Wikipedia:Redaktion Physik/Qualitätssicherung/Archiv/2021/September

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Infoboxen in Artikeln über physikalische Größen

Hallo,

könnte jemand mal in meinen beiden Artikeln Svedberg (Einheit) und Abvolt die Infoboxen kontrollieren. Mir ist gerade aufgefallen, dass zum Beispiel die Angabe in SI-Einheiten in Artikeln über andere Größen mit dieser mathrm Vorlage formatiert sind, ich habe jedoch das Prinzip nicht ganz verstanden, wie diese funktioniert.

VG --King Muli 12 (Diskussion) (ohne (gültigen) Zeitstempel signierter Beitrag von King Muli 12 (Diskussion | Beiträge) 01:39, 25. Sep. 2021 (CEST))

Also bei abV stimmt was nicht: wenn das abV im emE definiert ist als g^1/2·cm^3/2·s⁻² (was mir bei erstem Hinsehen richtig erscheint), dann kann die Dimension nicht T·L^½·M^½ sein - sondern T⁻²L^3/2M^1/2.
Bei Svedberg frage ich mich, ob da überhaupt ne Infobox hinsoll. (siehe mein separater folgender Beitrag) — Wassermaus (Diskussion) 23:49, 3. Okt. 2021 (CEST)

Nachtrag nach Recherche: Benutzer:Debenben hat in Wikipedia:Redaktion_Physik/Qualitätssicherung/Unerledigt/2019#Kategoriebaum_für_SI-Einheiten am 20.12.2019 um 16:27 Uhr und am 21.12.19 um 1:45 Uhr klar dargelegt, dass nur Einheiten, die im Kategorienbaum Maßeinheit (Physik) stehen, die Infobox bekommen. Insbesondere steht sie nicht bei den zahllosen Einheiten von Länge, Masse, Volumen, Zeit. Also muss die Infobox bei Svedberg weg. — Wassermaus (Diskussion) 09:31, 4. Okt. 2021 (CEST)

Das würde etwa 60 Artikel betreffen. Bei einigen Artikeln wie denen zu gesetzlichen Einheiten zucke ich etwas (Metrisches Karat, Ar (Einheit)…).

Das Eine ist zu entscheiden, wie wir innerhalb unserer Zuständigkeit als Fachredaktion mit Infoboxen umgehen. Hier geht es aber eigentlich gerade darum, explizit jenseits "unserer Zuständigkeit" Löschungen vorzunehmen. Das sollte auf Vorlage Diskussion:Infobox Physikalische Einheit angekündigt und dann in der Doku entsprechend festgehalten werden. Kein Einstein (Diskussion) 10:29, 4. Okt. 2021 (CEST)

Ich gebe dir recht. Ich habe es als Vorschlag/Antrag ausformuliert -- Wassermaus (Diskussion) 18:25, 4. Okt. 2021 (CEST)

Bitte die Diskussion nicht hier fortführen sondern auf Vorlage Diskussion:Infobox Physikalische Einheit#Verwendung nur für Physikalische Einheiten -- Wassermaus (Diskussion) 18:25, 4. Okt. 2021 (CEST)

Archivierung dieses Abschnittes wurde gewünscht von: Wassermaus (Diskussion)|--Wassermaus (Diskussion) 19:46, 26. Okt. 2021 (CEST)

Streuproblem in der Quantenmechanik, Inverses Streuproblem der Quantenmechanik

Beide aus selber Quelle bitte sich mal anzusehen (die allgemeine QS ist da - inhaltlich - etwas überfordert ;-) lG --Hannes 24 (Diskussion) 20:39, 7. Sep. 2021 (CEST)

Auf den ersten Blick frage ich mich, ob diese Begriffe nicht am besten in den Artikel Streutheorie eingebaut werden sollten. Wenn nicht, müssten diese Artikel zumindestens aufeinander abgestimmt werden. --Kallichore (Diskussion) 21:06, 7. Sep. 2021 (CEST)

@FastForwardFreddy: hast du dazu eine Idee? Kein Einstein (Diskussion) 17:53, 12. Sep. 2021 (CEST)

Hallo allerseits, (bin neu hier, hoffe das mit dem Antworten klappt so, wie ich mir das vorstelle) Ich versuche es mal mit einem Beispiel: Man nehme zwei Schweizer Taschenuhren und schieße diese mit hoher Geschwindigkeit in einem dunklen Raum aufeinander. Danach macht man das Licht an und schaut sich an, was da so herumliegt. Jetzt kann man sich die folgenden beiden Fragen stellen:

1. Wie konnte das passieren?
2. Welche Kräfte wirkten im Moment des Aufpralls und haben genau dieses Ergebnis produziert?

