Diskussion:Strom (Physik)

Letzter Kommentar: vor 6 Jahren von Summ in Abschnitt Transport

Dieser Artikel wurde ab Juli 2019 in der Qualitätssicherung Physik unter dem Titel „Fluss (Physik) vs Strom (Physik)“ diskutiert. Die Diskussion kann im Archiv nachgelesen werden.

Danke

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Danke, Blaues Monsterle, für deinen originellen Erklärungsansatz, der alle möglichen Fälle mit einschließt! Nicht mehr drin ist die Ursache des Stroms: Dass sich etwas ausgleicht, wodurch Richtungen definiert sind. Ich würde den Strom nicht unabhängig von einer bestimmten Grenze definieren. Ein Flüchtlingsstrom wäre nicht bloß die Änderungsrate der Flüchtlingszahlen, bereinigt durch Geburten und Sterbefälle, sondern eine Bewegung über bestimmte Grenzen hinweg (für die man ein angrenzendes Volumen definieren muss). Aber vielleicht gibt es noch eine bessere Formulierung als meinen Änderungsvorschlag. --Summ (Diskussion) 08:43, 30. Mai 2018 (CEST)Beantworten

Der Erklärungsansatz ist nicht "originell", er ist die Definition von Strom als   (für eine Erhaltungsgröße  ). --Blaues-Monsterle (Diskussion) 11:55, 30. Mai 2018 (CEST)Beantworten
Noch eine zusätzliche Bemerkung: Die "Richtung" des Stroms ist stets "nach außen" definiert. Was genau nach außen fließt, kommt auf das jeweilige Fachgebiet an - negativ geladene Elektronen, positiv geladene Löcher? - und ist daher nicht allgemein handhabbar. Das äußert sich auch schon in der ewigen Debatte über eine technische und eine physikalische (elektrische) Stromrichtung. Für einen Strom muss sich auch in diesem Sinn nichts "ausgleichen", denn das Volumenelement selbst kann sich auch bewegen, vgl. Euler- und Lagrange-Beschreibungen der Kontinuumsmechanik. --Blaues-Monsterle (Diskussion) 12:30, 30. Mai 2018 (CEST)Beantworten
Meinen wir das Phänomen Strom oder die Größe Strom? "Originell" war nicht als Kritik gemeint, sondern durchaus positiv. --Summ (Diskussion) 14:03, 30. Mai 2018 (CEST)Beantworten
Ich habe schon verstanden, dass das positiv gemeint war, wollte aber klarstellen, dass das keine originäre Leistung ist. Was meinst du mit der Unterscheidung zwischen dem "Phänomen" und der "Größe"? Strom ist kein "echter" Skalar, da ich (für Erhaltungsgrößen) mit einer Lorentz-Transformation immer in ein Bezugssystem wechseln kann, in dem der Strom verschwindet. Das "Phänomen" Strom liegt also immer im Auge des Betrachters, außer ich definiere einen absoluten Raum. Des Weiteren ist deine Umformulierung nicht genau, denn erstens benötigt es interessanterweise für die Definition von Strom kein zweites Volumenelement, in das etwas hineinfließen könnte, zweitens ist Strom immer durch die Fläche definiert, wenn ich also mehrer als zwei Volumina habe, die den gesamten Raum ausfüllen, dann kann durch andere Flächen, die nicht Grenzen zwischen A und B sind, auch ein Strom fließen, der die jetzige Definition zunichte macht. --Blaues-Monsterle (Diskussion) 14:18, 30. Mai 2018 (CEST)Beantworten
Genau. Ob etwas produziert wird, verloren geht oder zu- oder abfließt, schlägt sich in der Änderungsrate nicht nieder. Ein Akademikerstrom zwischen zwei Staaten setzt sich aus den Akademikern zusammen, die über ihre gemeinsame Grenze strömen. Welche Akademiker wo ausgebildet werden oder sterben und welche woanders hin- oder herströmen, müssen davon abgerechnet werden. --Summ (Diskussion) 14:29, 30. Mai 2018 (CEST)Beantworten
Nur dass die Analogie zwischen Staaten und Bezugssystemen da aufhört, dass in der Politik Grenzen nicht so einfach verschoben werden können wie in der Physik. Lösung der "Republikflucht": Wir verschieben die Grenze der DDR mit den Republikflüchtigen mit, die BRD nach Frankreich rein und Frankreich in den Atlantik etc... Vor dem Hintegrund dieser Analogie hat es nach 1945 auch keinen Flüchtlingsstrom aus den ehemaligen Ostgebieten gegeben, denn das Deutsche Reich kann als kompressibles Medium verstanden werden, dessen 2D-Volumen verringert wurde (und dann ist  ). --Blaues-Monsterle (Diskussion) 15:09, 30. Mai 2018 (CEST)Beantworten
Wir müssen ja nicht bei der Politik bleiben. Die Grenzen werden in deinem (physikalischen, nicht politischen) Fall verschoben, um eine Größe einfach zu definieren. Bei einem Strom, der ins Meer mündet, kann man die Mündung als Grenze zwischen Innen und Außen betrachten, aber in Wirklichkeit ist das eine sehr beschränkte Fläche. Wenn Ströme gemessen werden, dann hat man es immer mit beschränkten Flächen zu tun, nicht mit einer Generalisierung von Innen und Außen – die man von diesen Messungen ausgehend anstellen mag, aber ungenauer ist als die konkreten Messungen. Oder: Wenn du einen Strom zwischen zwei Wasserbecken hast, die beide Zu- und Abflüsse besitzen, musst du eine Differenz berechnen, wenn er noch unbekannt ist bzw. sich nicht direkt messen lässt. Der "lebensweltliche" Strom ist der besondere, nicht der allgemeine. --Summ (Diskussion) 15:32, 30. Mai 2018 (CEST)Beantworten
(BK) Nehmen wir eine 2D-Karte an, das ist leichter. Dann ist   die Landfläche,   die Küstenlinie und   die Mündung.   sei das Unviersum. Wir haben   nebst  . Im Jahresmittel ist  , aus der Quelle sprudelt so viel, wie aus der Mündung rausfließt (  ist damit keine Erhaltungsgröße, sondern hat, wie es der geologische Name bereits sagt, eine Quelle innerhalb von  ). Für diese Definition von Strom müssen wir nicht wissen, was außerhalb von   liegt. Gibt es irgendwo in   eine Senke, wo all das Wasser wieder verschwindet? Ist  , sodass das Wasser ins Nichts vergeht? Gibt es außerhalb von   noch ein  , sodass  , dass der Fluss beispielweise nur in einen größeren Fluss mündet? Alles irrelevant. Hingegen nicht irrelevant ist folgendes: Setzt man nun  , sodass das Land um die Quelle herum kleiner wird (steigender Meeresspiegel aufgrund globaler Erwärmung). Dann ist   und  , weil sich die Menge an Wasser auf dem Land de facto verringert (da Teile des Flusses, die früher auf dem Land lagen, nun im Meer weiter fließen). Der physikalische Strom vergrößert sich, obwohl der Menschenverstand etwas anderes sagt. Andere Sache, ganz klassisch: Da ist ein Elektron mit mir im Raum, es ruht relativ zu mir:  . Jemand kommt die Türe mit Geschwindigkeit   rein, für den ruht das Elektron nicht:  . Das Elektron macht nichts, das ist einfach nur da. Die Größe "Strom" definiere ich immer gleich, unabhängig vom Referenzvolumen. --Blaues-Monsterle (Diskussion) 16:05, 30. Mai 2018 (CEST)Beantworten
Es geht mir vor allem darum, dass es nicht ausschließlich ein Artikel über eine physikalische Größe ist, sondern über ein Phänomen. Der Artikel Elektrischer Strom beschreibt ebenfalls ein Phänomen, und dieser Artikel hier sollte gewissermaßen die Obermenge behandeln. Deinen Ansatz, dazu vom Begriff Änderungsrate auszugehen, finde ich nach wie vor gut. --Summ (Diskussion) 09:32, 2. Jun. 2018 (CEST)Beantworten
Das "Problem" ist, dass elektrischer Strom ein so derartig bedeutender und alltäglich bekannter Strom ist, dass als Bezugssystem für jeden Nichtphysiker ein absoluter Raum klar definiert ist, und das ist das Bezugssystem, in dem der Erdboden ruht. Keiner käme auf die Idee zu sagen, weil ich neben einer (Gleichstrom-)Leitung her laufe, fließt in meinem Ruhesystem darin plötzlich kein Strom mehr. Strom mit dem Phänomen "da bewegt sich etwas (um einen Unterschied auszugeleichen)" gleichsetzen, ist zu kurz gedacht, es kann sich auch das Bezugssystem "unter dem etwas hinweg" bewegen. Siehe spätestens Relativitätsprinzip und als Paradebeispiel zum Verhältnis von Strom und Ladungsdichte Spezielle_Relativitätstheorie#Lorentzkraft. --Blaues-Monsterle (Diskussion) 11:08, 2. Jun. 2018 (CEST)Beantworten
Ich verstehe deinen Einwand schon. Es erinnert mich ein bisschen an die Diskussionen über den Artikel Kopernikanische Wende: ob die Erde sich "wirklich" um die Sonne drehe. Das kann man aus physikalischer Sicht als unentscheidbar und uninteressant darstellen. Es war und ist aber nach wie vor interessant, weil es um das soziale Phänomen einer Einigung auf Beobachterperspektiven geht. Wenn ich mit dem Strom schwimme, habe ich auch das Gefühl, in Ruhe zu sein. Ein Außenstehender kann mir diese scheinbare Ruhe als gemeinsame Bewegung erklären, und das ist ein Erkenntnisfortschritt, weil ich mich dadurch über die Innenperspektive der mit dem Strom Schwimmenden erheben kann. Der Gegensatz von Bewegung und Ruhe, der mit dem Begriff Strom definiert wird, lässt sich nicht mit dem Hinweis auf das Relativitätsprinzip erledigen. --Summ (Diskussion) 12:15, 2. Jun. 2018 (CEST)Beantworten
Oder vielleicht konkreter: Strom ist nach der Definition der Größe eine Menge, die aus einem marked space in einen Gesetze der Form#unmarked space fließt (oder umgekehrt). Die Menge strömt aber nicht ins Nichts, sondern in etwas hinein, was uns in diesem Moment lediglich nicht interessiert. Sie fließt aus etwas hinaus, was uns interessiert, weil wir ein Volumen brauchen, um die Änderungsrate der Menge festzustellen. Es hätte keinen Sinn, von diesem konkreten Interesse aus zu verallgemeinern, dass ein Strom von einem Etwas ins Nichts fließe. Ein Strom fließt von einem Etwas in ein Etwas, von einem Volumen in ein Volumen, die für unser Interesse äquivalent und gleichermaßen unbekannt sein können. Bildlich gesprochen: Der Eimer, den wir unter den Wasserstrahl halten, während wir auf die Uhr sehen, ist nur in unserer Messanordnung von Bedeutung. Wir können ihn nicht zur Voraussetzung des Wasserstrahls machen. --Summ (Diskussion) 13:36, 2. Jun. 2018 (CEST)Beantworten
Wir beobachten eine Grenzfläche, ohne etwas Weiteres zu wissen, und wir sehen, dass etwas diese Grenze passiert. Um mit dem Begriff der Änderungsrate zu operieren, brauchen wir einen Wassereimer, den wir unter diesen "Wasserstrahl" stellen – um die Zeit zu messen, bis er sich gefüllt hat. Das wäre dein Volumen. Wie formulieren wir es so, dass das Außen des Wassereimers und die Grenzfläche auseinandergehalten werden? --Summ (Diskussion) 11:17, 3. Jun. 2018 (CEST)Beantworten
Dem grundsätzlichen Danke für diese Artikel-Initiative schließe ich mich an. --UvM (Diskussion) 22:32, 30. Mai 2018 (CEST)Beantworten

