Geleitwort von Professor Dr. Karl Sapper, <\/p>\n\n\n\n Graz KAMMERER, E. (1975): „Kosmologie“, Remshalden-Geradstetten <\/p>\n\n\n\n KANTOR, W. (1976): „Relativistic Propagation of Light“, Lawrence, Kansas, Coronado Press <\/p>\n\n\n\n KAUFMANN, W.\n(1902): G\u00f6tt. Nachr. 1902, S. 143 ff <\/p>\n\n\n\n KAUFMANN, W. (1902): G\u00f6tt. Nachr. 1902, S. 291 ff <\/p>\n\n\n\n K\u00d6HLER, R. (1982): „Die \u00c4quivalenz von Materie und Energie“, Philosophia Naturalis, Bd. 19, H. 3\/4, S. 315 ff <\/p>\n\n\n\n NEDVED, R. (1978\/1979): „Classical Theory of Relativity“, Separat iz biltena „naucna misao“ br. 14\/15, p. 1 – 36 <\/p>\n\n\n\n PREIKSCHAT, F. K. (1976): „A critical Look at the Theory of Relativity“, Bellevue, WA 98009, P. O. Box 1442 <\/p>\n\n\n\n RITZ, W. (1908): „Kritische Untersuchungen zur allgemeinen Elektrodynamik“, \u00dcbersetzung aus dem Franz\u00f6sischen nebst einem Vorwort von Dr. Carl D\u00fcrr, Schweiz, Verlag D\u00fcrr, CH – 6574 Vira, 1. Auflg. 1982, 2. Auflg. 1991 <\/p>\n\n\n\n THEIMER, W. (1977): „Die Relativit\u00e4tstheorie – Lehre, Wirkung, Kritik“, Verlag Francke, Bern und M\u00fcnchen <\/p>\n\n\n\n WALDRON, R. A. (1977): „The Wave and Ballistic Theories of Light – A Critical Review“, Frederick Muller Ltd, London ![\"\"](\"https:\/\/www.jocelyne-lopez.de\/blog\/wp-content\/uploads\/2023\/12\/masse-1-1.jpg\")
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EHRENBERG, W. (1981): „Unkonventionelle physikalische Theorien“, Erfahrungswissenschaftliche Bl\u00e4tter (EWB), Heft 4, Verlag Psychophysikalische Ges. e. V., M\u00fcnchen
EINSTEIN, A. (1905): „Ist die Tr\u00e4gheit eines K\u00f6rpers von seinem Energieinhalt abh\u00e4ngig?“, Ann. d. Phys. Bd. 18, S. 639 – 641 <\/p>\n\n\n\n
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