In der Quantenmechanik sind das natürlich keine Uhren sondern Moleküle, Atome, Atomkerne oder Elementarteilchen, aber die Fragen sind die gleichen. Der Artikel "Streutheorie" beantwortet die erste Frage. Der Artikel beschreibt - meines Erachtens überdetailliert und mit zu vielen Formeln - mit welchen physikalischen Gleichungen sich der Streuvorgang beschreiben lässt. Wenn ich V(x) und E kenne, dann muss die Wellenfunktion, die den Streuprozess beschreibt, diesen Gleichungen folgen. Das ist passiert. Mehr beschreibt der Artikel "Streutheorie" nicht (und es gäbe auch noch ein paar andere Gleichungen, die man hier anführen könnte). Um die zweite Frage zu beantworten muss ich das Potential und die Energie (im Falle der Uhren: die Kollisionsgeschwindigkeit) kennen um die Gleichung bestimmen zu können. Ich sehe aber nur in einen Raum voller Schrauben, Zeiger und Federn. Wie komme ich auf V(x)? Diese Frage ist das quantenmechanische Streuproblem und es gibt zwei Ansätze um es zu lösen: Ich "rate" ein Potential und spiele so lange an den freien Parametern herum, bis die Lösung der Schrödingergleichung die Verteilung der Uhren-Überreste im Raum erklärt. Das ist das direkte Streuproblem. Dazu muss ich aber Annahmen über die Wechselwirkung machen. Oder ich versuche, ausgehend vom beobachteten Chaos im Raum, die Schrödingergleichung "rückwärts" zu lösen, indem ich die Gleichung nach dem Potential auflöse: Das ist das inverse Streuproblem und dazu brauche ich (vermeintlich) keinerlei Modellannahmen.

Man kann die drei Artikel sicherlich auch zusammenführen, m.E. machen sie aber getrennt durchaus Sinn, da sie unterschiedliche Dinge beschreiben. Es fehlt jetzt noch ein Eintrag zum direkten Streuproblem, wenn sich da niemand findet, würde ich das "bei Gelegenheit" mal machen...

imho sollten Wikipedia-Artikel möglichst ohne Formeln, oder zumindest mit so wenig Formeln wie möglich auskommen. Für den Streutheorie-Artikel könnte ich "bei Gelegenheit" Quellen ergänzen. Das sieht mir nach der Darstellung aus dem Greiner oder Nolting aus.--FastForwardFreddy (Diskussion) 20:18, 12. Sep. 2021 (CEST)

Von mir nur der Hinweis, dass es natürlich den Artikel Inverses Problem gibt. Die entsprechende Behandlung des quantenmechanischen Streuproblems ist letztlich nur ein spezieller Anwendungsfall, so dass das "invers" nicht notwendig ab initio erklärt werden muss. Zu der Frage, ob dann noch genug für einen eigenen Artikel übrig bleibt, habe ich keine Meinung. --Wrongfilter ... 21:36, 12. Sep. 2021 (CEST)

Der Artikel "Inverses Problem" behandelt allgemeine mathematische, physikalische und sonstige inverse Probleme. Das "Inverse Streuproblem der Quantenmechanik" wäre Nr. 7 in der Aufzählung. Aus der Liste wären m.E. sowohl die Computertomografie, als auch die Erdbeben Kandidaten für einen eigenen Artikel. Auch fehlt m.E. ein Artikel zu den schlecht gestellten Problemen. Ist im deutschen, wie auch im englischen Wiki nur eine Randbemerkung in den jeweiligen Artikeln zu den "gut gestellten" Problemen. Es wäre schon eine Darstellung wert, welche Arten von schlecht gestellten Probleme es gibt (z.B. zu viele/zu wenig/widersprüchliche Informationen) und wie man damit umgehen kann.

(P.S.wie schaffe ich es, dass meine Antwort "eingerückt" wird?)