Flussdichte

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Als vorläufige Maßnahme habe ich als Siehe-auch Flussdichte eingefügt. Aber besser wäre ein eigenes Abschnittchen von einem von Euch kompetenten Theoretikern darüber, was Strom mit Fluss (Physik) und Stromdichte mit Flussdichte zu tun hat. Grüße, UvM (Diskussion) 22:32, 30. Mai 2018 (CEST)Beantworten

Öhm ... a priori gar nichts?
 
 
wobei im vorletzten Schritt die Maxwell-Gleichungen benutzt wurden. --Blaues-Monsterle (Diskussion) 23:34, 30. Mai 2018 (CEST)Beantworten
Ich möchte noch hinzufügen, dass der Stokessche oder Gaußsche (?) Satz nur für geschlossene Oberflächen gilt. Insbesondere ist die Definition eines "magnetischen Stroms" in Ermangelung einer "magnetischen Ladung" nicht möglich, während wir selbstverständlich mit dem magnetischen Fluss   arbeiten können. --Blaues-Monsterle (Diskussion) 23:41, 30. Mai 2018 (CEST)Beantworten
Öhm ... a priori gar nichts miteinander zu tun? OK, mathematisch-theoretisch nicht, aber semantisch-begrifflich liegen „Strom“ und „Fluss“ nun mal nahe beieinander. Das zeigt auch das von Dir aus Flussdichte gestrichene falsche Beispiel. Es wäre schon gut, die Unterscheidung kurz und anschaulich zu erklären. --UvM (Diskussion) 11:28, 31. Mai 2018 (CEST)Beantworten
Ja, das ist wohl wahr. Ein Strom ist immer ein räumlicher Transport; was wird beim elektrischen oder magnetischen Fluss transportiert? Gar nichts. Auch wenn Festkörperphysiker mich wieder steinigen mögen (da in anisotropen Materialen mit   das   nicht diagonal sein muss und für Ferromagneten mit ihren Weißschen Bezirken noch komplexere Zusammenhänge existieren), ist für mich ... in allen "praktischen" Anwendungen ... die Flussdichte dasselbe wie das Feld, mit irgendwelchen Proportionalitätskonstanten (die im Vakuum natürlich sofort gleich Eins gesetzt werden). Was da genau der Unterschied zwischen Feld und Fluss ist, können wir gerne jemanden fragen, der sich damit besser auskennt. Am Ende kommt jedenfalls mit dieser sicherlich übersimplifizierenden Gleichsetzung eine allgemeinverständliche Definition von Fluss, die ohne Mathematik auskommt, salopp als Maß für die Dichte/Anzahl(?) von Feldlinien, die ein bestimmtes Volumen verlassen, heraus. --Blaues-Monsterle (Diskussion) 12:13, 31. Mai 2018 (CEST)Beantworten
Könnte man also in den Artikel (zumindest vorläufig) einfügen:
Strom ist immer ein räumlicher Transport; beim Fluss ist dies im Allgemeinen nicht der Fall. Entsprechendes gilt für Stromdichte und Flussdichte.? --UvM (Diskussion) 15:27, 31. Mai 2018 (CEST)Beantworten
Natürlich. --Blaues-Monsterle (Diskussion) 15:29, 31. Mai 2018 (CEST)Beantworten
Ein Problem ist hier der Abfluss in der Hydrologie, wo das Feld aus der räumlichen Verteilung von Wassermassen besteht, die materiell abfließen. – Vergleichbare Unklarheiten bzw. Verwechslungen gibt es bei einem Kondensator im Wechselstromkreis, der kein Hindernis für den Strom ist, obwohl zwischen den Kondensatorplatten kein Strom fließt. --Summ (Diskussion) 13:39, 3. Jun. 2018 (CEST)Beantworten
Beim Fluss findet „im Allgemeinen“ kein Transport statt; im Einzelfall kann Transport dabei sein, dann ist es ein Fluss und zugleich ein Strom. -- Beim Kondensator fließt Verschiebungsstrom im Dielektrikum. Und ein Wechselstrom ist sowieso im Zeitmittel Null, nur   im Zeitpunkt   ist ungleich Null. --UvM (Diskussion) 15:43, 3. Jun. 2018 (CEST)Beantworten
Das finde ich gut formuliert. Was allerdings unter Transport zu verstehen wäre, ist nicht unmissverständlich, weil es sich nicht immer um den Transport durch oder von Materie handelt. Der vielleicht hauptsächliche Streitpunkt beim Karlsruher Physikkurs war doch, wenn ich das richtig in Erinnerung habe, die Ersetzung der Kraft durch den Impulsstrom, der vom einen Ende einer gespannten Feder zum anderen gehe. Dagegen wurde sogar eingewendet, dass es dieses Modell in der Natur nicht gebe (als gebe es in der Natur Modelle). --Summ (Diskussion) 22:32, 3. Jun. 2018 (CEST)Beantworten
...nicht unmissverständlich, weil es sich nicht immer um den Transport durch oder von Materie handelt: das Transportierte muss, wie Blaues Monsterle formuliert hat, (nur) eine mengenartige Größe sein, nicht unbedingt Materie. Schon elektrische Ladung ist keine Materie. Und durch Materie muss es auch nicht gehen, nur durch eine Grenze. Die Grenze ist auch nicht immer eine Grenzfläche, denn nach B.M.s Definition ist der Strombegriff nicht auf den dreidimensionalen Raum beschränkt. Vielleicht sollten wir in „Strom ist immer ein räumlicher Transport“ das „räumlich“ weglassen? --UvM (Diskussion) 09:49, 4. Jun. 2018 (CEST)Beantworten
Das "durch oder von" meinte ich anders: Die Elektronen oder Ionen als Materie bewegen sich durch ihre Ladung, oder eine Ladung wird beim Transport von elektrisch geladenem Staub durch eine Strömung von Materie transportiert. – Dass wir die Grenze nicht auf eine Fläche beschränken und das Wort "räumlich" weglassen, finde ich auch richtig. Was unter Transport zu verstehen ist, müsste aber geklärt werden: Eine Größe transportiert die andere wie beim Konvektionsstrom? Eine Potentialdifferenz transportiert etwas (dann hätten wir die Ursache wieder drin)? --Summ (Diskussion) 10:25, 4. Jun. 2018 (CEST) ::Fluss wäre die Verteilung der Größen als Zustand und Strom ihre Verteilung als Veränderung verstanden, und das eine ist wechselseitig die Ursache des andern? --Summ (Diskussion) 11:10, 4. Jun. 2018 (CEST)Beantworten
