Elektron og Kredsløb

[HH]

I den først atom model mente man at elektronen ville kredse omkring kernen
Men ideen blev opgivet,  fordi den så ville miste energi, og spiralere ind mod kernen
Med hvilken ligning kan det beregnes.

[Morten Jødal]

INGEN!
Det er Bohrs første POSTULAT i den oprindelige udgave af kvantemekanikken, at elektronen kun kan bevæge sig i faste baner, hvor springene er heltallige i forhold til Rydbergformlen.
Dette indebærer, at en gradvis udstråling af energi ikke kan finde sted.
ENTEN holder elektronen sin bane uden energitab - ELLER den springer til en lavere energitilstand og udlader energiforskellen på én gang som en foton (det var den første nye partikel, der blev "opfundet" af kvantemekanikerne).
Bohrs atommodel må i dag betragtes som ret primitiv - der undervises fortsat i den i folkeksolen og tildels i gymnasiet, men Bohr selv og hans medarbejdere nåede betydeligt videre i løbet af det følgende årti.
Den grundlæggende ide om kvantisering holdt - men kvantemekanikken er udviklet til et niveau, hvor det må anses for absurd at FORSTÅ den. Dens relevans ligger i, at dens matematiske ligninger giver gode resultater og fortsat stemmer bedre med observationer af virkeligheden end alle konkurrerende modeller.

[Morten Jødal]

Undskyld, HH, jeg tror jeg misforstod dit spørgsmål. Du mente det vist modsat? Så nu får du også et svar på det modsatte spørgsmål.
Udstrålingen fra en elektrisk ladning, der roterer i et elektrisk felt, kan beregnes ved hjælp af Maxwells ligninger for den klassiske elektrodynamik.
Det hører med i billedet, at disse fire ligninger fortsat anses for gyldige og benyttes til at beskrive ladede partiklers bevægelser.
Kvantemekanikken postulerer altså, at de IKKE gælder på atomart niveau.
Når vi ikke oplever problemer med større ladninger og større bevægelser, skyldes det den ganske lille værdi af kvantet.
Jeg vil ikke her kaste mig ud i en større forklaring af elektrodynamikken - men det er altså en helt generel lov, at en roterende ladning danner et magnetfelt og udstråler energi.

[harbst]

Hej Morten
Lad os lige et øjeblik blive ved den klassiske opfattelse .som beskrives af Maxwells ligninger.

En roterende ladning danner et magnetfelt. Det er vi enige om.
Magnetfeltet i sig selv repræsenterer en energi, selv om det også er svært at forstå.

Men det kan da sagtens være en statisk tilstand hvor der ikke udstråles energi eller noget som helst andet.

Tænk f.eks på en supraledende metaltråd. Den anbringes i et magnelfelt (B-felt) og enderne sluttes så den danner en ring . Feltet (fremmedfeltet) fjernes , og der vil ved induktion skabes en strøm i ringen præcis så stor at den magnetiske induktion igennem ringen bibeholdes.
Der har vi vore roterende  ladnigsbærere som vil rotere til evig tid. De udstråler ikke noget som helst.
Vi kan dog ikke måle strømmen uden at ødelægge systemet. Så kan man jo diskutere om strømmen eksisterer, men det er ikke anderledes end med atomets elektronsky. Den giver sig også kun til kende ved forandringer.
 

[HH]

Tak for de flotte svar

Jeg mener man kan beregne det energitab sådan: P=2e^2a^2/3c^3

Nå men det er nu ikke så vigtigt lige nu.

Helt grundliggende, derom du forestiller dig at en bile vil køre lige ud, men der er en Wire i den forankret til et anker.
Forestil dig bilen derfor kører i ring, men fortsat vil hele dens kinetiske energi helst fortsætte lige ud.

Hvor stor en del af bilens energi / hastighed / kraft overføres til ankeret.
Findes der ikke en simpel ligning(er) for det ?

[harbst]

jo intet.
I din model står ankeret fast og kan derfor ikke have kinetisk energi.
Da det ikke bevæges kan der heller ikke overføres anden form for mekanisk energi til det.

Du har ikke forstået den klassiske mekanik.