--FastForwardFreddy (Diskussion) 21:52, 12. Sep. 2021 (CEST)

(Doppelpunkt an den Anfang eines Absatzes setzen. Mehrere Doppelpunkte wenn nötig).--Wrongfilter ... 21:54, 12. Sep. 2021 (CEST)

thx--FastForwardFreddy (Diskussion) 22:15, 12. Sep. 2021 (CEST)

@FastForwardFreddy: Aus der Wikipedia Perspektive sehe ich momentan folgendes Problem: die Artikel Streuproblem in der Quantenmechanik, Inverses Streuproblem der Quantenmechanik und Direktes Streuproblem der Quantenmechanik sind untereinander verlinkt. Es fehlt aber eine Verbindung zum Rest von Wikipedia (Frage: wie soll man diese Artikel überhaupt finden?).

Mein Vorschlag: Einfügen des Artikels Streuproblem in der Quantenmechanik als Abschnitt in den Artikel Streutheorie. Auf die Unterscheidung zwischen 1. und 2. aus dem vorherigen Beitrag kann dann im Artikel Streutheorie eingegangen werden. --Kallichore (Diskussion) 22:22, 12. Sep. 2021 (CEST)

@Kallichore: für mich ok. Das mit dem "finden" hatte ich mir so nicht überlegt. Alle drei Begriffe "([direktes/inverses/_] Streuproblem in der Quantenmechanik" sind (in der Quantenmechanik) wohldefinierte Begriffe. Ich gebe zu, dass ich selbst meistens über >nicht-google<-Suchmaschinen auf Wikipedia-Einträge stoße. Ich denke, es gibt zwei Einstiegspunkte:

1. (Quantenmechanik ->) Streutheorie [die es auch klassisch gibt] -> Streuproblem in der Quantenmechanik -> direktes/inverses Streuproblem
2. Inverse Probleme -> inverses Streuproblem in der Quantenmechanik

(aside: Inverses Problem ist etwas dünnn (vgl. z.B. Inverse Problem) und sollte ergänzt werden (s. auch meine Anmerkungen zu gut/schlecht gestellten Problemen...) bin aber neu hier & kann nicht gleich alles machen ;) Die Sachen zu Inverses Problem und gut/schlecht gestellten Problemen wären m.E. auch eher was für Mathematiker...)

(ok: "Inverse Problem" - wie referenziere ich fremdsprachige wikis?)

Hier ein Beispiel für einen Link zur en.Wikipedia: en:Inverse problem. --Kallichore (Diskussion) 23:00, 12. Sep. 2021 (CEST)

(ok, bedankt)

Haben wir jetzt ein gemeinsames Verständnis? Wer macht jetzt was?--FastForwardFreddy (Diskussion) 23:25, 12. Sep. 2021 (CEST)

Mein Vorschlag: Ich versuche Montag Abend die Artikel gemäß Hilfe:Artikel zusammenführen zu fusionieren (Thema Versionsgeschichte). Ich habe so etwas noch nie gemacht; aber die einzelnen Schritte der Anleitung erscheinen mir machbar. Danach ist wohl noch inhaltliche Arbeit am Artikel Streutheorie sinnvoll. --Kallichore (Diskussion) 01:11, 13. Sep. 2021 (CEST)

Ich finde die Inhalte zu diesen neuen Artikeln würden besser in das Lemma Streutheorie (was eigentlich besser "Quantenmechanische Streutheorie" genannt werden sollte) in weiteren Abschnitte eingefügt werden. Die Diskussion hier hat mich veranlasst, einmal die Kategorie Kategorie:Streutheorie anzuschauen. M.E. gäbe es hier einiges zu überarbeiten, es wäre vor allem zu klären, wie die verschiedenen Informationen zur Streutheorie konsistent auf die verschiedenen Lemmata zu verteilen sind. Bei den hier neuen Lemmata ist auch der Bezug zu den Lemmata S-Matrix und Partialwelle zu beachten. Insgesamt wünsche ich mir auch zwei einfache Beispiele, etwa aus der Kernphysik, in welchen die physikalische Problemstellungen und Lösungen auch für Laien verständlich dargestellt wird. Außerdem beim Zusammenhang Wirkungsquerschnitt und S-Matrix sollte auch der Phasenraumanteil erwähnt werden. ArchibaldWagner (Diskussion) 09:33, 13. Sep. 2021 (CEST)