„Wer“ etwas transportiert, ist nach BMs Definition eben ganz gleichgültig. Strom besteht darin, dass eine Menge der mengenartigen Größe pro Zeitintervall eine Grenze überschreitet, fertig. Nur wenn man die Definition derart allgemein und abstrakt hält, kann sie alle physikalischen Anwendungen des Strombegriffs umfassen, bis hin zur Schwachen Wechselwirkung (s. unten).
Und nein, Fluss und Strom sind nicht wechselseitig Ursache voneinander (logisch gesehen ja eine kühne Idee -- nennen theoretische Physiker solche Münchhausenmanöver nicht bootstrap?). Fluss kann von Null verschieden sein, ohne dass es Strom gibt, Beispiel: Magnetfeld. Umgekehrt gilt es vielleicht: wenn Strom ungleich Null, dann wohl immer auch der Fluss. Aber ob man Strom als „Ursache“ des Flusses ansehen kann... Solche Kausalaussagen gehören imho gar nicht in die Physik, einer empirischen, die Natur beobachtenden Disziplin. Der elektrische Strom wird weder „durch“ die Ladung der Teilchen noch „durch“ das el. Feld verursacht, höchstens „durch das Zusammenwirken“ der beiden -- besser lässt man solche Spekulationen sein. „Warum“ die Natur es so und nicht anders macht, wissen wir schlicht nicht. Gruß, UvM (Diskussion) 13:06, 4. Jun. 2018 (CEST)Beantworten
Kausalität gibt es genau dann, wenn Beobachter handeln, also ihre Perspektive bzw. das Bezugssystem wechseln. Das meinte ich oben mit dem Ausdruck "mit dem Strom schwimmen". Wenn ich mich relativ zu einer elektrischen Ladung bewege und durch diesen Strom ein magnetisches Feld entsteht, dann hat es eine Ursache, und die besteht in meiner Handlung. Das können wir nicht wegdiskutieren. --Summ (Diskussion) 14:50, 6. Jun. 2018 (CEST)Beantworten
Das wird mir langsam zu sehr Theorie- bzw. Begriffsfindung, darum zitere ich einfach einmal:
"Das Integral   über eine Fläche wird als Fluß des Vektorfeldes   durch diese Fläche bezeichnet. Das Integral über die geschlossene Fläche   gibt in diesem Bild die Quellenstärke (Ergiebigkeit) des Vektorfeldes an – wieviel mehr aus   heraus- als hineinfließt."
"Ändert sich die Ladung   in einem zeitunabhängigen Volumen  , so muß sie durch die Oberfläche von   fließen. [...] Deshalb gilt  . Wir nennen   die Stromdichte [...]"
Aus Lindner, Grundkurs theoretische Physik, S. 35 bzw. S. 195. Letzteres konkret auf elektrische Ladung bezogen, aber problemlos generalisierbar (auch auf zeitabhänige Volumina). Zwei Definitionen, die a priori nichts miteinander zu tun haben. Den räumlichen Transport würde ich drin lassen, als Theoretiker mag ich zwischen raumartigen Größen und zeitartigen Größen zu unterscheiden (Stromdichte als raumartige Komponente der Viererstromdichte, Ladungsdichte als zeitartige). --Blaues-Monsterle (Diskussion) 13:49, 4. Jun. 2018 (CEST)Beantworten
OK. Aber im WP:OMA-Interesse sollte man räumlich dann erläutern, etwa durch einen Klammerzusatz wie
(mit „räumlich“ muss hier nicht der dreidimensionale Ortsraum gemeint sein)
oder so. --UvM (Diskussion) 15:15, 4. Jun. 2018 (CEST)Beantworten

Rechercheauftrag: Könnte es sein, dass Flussdichten überhaupt nur bei Magnet- und Elektrofeld auftreten und dort eventuell aus der Zeit stammen, als man noch von einem (haltet Euch fest!) magnetischen oder elektrischen Fluidum sprach? Dann wäre das einfach ein Atavismus und sollte, als solcher gekennzeichnet, die Arbeit an der richtigen Definition (auch von Fluss) nicht belasten. --Bleckneuhaus (Diskussion) 22:49, 5. Jun. 2018 (CEST)Beantworten

Die Analogien wurden irgendwann Endes des 19. Jahrhunderts gebildet, siehe etwa Ernst Grimsehl: Die Vorgänge beim electrischen Strom veranschaulicht durch Flüssigkeitsströme, Cuxhaven 1894. Der Begriff Strömungsfeld wird in der Mechanik und der Elektrodynamik gebraucht. Die Flusslinien sind analog zu den Stromlinien in der Strömungslehre gebildet. Beim Begriff Abfluss in der Hydrologie sind die Statik des Flusses und die Dynamik des Stroms einfach zwei Betrachtungsweisen, einmal sieht man Vektoren und ein andermal eine Wassermenge. Den Fluss gibt es immer noch, wenn der Abfluss geschlossen ist, den Strom aber nicht. Verteilung wird einmal als Kräftefeld gesehen und einmal als Vorgang. Der Impulsstrom im Karlsruher Physikkurs macht das Kräftefeld, das sich beim Seilziehen bildet, zum geschlossenen Stromkreis, der über eine Person über das Seil bzw. zurück durch die Erde zur andern strömt. Damit wird gewissermaßen die mittelalterliche Vorstellung vom Impetus wiederbelebt (siehe hier S. 205), die man den Schülern mühevoll ausgeredet hat, aber auf eine neue, im Prinzip korrekte Art und Weise, weil der Impuls erhalten bleibt im Unterschied zum Impetus. – Alles nur Vorstellungen bzw. Modelle. Was wirklich ist, behauptet niemand zu wissen. --Summ (Diskussion) 08:40, 6. Jun. 2018 (CEST)Beantworten

