Diskussion über magnetische und kinetische Energie

Wenn Sie sich für Physik interessieren, müssen Sie „Unbelievable“!

Wie ist es möglich, dass die magnetische Energie eines Elektrons zugleich die kinetische Energie ist?

Die Antwort auf diese Frage ist, dass beide Energieformen unterschiedliche Darstellungen derselben „dynamischen“ Energie sind.

Wenn ein Elektron sich bewegt und mit einem anderen Teilchen kollidiert, wird die Änderung der kinetischen Energie vom einen Teilchen auf das andere übertragen. Die kinetische Energie des Elektrons ändert sich, weil das Elektron nun mit einer anderen Geschwindigkeit bewegt wird. Auch die magnetische Energie muss sich ändern, weil die Ladung des Elektrons nun ebenfalls mit einer geänderten Geschwindigkeit bewegt wird.

Das gleiche Argument gilt, wenn ein Elektron (elektrischer Strom) magnetische Energie durch magnetische Induktion verliert. Das Elektron verlangsamt sich und verliert kinetische Energie.

Wenn wir die Formeln für die magnetische Energie eines elektrischen Stroms und die kinetische Energie einer Masse betrachten, stellen wir fest, dass es Ähnlichkeiten gibt. Die magnetische Energie eines Stroms beträgt   [Joule], während die kinetische Energie einer bewegten Masse    [Joule] beträgt.

Betrachten wir einen elektrischen Strom, bei dem sich die Elektronen doppelt so schnell bewegen, dann ist die induzierte magnetische Energie  Wm  viermal so groß und ebenso die kinetische Energie der bewegten Elektronen im Strom. Beide Formeln, für die magnetische und die kinetische Energie, sind mit der Darstellung der Äquivalenz von kinetischer und magnetischer Energie konsistent.

Die logische Konsequenz der Äquivalenz von magnetischer und kinetischer Energie ist, dass jede bewegte Masse, die kinetische Energie besitzt, auch magnetische Energie besitzt!

Der bewegende Proton und magnetische Energie
Das Proton ist, wie das Elektron, ein einzelnes geladenes (+Qe) Teilchen. Der beobachtbare Unterschied zwischen dem Proton und dem Elektron ist das entgegengesetzte Vorzeichen der Ladung und der Unterschied in der Masse. In Kapitel „The Proton and Neutron“ sehen wir, dass die intrinsische Energie der Masse eines Protons durch die Gleichung ausgedrückt werden kann.

Wo die Masse eines Protons Mp berücksichtigt wird, die elektrostatische Energie für die Hälfte der Masse und für die andere Hälfte die magnetische Spinenergie. Rp  ist der Radius des lampenförmigen Protons.

Die magnetische Energie des induzierten Magnetfeldes (Wm) des sich bewegenden Protons ist demnach:

Das sich bewegende Wasserstoffatom und Neutron
Das Proton ist ein positiv geladenes Teilchen. Das sich bewegende Proton muss magnetische Energie besitzen. Aber wenn die kinetische Energie dieselbe ist wie die magnetische Energie, muss jede sich bewegende Masse magnetische Energie besitzen!

Das Wasserstoffatom besitzt kein elektrisches Feld außerhalb des Radius des Moleküls. Alle elektrostatische Energie und damit alle magnetische/kinetische Energie des sich‑bewegenden Wasserstoffatoms konzentrieren sich im Atom, zwischen Elektron und Proton.

Die Ladung eines getrennten, sich bewegenden Elektrons und Protons ist nicht abgeschirmt, wie es im Wasserstoffatom der Fall ist. Das getrennte Elektron und Proton besitzen daher einen viel größeren Bereich, in dem die elektrischen Felder vorhanden sind und mit anderen geladenen Teilchen interagieren können, wenn relative Bewegung besteht. Das elektrostatische Feld im Wasserstoffatom und damit die kinetische/magnetische Energie sind im Raum zwischen dem Proton und dem Elektron enthalten.