Sehe gerade, dass es auch noch den Artikel "Streuung (Physik)" gibt in dem es heißt, dass die Aufgabe der Streutheorie die theoretische Beschreibung der Streuung sei. Das ist zwar richtig, damit ist der Streutheorie-Artikel aber deutlich zu dünn, weil es da nur um quantenmechanische Streuung geht. Eventuell sollte man den Artikel dann auch in "Quantenmechanische Streutheorie" umbenennen, da er sonst nicht zum "Streuung (Physik)"-Artikel passt. Außerdem fehlt im Streutheorie-Artikel auch noch die wichtige Unterscheidung zwischen elastischer/inelastischer Streuung.

Und schließlich noch der Hinweis, dass es im englischen Wiki den Stub en:Inverse scattering problem gibt, der aber auch nicht ideal verlinkt ist und nur einen unvollständigen Ausschnitt an Methoden nennt...--FastForwardFreddy (Diskussion) 09:35, 13. Sep. 2021 (CEST)

ArchibaldWagner hat recht. --FastForwardFreddy (Diskussion) 09:36, 13. Sep. 2021 (CEST)

Ich habe den Artikel Streuproblem in der Quantenmechanik nun in den Artikel Streutheorie eingefügt. Ein Problem ist momentan das Fehlen von Quellen in diesem Artikel.--Kallichore (Diskussion) 18:43, 13. Sep. 2021 (CEST)

Kallichore Ok, vielen Dank, gefällt mir gut, aber da müssen wir nochmal ran. Quellen kann ich noch an der Zahl ergänzen, allerdings steht in denen dann auch nichts anderes als im Davydov - das Thema ist in Forschung & Lehre ziemlich ausgelutscht. Den ersten Satz bitte direkt streichen, der stimmt so nicht: Der wesentliche Unterschied zur klassichen Mechanik besteht in der Quantelung der Energie, nicht in der fehlenden Trajektorie (die gibt es schon). Die Quantelung der Energie (\hbar) führt dazu, dass gewisse klassische Bewegungen nicht möglich sind. So würden nach der klassischen Elektrodynamik die Elektronen in den Atomen einfach in die Kerne fallen. Das sie das nicht tun liegt daran, dass sie eben nicht kontinuierlich in kleinen Mengen Energie verlieren können, sondern nur in ganzen Energiequanten. Ich würde mir am Wochenende eine andere Einleitung überlegen und auch noch mal an der Überleitung feilen und auch den Bezug zu anderen Gleichungen/Methoden herstellen (Störungstheorie, Lippmann-Schwinger-Gleichung, ...) --FastForwardFreddy (Diskussion) 08:35, 14. Sep. 2021 (CEST)

Hallo allerseits (Kallichore, ArchibaldWagner,Wrongfilter, Kein Einstein, Lutheraner), ich muss mal kurz meine Gedanken ordnen, bitte um Feedback bevor ich am WE wieder Hand anlege: "Streutheorie" bezieht sich, ebenso wie "Streuung (Physik)" auf jede Art von Streuung (s. Streuung (Physik) für einen Überblick: klassische Mechanik (Billard-Kugeln), em-Streuung, Teilchen-Streuung, ...). Aktuell ist in Streutheorie aber nur die QM-Streutheorie beschrieben. Ich sehe zwei Wege das zu heilen:

1. Artikel Streutheorie um alle Streutheorien erweitern (klass. Mechanik, em-Streuung, ...)
2. Artikel Streutheorie umbenennen in quantenmechanische Streutheorie

1. wäre passend zu Streuung (Physik) aber aufwändiger, als ich kurzfristig leisten kann. 2. macht eine Lücke auf, weil Streuung (Physik) aktuell auf Streutheorie referenziert ("Die theoretische Beschreibung von Streuungen ist Aufgabe der Streutheorie."). Für alle anderen Arten von Streutheorien müsste man dann einen eigenen Artikel anlegen und/oder "(quantenmechnische) Streutheorie" sukzessive erweitern. Dann müsste der Artikel zumindest Platzhalter für die Bereiche enthalten, die noch nicht spezifiziert sind.