Teilchenphysik

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Was ist die mengenartige Größe beim „neutralen Strom“ und „geladenen Strom“ der Schwachen Wechselwirkung? --UvM (Diskussion) 15:34, 31. Mai 2018 (CEST)Beantworten

Hmmm, schwache Wechselwirkung ist knifflig, denn in der schwachen Wechselwirkung haben wir wegen der Symmetriebrechung auch keine wohldefinierte Ladung. In der ungebrochenen Phase jedenfalls werden durch die drei Ströme der SU(2) jeweils eine Komponente des schwachen Isospins transportiert. --Blaues-Monsterle (Diskussion) 15:59, 31. Mai 2018 (CEST)Beantworten
OK. Das, was strömt, ist also jedenfalls die Schwache Ladung, wie auch immer dieser oder jener Autor die nun definiert. (Mein "QCD" in der Überschrift war Unsinn, die QCD gilt ja nicht für Leptonen.) --UvM (Diskussion) 11:45, 3. Jun. 2018 (CEST)Beantworten
Aber ist der Transport der Schwachen Ladung wirklich ein „räumlicher“ Transport? Von wo nach wo geht der denn? --UvM (Diskussion) 10:42, 5. Jun. 2018 (CEST)Beantworten
Gute Frage, kann ich auf Anhieb nicht näher beantworten als "von initial state zum final state". Wie die im Ortsraum aussehen, müsste man mal nachrechnen. Aber um die Frage auch ohne konkretes Ergebnis beiseite zu schieben, wage ich die Korrektheit des "räumlichen" Transports aus einem Analogieschluss zu der Frage "Von wo nach wo geht der Transport der elektrischen Ladung in der QED?" zu postulieren. Dahin, wo er auch ohne das Quanten- davor gehen würde. --Blaues-Monsterle (Diskussion) 11:38, 5. Jun. 2018 (CEST)Beantworten
Meines Wissens stammt die Verwendung von Strom hier aus der Strom-Strom-Kopplung. Da wird nur der normale Stromdichteoperator so modifiziert, dass ein Teilchen vernichtet und ein anderes erzeugt wird, was dann später durch Erzeugung und Aborption eines Austauschbosons beschrieben wurde. Mal Blaues Monsterle fragen, der müsste doch genaueres wissen? Nachtrag: Ich erlaube mir, auf ein Lehrbuch hinzuweisen, welches das so darstellt.--Bleckneuhaus (Diskussion) 13:56, 6. Jun. 2018 (CEST)Beantworten
Aaalso, die historische Fermi-Wechselwirkung koppelt direkt einen Fermionenstrom an einen Fermionenstrom mit der Fermi-Konstante als Kopplungsparameter. Der Fermionenstrom in der Fermi-Theorie war meines Wissens ursprünglich nicht  , weil man damals die Paritätsverletzung nicht kannte, sondern direkt der Strom   (wenn   aus der Gordon-Identität, aber das ist ja Bedingung für die Gültigkeit der Fermi-WW). Das ist natürlich exakt die Teilchenstromdichte für einen neutralen Strom mit  . Klassische Analoga zu geladenen Strömen verbieten sich, da klassisch keine Teilchen umgewandelt werden können. Aber ja, dann gilt natürlich dass
 
in der Hoffnung, dass ich zwischendurch keine Minusse verdreht habe und nicht irgendwo eine imaginäre Einheit fehlt (gut, wenn man das Ergebnis bereits kennt und es nicht wirklich noch einmal ausrechnen muss ;) ...) Die konkrete Rechnung wird durch das Auftreten der Dirac-Matrizen verkompliziert, dass die Operatoren nicht einfach "durchrutschen", aber dennoch kann man vor dem Hintegrund sagen, dass im geladenen Strom genau die richtigen Erzeugungs- und Vernichtungsoperatoren vorkommen, sodass die Erzeugungs-/Vernichtungsoperatoren nicht einfach nach links/rechts durchkommutieren. Für den Übergang Fermi --> schwach (ohne Paritätsverletzung) gilt dann einfach die Ersetzung   mit irgendeiner passenden Konstanten  . [Notiz: einen Artikel über Eichungen schreiben]. Aufgrund der Vollständigkeitsrelation kann man dann natürlich den Term   schreiben (Achtung: Die Vollständigkeitsrelation gilt nur, wenn das W on-shell ist, aber dafür kann man mithilfe des BCFW-Formalismus sorgen; dabei werden die Impulse der äußeren Teilchen verändert! Im Propagator stehen jedoch die unveränderten Impulse. Vgl. Badger et al.: 2005), sodass am Ende
 
steht, da für das neue Matrixelement   die  -Erzeuger und Vernichter einfach durchrutschen bzw. die Beiträge aus den Mischtermen sich wegheben. Habe ich auch nicht nochmal explizit nachgerechnet, aber muss schließlich so rauskommen. Ich habe mir die Freiheit genommen, den Überstrich über dem nü nicht immer mitzuschleppen. --Blaues-Monsterle (Diskussion) 18:10, 6. Jun. 2018 (CEST)Beantworten
OMG, das geht über meinen Horizont! Kann man das auf die Frage herunterbrechen, ob es richtig ist zu sagen, beim Schwachen Strom stammt die Verwendung von Strom aus der (überholten?) Benutzung des Operators für den Teilchenstrom im WW-Hamiltonian? --Bleckneuhaus (Diskussion) 17:12, 7. Jun. 2018 (CEST)Beantworten
Ohje ... fassen wir für die Kollegen aus der Experimentalphysik - ;) - noch einmal zusammen: 1. Der neutrale Strom in der Fermi-Wechselwirkung ist (unter der Maßgabe  ) der klassische Teilchenstrom mutlipliziert mit einer Konstanten, wie das auch für den elektrischen Strom gilt (da ist die Konstante die elektrische Ladung). 2. Der geladene Strom in der Fermi-Wechselwirkung modifiziert die Operatoren in der Teilchenstrom so, dass auf magische Weise die richtigen Teilchen erzeugt und vernichtet werden. 3. Wie in der QCD oder QED beschreibt die schwache WW eine Wechselwirkung mit off-shell-Zwischenzuständen. Seit einiger Zeit kann man dies als Wechselwirkung mit on-shell-Zwischenzuständen umschreiben, aber mit komplexen Impulsen der äußeren Teilchen, und jeden Vertex getrennt betrachten, sodass man Amplituden in 3-Punkt-Amplituden faktorisieren und quasi mit den passenden Propagatoren zusammennähen kann (der oben angegebene Propagator ist übrigens falsch). Badgers Papier und Methode ist furchtbar kompliziert, das einzige, was ich da Praktisches mitnehme ist auch nur "es klappt auch mit  " (Anmerkung am Rande: für Gluonen funktioniert das wirklich toll und ergibt auch für wirkliche Rechnungen eine enorme Vereinfachung). Dementsprechend kann man tatsächlich sagen: Da wird ein "echtes" W am Raumzeitpunkt   auf der Massenschale gemacht, das fliegt wirklich von   nach  , das ist nicht nur ein virtuelles Teilchen, mit dem wir rechnen. Um den Preis der komplexen Impulse. 4. Dem "überholt" aus dem zweiten Post würde ich nicht zustimmen, denn Strom heißt immer auch Noether-Strom. Den finden wir auch in der schwachen Wechselwirkung im Lagrangian/Hamiltonian. Ich verweise auf meine Anmerkung in Diskussion:Schwache_Wechselwirkung#Wortbedeutung_Strom?, die das ganze Thema "Strom" ins Rollen gebracht hat. --Blaues-Monsterle (Diskussion) 19:01, 7. Jun. 2018 (CEST)Beantworten

Skalare Größe

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@Alturand: Ist der Strom eine skalare Größe? Ich denke nicht. Durch eine Lorentztransformation bekomme ich die elektrische (Dreier-)Stromdichte immer zum Verschwinden. Nur weil ein Symbol keinen Vektorpfeil auf sich drauf sitzen hat, ist es noch lange kein Skalar. --Blaues-Monsterle (Diskussion) 21:05, 5. Jun. 2018 (CEST)Beantworten