Glem al den snak om energi og tal i stedet om hastighed eller impuls.

[Morten Jødal]

Jeg er enig med harbst, HH, dog ikke i at spørgsmålet ikke kan behandles ud fra energibetragtninger.

Arbejdssætningen i den klassiske mekanik siger, at den resulterende krafts arbejde er lig med tilvæksten i kinetisk energi.
En "tilvækst" regnes natuligvis med fortegn, en negativ tilvækst betyder tab af energi.

Den afgørende pointe er, at v i dit eksempel hele tiden er 90° og cos v derfor 0.
Altså er der ingen tilvækst i kinetisk energi (hverken positiv eller negativ) - naturligvis under forudsætning af, at en gnidningskraft ikke ændrer på vinklen af den resulterende kraft.

Du kan sammenligne med planetbevægelserne, som dog har holdt deres baner i nogle milliarder år!
At planetbanerne ikke er cirkler, men ellipser, betyder at fordelingen mellem kinetisk og potentiel energi varierer i løbet af et år - men i et helt omløb er der intet tab.

Til sidst: For elektromagnetiske kræfter (klassisk betragtet) er der den forskel, at en ladnings bevægelse langs en lukket bane heller ikke medfører noget energitab (jfr. harbsts drilleindvending mod mit forrige svar) MEDMINDRE der befinder sig en ladning inden for det areal, banekurven beskriver, for så udstråles der energi - og det er jo netop tilfældet for en elektronbane, som den i årene 1898-1913 blev forsøgt set. Derfor holdt den klassiske model ikke.

P.S. Belært af erfaringerne fra forrige omgang lover jeg på forhånd, at jeg ikke vil uddybe dette svar yderligere. Men den klassiske mekanik er behandlet i adskilige gode ældre gymnasiefysikbøger (vælg ikke en ny, der har mekanik fået en stedmoderlig behandling).

[harbst]

Hej Morten

Nu vil jeg da drille lidt igen.
For denne påstand gælder ikke generelt:

den resulterende krafts arbejde er lig med tilvæksten i kinetisk energi.

Det kan da kun være hvis man udelukkende har konservative kræfter. Kraftens arbejde kan jo forsvinde i så meget andet.

Når de drejer en elgenerator kan det endda blive til kemisk bunden energi i en galvanisk celle. Der er mange andre muligheder end kinetisk energi.


Når enegibetragtninger er så dårligt egnet er det netop fordi energien i almindelighed ikke bevares, men det gør impulsen, også når der er tale om gnidningskræfter.  

[Morten Jødal]

Nu vil jeg da drille lidt igen.

Ja, det fremgår da tydeligt, at dette er formålet, for som du givetvis har bemærket, tog jeg netop forbehold for gnidningskræfter - omend jeg undlod at gå i dybden.

Nu har jeg i adskillige år levet af at undervise i bl.a. fysik, og i de seneste ca. 20 år har stort set alle de elementære lærebøger taget udgangspunkt i energibetragtninger, som man kan komme rigtig langt med  - og let nok til at besvare HHs spørgsmål.
Jeg er forsåvidt enig med dig i, at andre angrebsvinkler er nødvendige, hvis man skal gå rigtigt i dybden.

Men da du nu har åbnet for at diskutere konservative systemer, kan jeg også formulere svaret på det helt oprindelige spørgsmål sådan, at et elektrisk system med en punktladning IKKE er konservativt, og der vil ske energitab, når en anden ladning roterer omkring denne.
Til gengæld er hele vor moderne elteknologi afhængig af denne egenskab ved elektromagnetiske felter - bla. er enhver form for dynamo afhængig af den.

... og hermed er jeg vist også gået langt nok med at svare på drillerier 

[HH]

Morten skrev:
I din model står ankeret fast og kan derfor ikke have kinetisk energi.
Da det ikke bevæges kan der heller ikke overføres anden form for mekanisk energi til det.

Men så må man kunne sige at bilen kører med nedsat hastighed, fordi den helst vil køre lige ud, og ikke i en cirkel, hvorved dens konstant tvinges til at ændre retning, og således også konstant bruger energi på at skulle ændre retning, i forhold til det der er dens spontane retning.