Wenn sich sonst niemand findet würde ich Streutheorie in quantenmechanische Streutheorie umbenennen und die inhaltlichen Sachen (s. oben) ausbügeln/ergänzen.

Bitte um kurze Rückmeldung von euch, ob so ok, oder eher nicht. --FastForwardFreddy (Diskussion) 21:54, 16. Sep. 2021 (CEST) (P.S. Vielen Dank für eure Unterstützung & freundliche Aufnahme! Fühlt sich gut an ;o))

2012 wurde hier bereits über den Artikel Streutheorie diskutiert. Ich finde folgende Aussage interessant: "Streutheorie bezeichnet gewöhnlich alle Theorien zur Streuung von Teilchen und Wellen. Im engeren Sinne benutzen Physiker heute das Wort nur, wenn man die quantenmechanische Streutheorie meint." Ich bin für die Verwendung des Wortes im engeren Sinne. In Landau/Lifschitz Band 1 (Mechanik) gibt es nämlich das Kapitel 4 "Zusammenstoß von Teilchen", in dem zum Beispiel Wirkungsquerschnitte eingeführt werden, das Wort "Streutheorie" wird jedoch nicht verwendet. Das Wort "Streutheorie" kommt bei Nolting erstmals in Band 5b (Quantenmechanik: Methoden und Anwendungen) vor (als eigenes Kapitel). Ich würde den Artikel Streutheorie daher nicht umbenennen. Stattdessen würde ich in der Einleitung erwähnen, das im Artikel die Anwendung der Quantenmechanik auf Streuprozesse dargestellt wird.--Kallichore (Diskussion) 22:59, 16. Sep. 2021 (CEST)

Danke für den Hinweis auf die frühere Diskussion 2012-2015,2018. Leider führte diese Diskussion nicht zu einer Erledigung aller angesprochenen Problem-Punkte. Der Artikel Streutheorie ist im Moment eigentlich nur ein sehr bruchstückhafter Blick auf das, was alles in den Physik-Lehrbüchen unter Streutheorie zu finden ist. Dieses zu verbessern, erfordert tatsächlich eine Menge Zeit und Hingabe. Ich persönlich halte die vorgeschlagene Umbenennung von Streutheorie in "Streutheorie(Quantenmechanik)" nach einer Prüfung der Verlinkung als eine erste Maßnahme für sinnvoll. Würde dazu gerne aber auch die Meinung von Kein Einstein hören. Evtl. sollte das in dem Wikipedia:Redaktion_Physik/Chat angesprochen werden. Natürlich sind die klassischen Theorie (klass. Mechanik) zur Rutherfordstreuung und die Theorien zur Rayleigh-Streuung und Mie-Streuung (Elektrodynamik) eine Art Streutheorie. Auch die Vorstellung, dass bei einer Streuung immer kleine Teilchen aneinander stossen müssen, ist nicht richtig. So bezeichnet etwa Günther Ludwig in seinem Lehrbuch den Stern-Gerlach-Versuch als eine Streuung eines Teilchens an einem äußeren Magnetfeld und rechnet dies wunderschön quantenmechanisch durch, was alles andere als trivial ist, aber einen tieferen Einblick in die QM bietet. ArchibaldWagner (Diskussion) 10:51, 17. Sep. 2021 (CEST)

Letzteres ist dann eine semiklassische Behandlung, in Wirklichkeit erzeugen aber natürlich Teilchen das äußere Feld. Streutheorie heisst es im Lexikon der Physik für qm Streutheorie, es ist aber kein Problem in anderen Anwendungen wie Elektrodynamik auch Streutheorie oder scattering theory als Schlagwort zu finden. Streutheorie ist ein sehr weites Feld und Spezialthemen sollten in entsprechenden Artikeln beschrieben werden. Andererseits sollte man aber nicht so weit gehen wie das gerne bei Mathematikartikeln geschieht und alles in einzelne Artikel zerlegt werden, was mit wenigen Worten auch in Streutheorie beschrieben werden kann. Die Artikel sollten auch übersichtlich bleiben und nicht ausgewälzt auf Skript-Format. Was dem durchschnittlichen Leser wohl noch fehlt ist die Verbindung zum Wirkungsquerschnitt, das wird aber auch in eigenem Artikel behandelt (expliziter Hinweis eingefügt). Man könnt noch für die Weblinks ein geeignetes deutschsprachiges Skript einfügen.--Claude J (Diskussion) 19:22, 18. Sep. 2021 (CEST)