Hmmm...stimmt. Die Stromdichte ist aber auch keine vektorielle Größe, sondern lediglich eine gerichtete flächenbezogene Größe (s. Teilchenstromdichte). Das was da derzeit definiert ist, ist auch eher die -winkelstromdichte.--AlturandD 21:49, 5. Jun. 2018 (CEST)Beantworten
Die Stromdichte ist ein Galilei-Vektor und der räumliche Anteil in einem Lorentz-Vektor. Was aber auch nicht vergessen werden sollte: In meiner Argumentation bin ich davon ausgegangen, dass sich das Flächenelement mit dem Beobachter und nicht mit dem Beobachteten transformiert. Wenn ich ein Flächenelement in einem Leiter markiere, dann ist der Strom durch genau dieses Flächenelement natürlich immer gleich groß, egal, in welchem Bezugssystem ich sitze (lassen wir so Späße wie Zeitdilatation mal außen vor). Aber dann ist auf der anderen Seite Stromdichte kein Vektor mehr (weil eben nicht mehr  , sondern   gilt). Beides, Strom - Skalar, Stromdichte - Vektor, geht nicht, ohne mit   in Widerspruch zu geraten, denn  . --Blaues-Monsterle (Diskussion) 22:02, 5. Jun. 2018 (CEST)Beantworten

Transport

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Noch zum Begriff "Transport" in der Definition. Der ist ja recht üblich in der Physik, aber oft trifft man auf zirkuläre Definitionen: Strom sei Transport und umgekehrt. Was offenbar in jedem Fall zutrifft: Etwas "transportiert" etwas anderes. Das geschieht beim Strom aber nicht unbedingt in Gestalt der Konvektion. Im Normalfall des elektrischen Stroms sind wir sozusagen doppelt abgesichert mit unserer "Transportvorstellung": Ein Leiter transportiert Energie, und Elektronen als Materie transportieren Ladung. Meiner Meinung nach müsste der Beobachter und sein Bezugssystem im Vordergrund der Transportvorstellung stehen. Die Vorstellung "Ich fahre mit" kann beim Konvektionsstrom gegeben sein: Das Elektron ist der Lastwagen, der eine Ladung geladen hat, und wir glauben, am Steuer zu sitzen, indem wir den Antrieb organisieren. --Summ (Diskussion) 13:19, 7. Jun. 2018 (CEST)Beantworten

Ich habe mich nicht präzis ausgedrückt. Folgendes wollte ich sagen: Der anschauliche Begriff "Transport", der in unserem Zusammenhang offenbar hilfreich ist, impliziert ein Transportmittel – auch wenn die Ursachen in der Welt der Beobachter verbleiben. Dieses Transportmittel kann entweder ein konkretes Vehikel sein, mit dem wir eine "Ladung" transportieren, wie ein Staubkorn oder ein Elektron, oder es kann ein nur gedachtes Vehikel sein: eine Beobachterperspektive, die wir einnehmen, um einen Strom relativ zu dieser Perspektive festzustellen oder zu erzeugen. Wären mit diesen beiden "Vehikeln" alle möglichen Fälle abgedeckt? --Summ (Diskussion) 22:33, 7. Jun. 2018 (CEST)Beantworten

Ich widerspreche entschieden: Die klassische Physik hängt weder von der Existenz eines Beobachters ab (eventuell doch, aber das klärt die Philosophie), noch benötigen Größen ein Transportmittel. Energie und Impuls werden nicht „auf“ der E-B-Welle durch das Vakuum getragen. --Blaues-Monsterle (Diskussion) 23:09, 7. Jun. 2018 (CEST)Beantworten
Warum spricht man dann von Transport? --Summ (Diskussion) 23:24, 7. Jun. 2018 (CEST)Beantworten
Weil Impuls und Energie von A nach B kommen, aber die Welle kann sie nicht wie eine Kiste Frachtgut von der Ladefläche nehmen und ohne weiterfahren. Oder würdest du sagen, der Motor wird mit dem Lastwagen transportiert? --Blaues-Monsterle (Diskussion) 23:39, 7. Jun. 2018 (CEST)Beantworten
Der Antrieb verursacht einen Transport, da hätten wir wieder die Ursache. Bewegung ist der Transport von Impuls und Energie. Teilchen oder Welle, die diese Größen oder Phänomene zu transportieren scheinen, werden durch sie erst konstitutiert. Ich werde den Eindruck nicht los, dass als Vorstellung hinter dieser Formulierung ein Beobachter steht, der etwas zum Antrieb macht, weil er etwas transportieren will. Indem er einfach weggelassen wird, entstehen die zirkulären Definitionen. --Summ (Diskussion) 00:27, 8. Jun. 2018 (CEST)Beantworten
Dann nimm nicht den Motor, nimm das rechte Vorderrad. Es geht darum, dass im Gegensatz zum Frachtwesen keine Unterscheidung zwischen "Transportierendem" (Lastwagen mit Motor/rechtem Vorderrad/...) und "Transportiertem" (Frachtgut) machen kann. Und dass es keinen Verkehrspolizisten braucht, der nach den Papieren schaut. Wir sind Physiker, wir sind keine Philosophen. Wir fragen nicht, ob das Wegtragen des Impulses der Sinn der Welle oder eine Folge der Welle ist. Wir stellen fest: Er wird von A nach B weggetragen. Dass man mit alltäglichen Analogien irgendwann nicht mehr weiterkommt, habe ich ganz weit oben mal geschrieben. Irgendwelche halbgaren Analogien auszubrüten ist nicht zweckmäßig. Alles Weitere, hier einen tieferen Sinnzusammenhang zu konstruieren, ist Theoriefindung. Habe ich auch bereits irgendwann geschrieben. Wir definiern: Strom = Transport von Ladung über eine Grenzfläche. Was den Transport verursacht: egal. Wie transportiert wird: egal. Das kann in hundert verschiedenen Themenartikeln gerne näher besprochen werden. Was noch im Artikel zu tun ist: Abgrenzen, dass die Grenzfläche unter einer Koordinatentransformation ortsfest sein kann (also quasi man sich eine "echte Fläche" anschaut, wie den Querschnitt eines Rohrs), dann ist Strom ein (Galilei-)Skalar und Stromdichte kein Vektor oder bezugssystemabhängig sein kann (man sich also eine "Koordinatenfläche" anschaut), dann ist Strom kein Skalar und Stromdichte ein Vektor. Punkt. Da ich in meinem Umgang mit dem Thema immer auf dem zweiten Posten stehe, frage ich offen: Wie formuliert man das am besten? --Blaues-Monsterle (Diskussion) 01:39, 8. Jun. 2018 (CEST)Beantworten
Dann würde ich den Begriff Transport streichen, statt ihn mit sich selbst zu erklären, denn er gehört zu einem Universum, in dem etwas strömen soll/nicht soll oder strömen will/nicht will. Das Vakuum in einer Elektronenröhre ist ein Transportmittel im Sinn eines verringerten Widerstands. Dass im Vakuum nichts ist, ist so wenig ein Hinderungsgrund für diese Vorstellung wie der Sachverhalt, dass im Autotunnel kein Fels mehr ist, der die Fahrzeuge aufhalten könnte. In einem Universum unbeobachteter Naturgesetze, sofern es das geben sollte, kann man nicht von Transport sprechen. Die Definition der Grenzfläche hat doch auch damit zu tun, dass man normalerweise von Leiterquerschnitten spricht. – Einen solchen Querschnitt kann man durch die Beobachtung konstruieren: Das war in deiner ersten Definition der Fall, bei der die Grenzfläche ein Volumen umschließt. Der Transport in oder aus diesem "Messbecher" ist ein willentlicher Vorgang, weil wir den Strom messen wollen (und als Skalar messen wollen, weil diese Grenzfläche keine bestimmte Orientierung hat), also ist der Begriff angebracht. --Summ (Diskussion) 10:01, 8. Jun. 2018 (CEST)Beantworten
Der Begriff Transport ist in der Physik gut eingebürgert (zB Transportvorgänge in der Thermodynamik), ohne dass in irgendeiner Weise spezifiziert oder auch nur vorausgesetzt sein muss, es gäbe da etwas, das den Transport bewerkstelligt. Gemeint ist schlicht Veränderung des Orts. Abbildungen auf Transporte im Alltag mögen fallweise gelingen, das ist uns aber schnuppe. --Bleckneuhaus (Diskussion) 15:14, 8. Jun. 2018 (CEST)Beantworten
Ob das so gemeint ist? Ich glaube eher, es ist eine Nachlässigkeit. Es wird auch zwischen kinematischer Bewegung und dynamischer Bewegung unterschieden, und da ist nicht irrelevant, welche von beiden Transport ist. --Summ (Diskussion) 15:34, 8. Jun. 2018 (CEST)Beantworten
"Ortsveränderung durch eine Fläche hindurch", um den Begriff Transport zu ersetzen, halte ich für keine gelungene Definition des Stroms. "Dynamische Bewegung durch eine Fläche hindurch" gefällt mir schon besser. --Summ (Diskussion) 15:58, 8. Jun. 2018 (CEST)Beantworten
Wo hast Du das her, dass zwischen kinematischer Bewegung und dynamischer Bewegung unterschieden wird? Hab ich noch nie gehört. --Bleckneuhaus (Diskussion) 18:15, 8. Jun. 2018 (CEST)Beantworten
Ich dachte eigentlich an das hier. --Summ (Diskussion) 18:24, 8. Jun. 2018 (CEST)Beantworten
Da wird mir der Zugriff verwehrt, ich kann aber schon sagen, dass solche eigenwilligen/-artigen Begriffsbildungen aus dem KPK zwar originell, aber nicht unbedingt sozialverträglich sind. --Bleckneuhaus (Diskussion) 20:56, 8. Jun. 2018 (CEST)Beantworten
Ich habe mich auch erst im Zusammenhang mit diesem Artikel etwas genauer damit befasst und kann manche Überlegungen nachvollziehen. – Den Unterschied zwischen einem Leiterquerschnitt als realer Fläche und einer nur in Form von Koordinaten existierenden Grenzfläche, den Blaues Monsterle macht, verstehe ich persönlich als Gegensatz zur Welt des Beobachters. Das Hantieren mit dem Messbecher oder das Verlegen von Leitungen und Kabeln soll im ersten Fall für den (skalaren) Strom nicht relevant sein. Im zweiten Fall ist jede Bewegung relevant. --Summ (Diskussion) 23:27, 8. Jun. 2018 (CEST)Beantworten