Derved vil den jo per kørte færre kilometer bruge mere benzin, og følgelig vil der undslippe energi et eller andet sted hen.

- Hvor forsvinder energien så hen?
- Og hvor meget??

Jeg vil driste mig til at spekulere i at det må konverteres til termisk energi i snoren, ankeret, og jorden omkring ankeret, der fx dersom dette er lille vil vride sig i jorden samtidig med at bilen kører.

Man kan ikke slutte at der ikke bruges energi på retningsskrift, det er jo grundlæggende i inerti-læren.

Man behøver fx bare køre en tur over Storebæltsbroen for at opdage at der er en sammenhæng mellem sidevind og hvornår broen lukkes. 
Selvom om bilen ved vindstyrke 7 bare gynger lidt i vinden, så er det i lighed med (det lille) anker en påvirkning som fx betyder at bilen omsætter energi fra vinden til termisk varme fx til dæk men specielt til affjedringen.

Dersom så affjedringen er stivere (sammenlignet med større anker der påvirkes synligt mindre) betyder det uanset at der overføres og omdannes den samme energi, måske udmønter det sig så i højere grad i dækkene styretøj osv.

Vinden påvirker bilen med en bestemt kraft.
Ligeledes kan der i snoren mellem bilen og ankeret måles en sidelæns kraft.
Derom man have en newtonmeter på denne snor ville man selvfølgelig kunne måle denne kraft.
At det er bilen selv der skaber denne kraft-retning mod ankeret har ingen betydning.

Forestil dig at ankeret var for svagt, det ville løsne sig i Jorden, nu ville bilen ville ganske givet køre længere per liter, med ankeret dinglende og hoppende efter sig.

Er det ikke 7 klasses pensum det her. ?

Jeg ville så bare vide hvordan beregner men denne spild energi, og vil da tro det er så enkelt som 4KE/kredsløb-tid ?

Harbst Skrev:
Du har ikke forstået den klassiske mekanik.
Glem al den snak om energi og tal i stedet om hastighed eller impuls.

Jeg forstår ikke rigtigt.
Det er da ikke mig der er dum er det?
Du kan du udmærket regne KE-"tab", og jeg mener det må være pærenemt bare man tænker sig en smule om.

[Morten Jødal]

HH, det er endnu en gang lykkedes dig at provokere mig til et svar mere end jeg havde lovet!

Morten skrev:
I din model står ankeret fast og kan derfor ikke have kinetisk energi.
Da det ikke bevæges kan der heller ikke overføres anden form for mekanisk energi til det.

Det skrev jeg ALDELES IKKE! Det var harbst.

JEG hævdede derimod, at når den resulterende kraft er vinkelret på bevægelsesretningen, udfører den intet arbejde, og der er heller ingen ændring i den kinetiske energi.
Jeg vil gerne give harbst ret i, at vi her forudsætter et konservativt system -  d.v.s. uden ydre kræfter og uden gnidning, herunder luftmodstand.

Det er da ikke mig der er dum er det?

Her vil jeg - og jeg er sikker på, at harbst er enig med mig - svare: JO!

Jævn cirkelbevægelse og harmonisk svingning er to eksempler på bevægelser, som i princippet foregår uden energitab og derfor kan blive ved "evigt".
Find en fysikbog og slå op på disse afsnit.

Og så vil jeg tilføje, at hvis du lærer at bruge ikonet "Citat", kan du fremover citere de rigtige personer for deres påstande.
Du kan evt. kopiere det citerede indlæg over i Notesblok og der klippe i det.
Brug pilen "Tilbage" i din browser for at komme tilbage til det indlæg, du svarer på.
Du kan bruge manøvren på flere forskellige indlæg, og når du så har alle de ønskede citater, kan du klikke "besvar" og kopiere citaterne ind i det nu tomme svarfelt.

P.S. Storebæltsbroen lukkes, når sidevinden giver risiko for, at passerende biler kan vælte eller påkøre autoværnet. Det har INTET med energitab at gøre!!!

[HH]

Morten skrev:
I din model står ankeret fast og kan derfor ikke have kinetisk energi. 