"Letzteres ist dann eine semiklassische Behandlung" - ich stelle mir das vor, die das magnetische Feld erzeugenden Teilchenströme in einem makroskopischen Magneten in einer Fockraumdarstellung als Teilchenströme zu behandeln, die dann über Photonenaustauch auf den Spin der Atome im Atomstrahl wirken, klingt mir etwas surrealistisch. Ich würde die Behandlung in Ludwig nicht als semiklassisch bezeichnen, eher das was man sonst üblicherweise in Lehrbüchern zum Stern-Gerlach-Versuch findet. Aber das nur am Rande. Im Physik Brockhaus abc (70-er Jahre) wird man beim Stichwort "Streutheorie" auf "quantenmechanische Streutheorie" verwiesen, dort gibt es dann eine sehr lange Abhandlung. Damals war die analytische S-Matrix-Theorie ziemlich en vogue. Von der relativistischen Quantenfeldtheorie mit Feynmangraphen habe ich dort unter diesem Stichwort nichts gesehen, was ja auch irgendwo Streutheorie ist. Aber Du erwähnst zu Recht den Wirkungsquerschnitt. Die verbindende Klammer aller Streutheorien und Exprimenten, ist wohl tatsächlich mindestens ein aus einer Richtung einfallender Teilchenstrahl (bzw. ebene Welle), der/die dann in einem beschränkten Raumbereich irgendwie beeinflusst wird und man fragt sich dann, was nach der Wechselwirkung außerhalb des Wechselwirkungsbereichs für Abweichungen an den Teilchen bzw. ebenen Welle zu beobachten sind, bzw. versucht die Abweichungen mit einem Modell zu erklären. ArchibaldWagner (Diskussion) 21:50, 18. Sep. 2021 (CEST)

Es gibt zwei Bedeutungen von semiklassisch, wie auch im Artikel Semiklassische Näherung dargestellt, gemeint ist dann hier die erste.--Claude J (Diskussion) 17:45, 24. Sep. 2021 (CEST)

Ich widerstrebe nicht grundsätzlich gegen eine Umbenennung auf Streutheorie (Quantenmechanik), halte das aber eigentlich gar nicht für notwendig. Wen wir übereinkommen, dass unter "Streutheorie" in der Regel die quantentheoretische Streutheorie gemeint ist, dann könnte es doch genügen, das im/nach dem ersten Satz der Einleitung dort auszusagen. Streuung (Physik) umfasst alle unterschiedlichen Arten von Streuung und Streutheorie die quantenmechanischen. Kein Einstein (Diskussion) 23:06, 18. Sep. 2021 (CEST)

Sehr spannende Diskussion hier! In der mir verfügbaren Literatur taucht der Begriff "Streutheorie" (oder scattering theory) nur in wenigen Fällen auf und wenn, dann beginnt die Darstellung mit dem Hinweis, dass dann im Folgenden nur quantenmechanische Streuung gemeint ist (Davydov, Landau/Lifschitz). In den meisten anderen Quellen ist einfach nur von "Streuung" (oder scattering) die Rede. Ausnahme ist das Standardwerk von RG Newton "Scattering of waves and particles": Da wird tatsächlich jede Art von Streuung beschrieben. Grundsätzlich finde ich Kein Einsteins Vorschlag, dass wir unter "Streutheorie" einfach "quantenmechanische Streutheorie" verstehen und das auch so hinschreiben ok. Andererseits glaube ich auch, dass diese Einschränkung des Begriffs einfach daher kommt, das die quantenmechanische Streuung eben die am meisten untersuchte ist und alle anderen Streutheorien weniger Beachtung finden. Wie auch immer, ich würde dann mal an einer entsprechenden Einleitung feilen, das ist auf jeden Fall die einfachste Lösung.--FastForwardFreddy (Diskussion) 11:53, 19. Sep. 2021 (CEST)

Ich nehme an, dass diese Diskussion sich durch die Einfügung des zweiten Paragraphen in der Einleitung (d. h. den Satz "Aufgrund der besonderen Bedeutung der ...") erledigt hat. QS-Boxen sind in keinem der besprochenen Artikel vorhanden, ich setze hier daher ein "erledigt". --Dogbert66 (Diskussion) 13:00, 7. Jan. 2022 (CET)