(linksruck) Auch ich sehe keinen Vorteil, hier „kinematische Bewegung“ und „dynamische Bewegung“ zu unterscheiden (das wäre TF, das ist nicht etabliert). Auch ich sehe wie Bleckneuhaus und Blaues-Monsterle kein echtes Problem mit der Transport-Begrifflichkeit. Sätze wie „In einem Universum unbeobachteter Naturgesetze, sofern es das geben sollte, kann man nicht von Transport sprechen.“ sind für mich dunkel und unverständlich, mehr noch deine letzte Bemerkung von 23:27, 8. Jun. 2018. Ob ein Liter Wasser von A nach B fließt, weil es das "will" (wegen des Höhenunterschieds A>B oder des Druckunterschiedes in der Leitung wegen der Pumpe bei A) oder weil es einfach in einer Flasche im Rucksack von A nach B transportiert wird, ob da ein Beobachter zuschaut oder nicht - ich sehe da keinen Unterschied. Es ist ein Transport, also strömte da Wasser. Um dich, Summ, zu verstehen frage ich mal anders: Welchen Satz im derzeitigen Artikel möchtest du durch welchen anderen Satz ersetzen? Kein Einstein (Diskussion) 23:51, 9. Jun. 2018 (CEST)Beantworten

Ich versuche einmal so zu sagen, was ich meine, und tausche dazu das Wasser in der Flasche gegen Bonbons, weil die nicht so leicht strömen: Wenn wir nur einen Querschnitt durch die Flasche im Rucksack betrachten, ohne die Bewegung des Rucksacks, dann gibt es dort vielleicht keinen Transport, weil sich die Bonbons darin nicht bewegen. Das hat damit zu tun, dass ich die Flasche zwar von A nach B tragen will, aber zugleich will, dass die Bonbons drin bleiben und nicht kaputt gehen. Es gibt also den Transport des gesamten Rucksacks und zugleich einen fehlenden Transport der Bonbons innerhalb des Subsystems der Flasche. Umgekehrt kann ich ein Elektrogerät im Rucksack haben, und dort fließt durch einen Leiterquerschnitt ein Strom, in diesem Subsystem gibt es einen Transport. Der Leiter ist daraufhin eingerichtet, dass der Strom weiterfließt, egal was ich mit dem Rucksack mache, so wie die Flasche daraufhin eingerichtet ist, dass die Bonbons in Ruhe bleiben, auch wenn der Rucksack durchgerüttelt wird. Die Ströme in diesen Subsystemen lassen sich von der Bewegung des Rucksacks trennen, die als eine bloße "kinematische" Ortsveränderung betrachtet werden kann, ohne Einfluss auf diese beim Packen des Rucksacks für relevant gehaltenen Ströme. Wenn ich mit dem Rucksack durch ein Tor gehe, transportiere ich elektrische Ladung und Bonbons durch das Tor, deren Menge ich angeben kann, ohne die Ströme innerhalb der Flasche und des Elektrogeräts betrachten zu müssen. All diese Größen sind skalar, weil die Flächen im jeweiligen System "ortsfest" sind: Das Tor ist daraufhin eingerichtet, dass ich in der vorgegebenen Richtung ohne Mühe hindurchgehen kann, so wie die Flasche im Rucksack daraufhin eingerichtet ist, dass die Bonbons in ihr nicht zu strömen beginnen und das Elektrogerät daraufhin eingerichtet ist, dass der Strom darin unbeeinflusst weiterfließt. – Wenn wir dagegen eine Grenzfläche mit beliebiger Geschwindigkeit durch den Rucksack hindurchwandern lassen, entsteht dadurch ein Massenstrom und ein elektrischer Strom, für die jene Differenzierung der Systeme und Subsysteme nicht gilt. Die Lagen der Flasche und des Elektrogeräts im Rucksack haben einen Einfluss auf diese Ströme, und es entstehen Felder, die mit der Funktion des Geräts nichts zu tun haben, sondern nur mit der Bewegung der Fläche relativ zu den Strömen innerhalb des Geräts. Diese Größen sind nicht skalar. --Summ (Diskussion) 01:46, 10. Jun. 2018 (CEST)Beantworten
Was würde ich ändern am Artikel? Ungefähr: "Eine Bewegung der Grenzfläche beeinflusst den Strom, außer ein zugehöriges Funktionssystem wird mitbewegt. Dann geschieht idealerweise keine Veränderung." Das wäre beim Bewegen eines Leiterkabels, eines Messbechers oder bei einem Tor, das sich mit der Erde dreht, der Fall. Damit wären das Vehikel, die Zweckbestimmtheit und eine Bewegung, die kein Transport ist, miteinander verbunden. --Summ (Diskussion) 07:11, 10. Jun. 2018 (CEST)Beantworten
Ich habe lange über deine Beispiele nachgedacht, um zu verstehen, wo das Problem liegt. Ich glaube nicht, dass du die Sachlage dadurch verbesserst, dass du die Bezugs-Fläche mitwandern oder alleine für sich wandern lässt. Und wenn du das Elektrogerät im Rucksack betrachtest ohne für den Strom dort eine neue Fläche als Referenz zu wählen, zwischendurch zum Tor als Referenzfläche wechselst, dann erhellt das die Situation auch nicht. Bis hier verstehe ich nicht wirklich, worum es dir wirklich geht. Erst deine letzten Sätze des ersten Beitrags, wo du entstehende Felder durch Relativbewegung thematisierst, machen mir deinen Ansatz etwas verständlicher. Aber, wenn ich dich richtig verstehe, du steckst zu viel von Effekten des Stromes oder der Betrachtung von Bezugssystemen in deine Überlegungen. Es geht aber nur um die Definition dessen, was „Strom“ ist, nicht um eine dazu konsistente Theorie der Auswirkungen.
Deinen Veränderungswunsch verstehe ich - trotz redlichem Bemühen - gar nicht, auch nicht auf Basis des Beispiels. "Funktionssystem"? (Ja, das soll wohl das Elektrogerät sein, aber für dessen Betrachtung braucht man eine Fläche durch einen Leiterquerschnitt, sonst bringt das nichts.) Natürlich verändert sich die Stärke (!) des Stroms, wenn die Grenzfläche sich relativ zum Rucksack/Leiter/... stärker bewegt. Natürlich kann man durch entsprechende Wahl einer bewegten Fläche erreichen, das ein im erdfesten Bezugssystem beobachteter Strom im mitbewegten Bezugssystem nicht mehr existiert. Aber die Relevanz für diesen Artikel erschließt sich mir weiter nicht.
Ich denke weiter drüber nach, vielleicht erkenne ich noch, was an deiner Argumentation im Artikel nutzbringend ist. Oder jemand anderes kann hier vermitteln. Aber ich verstehe die Verbindung von dem „Vehikel, … Zweckbestimmtheit und … Bewegung, die kein Transport ist“ einfach nicht. Kein Einstein (Diskussion) 23:15, 10. Jun. 2018 (CEST)Beantworten
Ohne Grenzfläche gibt es keinen Transport, weil niemand da ist, der etwas misst. Insofern hat dieser anschauliche Begriff seine Berechtigung. Wenn Schäfer einen Strom von Schafen erzeugen, indem sie ihre Herde durch ein Tor treiben, dann ist die Drehung der Erde unter diesem Tor vielleicht ein unklares, dunkles Naturgesetz, um mit deinen Worten zu sprechen, weil sie es nicht beobachten können. Es trägt aber auch nicht bei zu diesem Transport, weil die Fläche so gewählt ist, dass die Drehung der Erde für die gemessenen Größen in den gemessenen Dimensionen keine Rolle spielt. Eine Bewegung der Grenzfläche, die den Strom nicht beeinflusst, ist kein Transport. Wäre das nicht korrekt ausgedrückt? --Summ (Diskussion) 10:31, 11. Jun. 2018 (CEST)Beantworten