Für das bewegte Wasserstoffatom gelten dieselben Argumente wie für das bewegte Elektron und Proton. Die kinetische Energie des Wasserstoffatoms ist die induzierte magnetische Energie des bewegten elektrostatischen Feldes zwischen Proton und Elektron. Außerhalb des Wasserstoffatoms gibt es kein elektrostatisches Feld oder dielektrische Verschiebung, daher gibt es außerhalb des Atoms kein magnetisches Feld oder keine Energie. Die magnetische/kinetische Energie ist auf den Bereich des elektrischen Feldes beschränkt, zwischen Proton und Elektron, im Wasserstoffatom.

Wenn ein Proton und ein Elektron zu einem Neutron verschmelzen, wird während des Fusionsprozesses die potenzielle elektrostatische Energie von Proton und Elektron in kinetische Energie (magnetische Energie) umgewandelt. Obwohl verschmolzen, schwingen die positiven und negativen Ladungen von Proton und Elektron weiterhin im Neutron, sodass das elektrostatische Feld zwischen beiden Ladungen weiterhin existiert, nun jedoch im Neutron konzentriert und daher eingeschlossen ist.

Das Neutron besitzt kein elektrostatisches Feld, das wir beobachten können, weil die Oszillationsfrequenz des Neutrons mit etwa 2·10^26 Hz (Kapitel „The Proton and Neutron“) viel zu hoch ist, um nachgewiesen zu werden. Nicht nachweisbar zu sein bedeutet nicht, dass die Äquivalenz von magnetischer und kinetischer Energie für ein Neutron ungültig wäre.

Kommentar hinzugefügt November 2007
Als J.J. Thomson (1881) ableitete, dass die EM-Theorie die elektromagnetische Masse eines Elektrons nicht erklären könne, wobei er dabei brutal das Energieerhaltungsgesetz verletzte, stellte niemand die Richtigkeit seiner Schlussfolgerungen in Frage. Seine falsche Analyse wurde vollständig in die QM übernommen und diente ihnen als Beweis , dass die EM-Theorie ungeeignet ist, elementare Teilchen zu beschreiben. Feynman kopierte Thomsons Fehler in seinen Lectures on Physics, auf den ich oben verwies.

Warum stellten sich QM‑Physiker nie die Frage nach Thomsons grundlegend falscher Herleitung?

Die Antwort auf diese Frage ist meines Wissens der unerschütterliche Glaube der Physiker an Maxwell’s Gleichungen. Maxwell’s Gleichungen beschreiben das Zusammenwirken zwischen dem elektrischen Feld, dem magnetischen Feld, dem elektrischen Ladung, und elektrischem Strom. Obwohl Maxwell’s Gleichungen mathematisch korrekt sind, hat anscheinend nie ein Physiker überprüft, ob diese Gleichungen auch im physikalischen Sinn gültig sind!

Anscheinend ist die Quantenmechanik vom Ende des 19^ten Jahrhunderts bis heute nichts anderes als Mathematik. Solange abgeleitete mathematische Gleichungen schön aussehen und intuitiv nicht gegen grundlegende physikalische Gesetze verstoßen, werden sie als physikalisch korrekt akzeptiert. Man kann zumindest sagen, dass die Quantenmechanik „Theorien“ des letzten Jahrhunderts auf unzureichende wissenschaftliche Weise behandelt.

Heutzutage wissen viele (Top‑)Wissenschaftler, dass die Quantenmechanik die EM‑Theorie fälschlich als ungeeignet zur Beschreibung elementarer Teilchen disqualifiziert hat. Tatsächlich wissen sie jetzt, dass der QM‑Ansatz die grundlegend fehlerhafte Theorie ist.

Wenn sie sich an den moralischen und ethischen Standards ihres Berufs orientieren, sollten diese Wissenschaftler dies wissen und die Fehler ansprechen. Sie entscheiden jedoch, dass ihr persönliches Interesse wichtiger ist als die moralischen und ethischen Standards ihres Berufs.

Nächstes Kapitel: Das Photon