Archivierung dieses Abschnittes wurde gewünscht von: Dogbert66 (Diskussion) 13:00, 7. Jan. 2022 (CET)

Newtonsches Kugelschalentheorem

Der "Beweis" bewegt sich irgendwo auf einer Linie zwischen unverständlich – viel zu kompliziert – schlicht falsch. Ich bezweifle vor allem zB $\textstyle \int _{a-R}^{a+R}\mathrm {d} r=-2a$ und ähnliche interessante Überlegungen sowie Formeln der Gestalt $\textstyle E=-2\pi GmR\mathrm {d} R\int _{-R}^{R}{\frac {\mathrm {d} x}{r}}$ (man beachte sowohl das Differential $\mathrm {d} R$ auf der rechten Seite als auch das merkwürdige Integral, das wahlweise 0 oder etwas Koordinatenabhängiges mit Singularität ergibt). Nichts, was nicht heilbar wäre, aber QS-Kleber, damit der Artikel aus dem WP:Miniaturenwettbewerb verschwindet, bevor der unbedarfte Leser so etwas noch prämiert. --Blaues-Monsterle (Diskussion) 08:03, 21. Sep. 2021 (CEST)

"Unverständlich" ist wirklich der passende Ausdruck (und ich halte mich nicht für einen Laien). In den anderen Sprachversionen, z.B en:Shell theorem oder it:Teorema del guscio sferico, mit denen dieser Artikel leider nicht verlinkt ist, gibt es Graphiken dazu. Graphiken sind ein Muss. Und was den Beweis angeh: Mir persönlich erscheint die italienische Version am klarsten.
Des weiteren: das Kugelschalentheorem gilt genauso in der Elektrostatik (präzise formuliert z.B. auf [1] Seite 6 - diese Formulierung könnte man auch für die Gravitation übernehmen). Man muss es also allgemeiner formulieren.
Ich kenne es nur als "Kugelschalentheorem" (ohne Zusatz "Newton"). Welcher Begriff ist gängiger? -- Wassermaus (Diskussion) 10:03, 21. Sep. 2021 (CEST)

Die "moderne" Beweisvariante geht in zwei Zeilen über $\textstyle {\vec {\nabla }}\cdot {\vec {F}}=-4\pi Gm\rho \Rightarrow \int \mathrm {d} {\vec {A}}\cdot {\vec {F}}=-4\pi Gm\int \mathrm {d} V\,\rho$ mit $\rho =M/(4\pi R^{2})\delta (r-R)$ zu $F(r<R)=0,F(r>R)=-GmM/r^{2}$, Richtungsabhängigkeit aus Symmetriegründen. Der Haken daran ist, dass Newton den Satz von Gauß nicht gekannt hat und die ganze Sache schön unanschaulich ist, sodass ich einen "historischeren" direkten Beweis auch schöner fände. Jetzt kann ich nur leider kein Italienisch.--Blaues-Monsterle (Diskussion) 11:49, 21. Sep. 2021 (CEST)

Nachträglich: DER historische Beweis steht in den Principiae, Buch 1, Proposition 71, Theorem 31 (Londoner Ausgabe 1726, S. 189 lat.) oder auf deutsch (Übers. Wolfers, 1872) auf S. 191 und heißt dort § 113. Hat jemand Lust, sich da durchzuarbeiten? (Wolfers Fassung scheint mir falsch übersetzt: nämlich nicht die Bögen HK, hk, JL, jl sind "sehr klein", also infinitesimal, sondern KL, HJ, etc. (wg. "evanescent anguli".. zum Punkt P, vgl. Lond. Fassung). --Bleckneuhaus (Diskussion) 22:16, 23. Sep. 2021 (CEST)