Es gibt auch Transport ohne jede Spezifizierung einer Grenzfläche (nämlich Transport von A nach B, sowohl in Physik als auch im Alltag). Wesentlich kann Grenzfläche also nicht sein. --Bleckneuhaus (Diskussion) 11:13, 11. Jun. 2018 (CEST)Beantworten

Mit "Grenzfläche" wird der räumliche Unterschied zwischen A und B präzisiert. – Du kannst A und B als Punkte auf einer Strecke verstehen, wenn du nur zwei Transportrichtungen zwischen ihnen gelten lassen willst. --Summ (Diskussion) 11:31, 11. Jun. 2018 (CEST)Beantworten
Es gibt einen Transport, indem jemand einen Unterschied macht. – Sagen wir, ich zeichne eine Grenze zwischen A und B, und du verschiebst diese Grenze, weil du die Verteilung anders haben willst. Dann ist ein Transport geschehen, auch wenn sich nichts außer dieser gedachten Grenze bewegt hat. In einer beobachteten Welt bauen wir eine gerade Straße ohne Abzweigungen zwischen A und B. Wenn du auf dieser Straße mit erheblich geringerer Geschwindigkeit als die anderen Fahrzeuge in deiner Fahrtrichtung fährst und die Fahrzeuge in beiden Richtungen zählst, dann trägt deine reale Bewegung nicht merklich zum Transport zwischen A und B bei, so wie auch die Bewegung der Erde nicht direkt dazu beiträgt. Die Verkehrsteilnehmer dagegen transportieren etwas, motiviert durch den verringerten Widerstand zwischen A und B. Wenn du selbst etwas von A nach B schmuggelst, während du vorgibst, bloß Fahrzeuge zu zählen, dann benutzt du deine Tarnkappe als unsichtbarer Beobachter für diesen Transport, verletzt also die Unterscheidung zwischen der beobachtenden und der beobachteten Welt. – In all diesen Fällen gilt der Satz, dass eine Bewegung der Grenzfläche, die einen Strom beeinflusst, ein Transport ist, und eine Bewegung, die das nicht tut, keiner ist. --Summ (Diskussion) 13:30, 11. Jun. 2018 (CEST)Beantworten
Nehmen wir einmal eine Wasserstrahlschneidemaschine: Die hat als Subsystem eine Düse, aus der ein Wasserstrahl austritt, ähnlich wie der Rucksack im Beispiel oben als Subsystem eine Flasche mit Bonbons enthält. Die Bewegung des Wasserstrahls nennt man in der Technik eine dynamische, die Bewegung des Werkzeugs und des Werkstücks, die von Elektromotoren erheblich geringerer Leistung angetrieben wird, eine kinematische. Rund um die Düse markieren wir eine Grenzfläche. Die kinematische Bewegung der Düse wird in einem andern Bezugssystem betrachtet als die dynamische des Wasserstrahls. Diese Bewegung der Grenzfläche trägt nicht zum Transport des Wassers durch die Düse hindurch bei, und damit nicht zum Impuls, der auf das Werkstück wirkt. Innerhalb des Wasserstrahls können wir eine Grenzfläche durch Einfärbung eines Teils markieren. Während die Strömung durch diese Grenzfläche hindurch gering bleibt, bewegt sich die Grenzfläche erheblich. Im übergeordneten System des Wasserstrahls veranschaulicht sie dessen Transport. im untergeordneten System der Berührung der Wassersäulen gibt es fast keinen Transport.
Ein etwas ausführlicherer Formulierungsvorschlag: "Durch reale oder konzeptionelle Festlegung von Grenzflächen können Ströme erzeugt, beeinflusst und ausgelöscht werden. Wenn sich ein Strom durch eine Bewegungsänderung der Grenzfläche nicht ändert, trägt diese Bewegung nicht zum beobachteten Transport bei, sondern gehört zu einem anderen Bezugssystem." --Summ (Diskussion) 18:30, 11. Jun. 2018 (CEST)Beantworten
Das war jetzt keine Absicht, dass ich nicht früher antwortete (sondern RL-Last), aber es war aus meiner Sicht erhellend: Je mehr du deine Ausführungen ergänztest desto klarer wurde für mich, dass es dir gar nicht um die "reine" Definition von Strom geht, sondern dass du diverse Tatbestände aus deinem Erfahrungsbereich stets mitbedenkst (was ich oben mit „du steckst zu viel von Effekten des Stromes oder der Betrachtung von Bezugssystemen in deine Überlegungen“ meinte). Das tut dir nicht gut und bei mir zumindest führt es dazu, dass ich dich echt schwer verstehe.
Fangen wir doch mal hinten an. Ich habe noch nie vorher den Artikel Wasserstrahlschneidemaschine betrachtet. Aus der Düse tritt der Wasserstrahl aus, offenkundig wird in der Regel nicht die Düse, sondern das Werkstück (aber doch horizontal dazu?) bewegt. Aus meiner Sicht ist der der (Wasser-)Strom ganz einfach das, was aus der Düse kommt. Gemessen in Liter. Für die Stromstärke dann natürlich in Liter pro Sekunde. Und natürlich kann man auch zwei Düsen verschiedenen Querschnittes nur dann gut vergleichen, wenn man die Stromstärke pro Sekunde pro cm2 bemisst. Aber der Strom "an sich" ist der Wasserfluss von A (Düse) nach B (Werkstück). Ende.
Ich habe erneut lange gelesen, aber ich verstehe weder, was die "Grenzfläche rund um die Düse" sein soll, noch, was sie aussagt. Der "Impuls auf das Werkstück" bringt ganz andere Größen ins Spiel, um die es doch eigentlich nicht geht, eine (eingefärbte) Grenzfläche innerhalb des Wasserstrahl bewegt sich erheblich - weswegen? Wegen der (kinematischen) Bewegung des Werkstücks, die du doch zuvor als relativ gering charakterisierst? Oder weil sie mit dem fließenden Wasser mitgeht? Das übergeordnete und untergeordnete System verstehe ich auch nicht, bin irritiert aufgrund des Plurals der Wassersäulen. Du merkst, irgendwas läuft schief. Aber vielleicht bin ich einfach zu fachidiotisch, mich in deine Sichtweise einzudenken.