For det første er der er ingen der ved om ankeret absolut står stille, hvor stort det er og således om det ikke vrider i Jorden.
Derfor er der heller ingen der ved om ved om den KE som bilen mister også delvis er kinetisk når den modtages et andet sted.

For en god orden skyld se lige hvad der var spøgsmålet:

Citat Mig selv
Helt grundliggende, derom du forestiller dig at en bile vil køre lige ud, men der er en Wire i den forankret til et anker.
Forestil dig bilen derfor kører i ring, men fortsat vil hele dens kinetiske energi helst fortsætte lige ud.
Hvor stor en del af bilens energi / hastighed / kraft overføres til ankeret.
Findes der ikke en simpel ligning(er) for det ?

Det centrale i spørgsmålet er altså hvor meget KE (kort sagt) bilen mister i denne forbindelse.
At det er det der sker, er der vel ingen herinde der virkelig seriøst vil bestride?

Morten skrev:
Da det ikke bevæges kan der heller ikke overføres anden form for mekanisk energi til det. 

Hvis ankeret blot vrider blot en smule overføres der KE til ankeret, som hurtig omsættes til termisk energi omkring ankeret.
Selv hvis ankeret står helt stille er der en kraftpåvirkning af vejeren der i stedet konverteres til fx termisk energi, fx ved at vejeren stækkes eller måske brister, hvorved der sker en påvirkning af molekyle strukturen og således af den elektromagnetiske kraft.  Noget i samme retning sker i ankeret hvor den elektromagnetiske kraft også ”udfordres” en anelse.

Hvis vejeren eller ankeret ikke vil gi sig så sig og således modtage/ konvertere energien så forsvinder den blot andre steder hen, det være sig som en følgelig større mekanisk belastning på bilens mekaniske dele  og som allerede nævnt affjedring og styretøj der så må aftage hele belastningen og således bilens KE modstand.

Helt på samme måde som når du kører over Storebælt i sidevind overføres der kraft fra vinden på bilens mekaniske dele.
 
På Storebæltsbroen såvel som for bilen i et låst kredsløb overføres der således også KE til bilens komponenter. Dette er et ubestrideligt faktum og som nævnt 7 klasses pensum. 

Fx vil affjedringen i retningen mod ankeret bliver trykket i bund jo hurtigere der køres, og navnlig jo mindre radius der er. Dermed omsættes kinetisk energi til termisk energi.

Tror du virkelig ikke på ikke på det så prøv at tage en tur i den næste rundkørsel med cirka 170 km/t og mærk derefter din affjedring, dæk og styretøjs led. (Husk lige styrthjælm).

Er du fortsat i tvivl om inertilæren så prøv med en betongbil fyldt med beton, eller prøv at slå op i en fysikbog (for 5 klasse) og se om du kan finde afsnittet om hvorfor det er så SATANS svært at få en supertanker til at ændre retning. Navnlig hvis kaptajnen er en fuld russer.

Du vil da ikke benægte at dersom nu vejeren springer så vil bilen

1.)   Spontant have en retning som er ligeud (helt i samsvar med inertilæren)?
2.)   Køre hurtigere ligeud end den gjorde i kredsløb uden at der trykkes ekstra på speederen.

Men alt dette er jo ikke så afgørende, uanset om ankeret nu er støbt i 100 m3 beton eller om det vrider sig i Jorden, så er det matematikken vi skal have fat i.

Den må bygge på inertilæren og udtrykkes som jeg nævnte: 4KE/tid  per omløb.

Det der sker og er jo at du skal forestille dig at vejeren tvinger bilen til at skifte (stik modsat) retning 2 gange per kredsløb. Hver gang du skifter retning med 90 grader har du mistet halvdelen af din af den KE som din (konstante) hastighed er udtryk for.  Derfor tallet 4. Og logisk nok, jo kortere radius bliver jo hurtigere skal du skifte retning og derfor jo hurtigere mister du KE. - derfor delt med t.
 

HH Skrev
Det er da ikke mig der er dum er det?
Morten
Her vil jeg - og jeg er sikker på, at harbst er enig med mig - svare: JO!

Morten HELT ærlig talt. Kan du ikke forstå hvad jeg skriver, så er det altså dig selv der er dum.
Det er femte - syvende klasses pensum.

