Prokesch hat geschrieben:welche theorie ist falsch, die relativitätstheorie (E=m.c²)
oder die quantentheorie (E=h.f)?
meiner meinung nach die relativitätstheorie, weil sie
die zeit verwendet. zeit ist keine naturkonstante,
es gibt sie nicht, sie hat der mensch erfunden und
nicht gott!!!
was meint ihr dazu?
Keine davon.
Die Formeln E=mc² und E=hf stehen nicht im Widerspruch zueinander, da sie zwei verschiedene Dinge berechnen.
E=hf berechnet die Photonenenergie und E=mc² die Gesamtenergie von Teilchen.
Man kann auch beide Gleichungen im Falle des Photons gleichsetzen und erhält dann die de-Broglie Wellenlänge des Photons.
E=hf ist auch keine Grundgleichung der Quantentheorie, sondern bezieht sich auf einen speziellen Aspekt aus der Quantentheorie, nämlich der Photonenenergie.
Eher würde ich sowas wie H|psi>=E|psi> als Grundgleichung interpretieren. Dabei ist H der Hamilonoperator und |psi> ein Hilbertelement, der einen Zustand charaktierisiert. E ist der gemessene Energiewert im Zustand |psi>.
Für freie Teilchen gilt im nicht-relativistischen Fall H=p²/(2m) mit p=-ih*v (h soll im folgenden ausschließlich ein hquer sein, v soll der nablaoperator sein, ist normalerweise ein dreieck mit spitze nach unten) als Impulsoperator.
Wie man erkennt, manifestiert sich hierin die kinetische Energie des freien Teilchens.
Für die Energie gilt laut der Relativitätstheorie
E=Wurzel((pc)²+(mc²)²)=apc+bmc²
Im letzten Schritt wurde die Gleichung mit den Operatoren a und b linearisiert. a ist ein Vektoroperator mit Komponenten ai. Die gleichung ist gültig, wenn a und b einer Clifford-Algebra genügen, also wenn b²=1 (1 ist hier der 1-Operator), [ai, aj]+=2delta_(ij)1 ([ai, aj]+ ist der Antikommutator, delta_(ij) ist das Kronecker-Delta)
und [ai, b]=0
Wendet man nun auf die gleichung das Korrespondenzprinzip an, erhält man die Dirac-gleichung für das freie Teilchen. Aus der Lagrangemechanik folgt, dass man im Falle eines EM-Feldes p durch p+eA und E durch E+e*phi ersetzen muss, dann hat man die diracgleichung für ein geladenes Teilchen im EM-Feld.
Aus dieser Gleichung kann man folgende Aussagen gewinnen:
1.) Es gibt einen zusätzlichen rein quantenmechanischen Freiheitsgrad, den Spin
2.) Der Landé-Faktor beträgt 2
3.) Jedes Teilchen besitzt ein Antiteilchen
4.) Feinstrukturaufspaltung (Spin-Bahn-Kopplung)
Der Nachweis der einzelnen Aussagen ist mit viel Rechenaufwand verbunden.
Die Aussagen wurden bereits alle experimentell bestätigt. Wie man sieht verträgt sich die spezielle Relativitätstheorie sehr gut mit der Quantentheorie. Es wurde sogar notwendig beide Theorien zu vereinen, um den Spin und damit letztlich auch den Ferromagnetismus zu erklären.