Da sollte man vielleicht besser die kommentierte Fassung von Chandrasekhar, Newtons Principia..., nehmen, Kapitel 15 (the superb theorems), S. 269ff, für den Punkt im Innern (Buch 1, Proposition 70, Theorem 30) steht da aber dass es derselbe (geometrische) Beweis ist wie in modernen Textbüchern. Theorem 31 ist etwas länger (Punkt außerhalb Sphäre, S. 270-273). Ohne mir das näher angeschaut zu haben vermute ich aber es ist wie in ital. wiki (getrennte Behandlung). Da gibt es auch eine interessante Seitenbemerkung von Chandrasekharan in Bezug auf den Kommentar zu dem Beweis bei John Edensor Littlewoods Mathematicians miscellany, der vermutete Newton hätte den einfacheren analytischen Beweis gehabt und ihn dann in geometrische Gestalt verkleidet, was Chandrasekhar bezweifelt und für eine Legende hält (vor allem da es genug Sätze gibt, die Newton direkt analytisch mit Integration beweist). PS: Sehe gerade dass der Newtonsche Beweis ausführlich in der engl. wiki en:Shell theorem steht.--Claude J (Diskussion) 07:55, 25. Sep. 2021 (CEST)

Ich habe jetzt einmal einen direkten Beweis ergänzt, der ohne Gauß auskommt, aber dafür ein grauenhaftes Integral beinhaltet. Die Lösung der italienischen Wikipedia, das nicht über den Winkel, sondern die Strecke zu integrieren, finde ich interessant, das Integral wird dadurch erheblich einfacher, aber ich bekomme die innere Lösung nicht mehr, weil ich über die Polstelle hinweg integrieren müsste. --Blaues-Monsterle (Diskussion) 17:36, 24. Sep. 2021 (CEST)

Ich habe den User Der Overmind am 20. September 2021 mit der Bitte um Ergänzung von Belegen angeschrieben, aber bislang keine Antwort erhalten. Am Miniaturenwettbewerb sollte der Beitrag in dieser Form in der Tat besser nicht teilnehmen. Gruß --Stephan Tournay (Diskussion) 18:46, 21. Sep. 2021 (CEST)

Hi liebe Mit-Wikipedianer, tut mir leid, für den misslungenen Beweis. Ich muss dort irgendwie einen (oder mehrere) Logikfehler gehabt haben. Ich habe den Beweis gelesen, der nun dort steht und habe auch den Artikel aus dem Miniaturwettbewerb gestrichen. Tut mir leid für die Unannehmlichkeiten und ich hoffe, dass ich in Zukunft bessere Artikel erstellen werde :)

Viele Grüße --Der Overmind (Diskussion) 21:06, 23. Sep. 2021 (CEST)

Beweis: Mithilfe des Satzes von Gauß:

Vor allem ist dieser Abschnitt komplett falsch. Die aus heiterem Himmel fallende Begrenzung des Integrals auf das Intervall 0...r setzt eben genau die zu beweisende Hypothese voraus.--84.187.37.3 10:22, 14. Nov. 2021 (CET)

Als derjenige, der diesen Absatz eingefügt hat, kann ich nur sagen: Das ist Quatsch. Der Satz von Gauß gilt unabhängig von der physikalischen Problemstellung und lautet $\textstyle \int \mathrm {d} V\,{\vec {\nabla }}\cdot {\vec {F}}=\int \mathrm {d} {\vec {A}}\cdot {\vec {F}}$. Insbesondere kann ich ein beliebiges Integrationsgebiet wählen, das heißt auch eine Kugel mit Radius $r$ um das Schwerezentrum. --Blaues-Monsterle (Diskussion) 16:24, 25. Feb. 2022 (CET)

Ich habe den Artikel gründlich überarbeitet: Die Folgerungen von eigentlichen Aussagen getrennt, damit die klarer rauskommen. Folgerungen etwas erweitert. Den ersten Beweis "direkter Beweis" deutlich vereinfacht (drei Vektorkomponenten sind überflüssig, es geht auch ohne kompliziertes Integral mit Wurzel im Nenner), Graphik hinzu - inspiriert durch die Beweisführung in der italienischen Wikipedia. Den Beweis nach Satz von Gauß nicht angerührt, aber nach hinten geschoben, weil weniger leicht zu verstehen. Hinzugefügt, dass das ganze auch für Coulombkraft gilt. Ich habe den QS-Baustein rausgenommen. -- Wassermaus (Diskussion) 08:21, 1. Jun. 2023 (CEST)

Archivierung dieses Abschnittes wurde gewünscht von: Wassermaus (Diskussion) 08:21, 1. Jun. 2023 (CEST)