Jævn cirkelbevægelse og harmonisk svingning er to eksempler på bevægelser, som i princippet foregår uden energitab og derfor kan blive ved "evigt".
Find en fysikbog og slå op på disse afsnit.

Det har intet med denne tråd at gøre, og bare udenomssnak.
Hvis du vil kan jeg skaffe dig en tur i en fyldt betonbil, men KUN hvis du lover at tage en tur i den første rundkørsel og KUN hvis du har kasko, så bliver vi enige. (Men pas nu på intertien Morten)  = 4KE/tid  per omløb, den er altså livsfarlig for andet end havmåger og fulde russere.

JEG hævdede derimod, at når den resulterende kraft er vinkelret på bevægelsesretningen, udfører den intet arbejde, og der er heller ingen ændring i den kinetiske energi.

Ved den søde grød er det det.
Pas på lapperne når du sætter dem på de hydrauliske dæmpere efter 10 min. tur i rundkørslen med beton ( især i venstre side) (!)  ....

[Morten Jødal]

Der er i Danmark udgivet en bog til "Natur og Teknik" - som er det pseudonaturvidenskabsfag, man i det danske skolevæsen spiser eleverne af med i 5-6. klasse - hvor der står, at vandet i Islands gejsere er så varmt, at når man stikker en træpind ind i VANDstrålen, vil den bryde i brand! 

Så meget for folkeskolens fysikpensum (selv om det er en smule mere seriøst i 7-9.klasse).

HH, læs en fysikbog på GYMNASIEniveau (hvis du kan!  ), og du vil finde gennemgået, hvorfor der naturligvis både er kraft og acceleration, men intet ARBEJDE i en jævn cirkelbevægelse, og derfor heller ingen ændring i den kinetiske energi.

Efter læsningen kan du slænge dig i en liggestol og nyde, at Solen stadig - selv efter at Jorden har kredset om den i omkring 5 milliarder år - er ca. 150 millioner km væk, fordi der ikke udføres et arbejde i kredsløbet - ellers ville Jorden forlængst være faldet ind i Solen!

Hele dit sidste indlæg er fuldt af ikke-ideelle antagelser, og hvis du laver sådanne er der intet, der er simpelt. Så er du på et af de sidste semestre i en M-ingeniøruddannelse og skal have valgt de rigtige kurser for at kunne regne på det.
Samt være rimeligt sikker på, om dine forudsætninger holder (hvor meget rokker ankeret for eksempel?).

Når jeg tillod mig at give dig ret i, at du er "dum", må jeg præcisere, at det er afgørende forskelligt fra "uvidende". Dumheden består i, at du viser en udpræget mangel på vilje til at læse de svar, du får, hvis de ikke stemmer med dine forudfattede meninger, selv om disse er forkerte.
Derfor kan du godt risikere, at dit næste spørgsmål slet ikke bliver besvaret ...

[HH]

Der er i Danmark udgivet en bog til "Natur og Teknik" - som er det pseudonaturvidenskabsfag, man i det danske skolevæsen spiser eleverne af med i 5-6. klasse - hvor der står, at vandet i Islands gejsere er så varmt, at når man stikker en træpind ind i VANDstrålen, vil den bryde i brand! 

Så meget for folkeskolens fysikpensum (selv om det er en smule mere seriøst i 7-9.klasse).

HH, læs en fysikbog på GYMNASIEniveau (hvis du kan!  ), og du vil finde gennemgået, hvorfor der naturligvis både er kraft og acceleration, men intet ARBEJDE i en jævn cirkelbevægelse, og derfor heller ingen ændring i den kinetiske energi.

Der ER modstand mod denne kredsløbs bevægelse, helt på samme måde som når du glemmer at slippe håndbremsen helt. Vi taler om inertiens lov, og Morten det VED du godt.

Morten Skrev. Efter læsningen kan du slænge dig i en liggestol og nyde, at Solen stadig - selv efter at Jorden har kredset om den i omkring 5 milliarder år - er ca. 150 millioner km væk, fordi der ikke udføres et arbejde i kredsløbet - ellers ville Jorden for længst være faldet ind i Solen!

Det har ”intet” med det konkrete eksempel at gøre.
Jeg FORSTÅR at dette forvirrer DIG.
Men Jord/Måne systemet er en helt anden diskussion vi kan tage senere.
Her på Jorden koster det KE at ændre et objekts retning. Prisen ER nedsat hastighed (ELLER mere KE)
Derfor kan der uanset godt være tale om en stadig jævn bevægelse.

Morthen Skrev
Hele dit sidste indlæg er fuldt af ikke-ideelle antagelser, og hvis du laver sådanne er der intet, der er simpelt.

Ja det er IKKE simpelt eller enøjet hvordan dele af et objekts KE forvandles i et kresløb, men det er et FAKTUM at det sker.
Det sker af MANGE veje. En af dem jeg glemte er at beton-bilens hjullejer nok er brændt af efter ½ time, hvis du ikke ser at komme ud af den rundkørsel.
Men kun dem i venstre side, (Forudsat du ikke er fuld og køre den forkerte vej rundt).

Yderligt ER det simpelt at mit spørgsmål SKAL besvares matematisk.
Svaret fandt jeg selv.
Om DU kan lide det er din egen sag (4KE/t)  - som er per kredsløb.
Vil du have energien der kræves for at ”dreje inertien”  per sekund SKAL ”t” blot være t^2
DET er svaret, og så ER den faktisk IKKE længere. (Bortset fra at dersom KE ikke forvandles gennem vejeren så gør den det i bilens komponenter, men resultatet ER det samme) .

Morthen Skrev
Når jeg tillod mig at give dig ret i, at du er "dum", må jeg præcisere, at det er afgørende forskelligt fra "uvidende". Dumheden består i, at du viser en udpræget mangel på vilje til at læse de svar, du får, hvis de ikke stemmer med dine forudfattede meninger, selv om disse er forkerte.
Derfor kan du godt risikere, at dit næste spørgsmål slet ikke bliver besvaret ...

Morten du har i denne tråd ganske enkelt IKKE ret.
Det er fristende at blive personlig eller nedledende, i ren og skær fornærmelse, men du VED jo godt at i sidste ende så klær det dig ikke, - livet er for kort til at tage sig selv så højtideligt og slet ikke når det nu ER dig der var forvirret, - sikkert  fordi at Månen ikke helt er en betonbil, men kun næsten.

ER du villig til at tage diskussionen for så vidt HVORFOR Månen ikke sådan lige kan sammenlignes med betonbilen så er det da helt fint.
Men så skal DU give det første bud på hvem der betaler for den energi der skal til for at få den store supertanker: Månen, rundt i svinget. – Fordi den jo ville nok helst bare stikke af; LIGE UD af motorvejen, -  hvis den kunne bestemme selv.

[Morten Jødal]

Der ER modstand mod denne kredsløbs bevægelse, helt på samme måde som når du glemmer at slippe håndbremsen helt. Vi taler om inertiens lov, og Morten det VED du godt ... Jord/Måne systemet er en helt anden diskussion vi kan tage senere.
Her på Jorden koster det KE at ændre et objekts retning. Prisen ER nedsat hastighed (ELLER mere KE)

HH, kender du Isaac Newton?
Hans største bedrift var at fastlægge UNIVERSELLE bevægelseslove, som gælder både på Jorden og i Universet (først 300 år senere blev det klart, at de ikke HELT gælder på atomart niveau eller mindre skala end dette).

En af Newtons love er inertiens lov, men han kendte skam også roterende bevægelser og kunne beskrive dem.

En snurretop er endnu et eksempel¨på en roterende bevægelse, der I PRINCIPPET foregår uden energitab. Den ligner faktisk din betonbil ret meget!
Men lige så snart du begynder at inddrage gnidning eller slid på mekaniske dele, er intet simpelt.

Din såkaldte formel for energitabet forstår jeg ikke, så du må gerne kalde mig dum (uden at jeg dog føler mig ramt).

Til gengæld LOVER jeg, at jeg ikke igen vil svare på et spørgsmål fra dig, før du har givet mig titlen på en fysikbog - på mindst gymnasieniveau - som du har LÆST!!!