Nochmal aus meiner Sicht: Düse (A) und Werkstück (B) beim Wasserschneider. Halte ich ein Blatt Papier in den Wasserstrahl, dann sehe ich darin (wenn erst das Papier da war und dann der Wasserstrahl aktiviert wurde) als Loch ganz anschaulich meine Bezugsgröße. Verschiebe ich das nun in Richtung oder in Gegenrichtung des Strahls, dann verändert sich die Stromstärke durch dieses Loch, klar. Es ist aber ebenso klar, was ich meine, wenn bei unbewegtem Papier "5 Liter" durch das Loch strömten. Als Strom von A nach B. Ich mache die Düse an und deaktiviere sie, wenn 5 Liter durch sind. Dann sind irgendwelche Bezugsflächen-Bewegungen irrelevant. (Wenn du so willst, idst die starre Bezugsfläche die Spitze der Düse.) Wenn du das Papier mit der Geschwindigkeit des Wasserstrahls mitbewegst, dann wirst du keine Stromstärke des Wassers durch das Papier sehen, aber das Papier bewegt sich in diesem Fall (unabhängig von Beobachtern) letztlich von A nach B und bei B ist danach 5 Liter Wasser mehr als zuvor. Das meine ich mit Transport. Ende.
Gruß Kein Einstein (Diskussion) 22:15, 11. Jun. 2018 (CEST)Beantworten
Nein, wenn das Papier sich mitbewegt, sodass es kein Loch im Papier gibt, dann wird B vom Wasser nie erreicht, wenn es die Grenzfläche bildet. Wenn das Papier dagegen das Werkstück ist und ich mit dem Wasserstrahl einen Kreis hineinschneide, dann gehört die Kreisbewegung zu den kinematischen Bewegungen und die Bewegung, die für den Transport der fünf Liter verantwortlich ist, wie du richtig sagst, zu den dynamischen. Wenn die Düse sich ohne Wasser im Kreis bewegt, gibt es dagegen keinen Transport. Natürlich gibt es auch in diesem Fall einen Transport von Impuls und Energie, aber in einem anderen Bezugssystem, in dem wir das Metall der Düse betrachten. Ist das so schwer verständlich? --Summ (Diskussion) 08:57, 12. Jun. 2018 (CEST)Beantworten
Vielleicht nochmals zusammengefasst, worum es mir geht: Transport ist nach meinem Standpunkt kein "Naturvorgang", den es auch ohne Beobachtung geben würde, sondern das Resultat eines willentlichen Unterscheidungsprozesses: Voraussetzung ist, welche Bewegung als Transport gelten soll und welche nicht. Das kann man mit der Bewegung von Grenzflächen veranschaulichen. – Wenn wir mit einem Messer freihändig einen kreisförmigen Schnitt machen, gibt es keinen deutlichen Unterschied zwischen der trennenden Kraft und der Kraft, die für die präzise Führung des Messers erforderlich ist. Bei einer Schere haben wir die Scherkräfte für das Trennen und können es von der Führung der Schere unterscheiden. Bei der Wasserstrahlschneidemaschine ist diese Unterscheidung noch deutlicher: Da ist die trennende Kraft, und nur sie, sehr anschaulich ein Transport von Wasser – als Ergebnis einer jahrhundertelangen Entwicklung. --Summ (Diskussion) 15:58, 12. Jun. 2018 (CEST)Beantworten
Die Grenzfläche, die relativ zur Transportbewegung ruht, ist keine tragfähige Idee für eine Definition. Wenn es ein A und ein B gibt, und der Wasserstrahl von A aus "in Richtung B" Wasser transportiert, dann kann dein Fall gar nicht eintreten, dass B "vom Wasser nie erreicht wird", wie soll das gehen? Das kommt mir alles so sinnvoll vor wie ein Einwand, man könnte ja die Bezugsfläche neben den Wasserstrahl stellen und damit sei ja klar, dass kein Strom vorhanden ist. (Ohne das wirklich vertiefen zu wollen, sonst landen wir ja früher oder später bei der SRT: Fließt denn elektrischer Strom, wenn du eine Bezugsfläche neben dem Elektronenstrahl im Vakuum mit der Elektronengeschwindigkeit mitbewegst?)
Wenn die Düse, wie du beschreibst, eine Kreisbewegung beschreibt, dann ändert sich doch nichts an der Menge an transportiertem Wasser.
Und wenn du nun die Düse ausschaltet und weiter redest dann wird für mich überdeutlich, dass wir aneinandervorbeireden, der Transport von Impuls und Energie ist doch irrelevant wenn wir den Wasser-Strom betrachten. Und auch im Nach-Absatz springst du wieder zwischen ganz verschiedenen Strömen hin und her (oder bist im KPK mit irgendwelchen Kraft-Strömen??) Ich spreche nicht von der trennenden Kraft bei der Schneidemaschine, ich spreche vom Wasser-Strom. Es geht nicht um den Effekt dieses Stromes, es geht um die Definition des Stromes - unabhängig ob das Wasser auf ein Werkstück trifft oder durchs endlose Vakuum geht.
Doch, Transport ist vom Beobachter unabhängig. Gestern war der Dachziegel noch auf dem Hausdach, heute liegt er auf der Straße - unabhängig davon, ob es einen Beobachter gab. (Oder die Flasche mit Bonbons, die nun woanders ist oder...) Kein Einstein (Diskussion) 21:17, 12. Jun. 2018 (CEST)Beantworten
Fassen wir einmal die Argumentationsweisen zusammen, damit wir uns nicht streiten: Du und Bleckneuhaus argumentieren, dass es einen Transport zwischen A und B ohne Grenzfläche (als gebahnten oder versperrten Weg für eine bestimmte Größe) zwischen ihnen gebe. Dagegen setze ich die Grenzfläche voraus und bin der Meinung, dass der Begriff Transport ohne sie gar nicht sinnvoll ist. Ihr argumentiert, dass der Transport selbst den Unterschied zwischen A und B mache: Eine Menge verändert ihren Standort, und damit sind A und B gegeben. – Habe ich das richtig formuliert? (Der Fall mit dem Dachziegel ist nicht ganz so einfach. Ich stelle ja nur eine Veränderung fest, wenn er plötzlich auf der Straße liegt. Um zu verstehen, dass er vom Dach gefallen ist und nicht aus einer unsichtbaren Dachziegelquelle stammt, muss ich seinen Weg zurückverfolgen. Als Beobachter mache ich mindestens einen Weg, der kein Transport ist, um diesen Transport festzustellen: Ich bewege mich mit dem Dachziegel, oder ich stelle eine Veränderung fest und suche einen anderen Ort, an dem auch eine Veränderung stattgefunden hat.) --Summ (Diskussion) 09:41, 13. Jun. 2018 (CEST)Beantworten
Ich werfe ganz kurz ein, dass es in den Tiefen der Materie unmöglich wird, einen Weg nachzuvollziehen: Pfadintegral/Doppelspaltexperiment--Blaues-Monsterle (Diskussion) 11:24, 13. Jun. 2018 (CEST)Beantworten
Eben. Du hast A und B zum Beispiel als Punkte oder Kugeln mit einem Abstand größer Null. Wenn man nicht gedanklich eine Grenzfläche zwischen ihnen konstruiert, muss man B doch weglassen und zu deiner allerersten Definition des Stroms zurückkehren. Mir erscheint die Konstruktion der Grenzfläche aber grundlegend. --Summ (Diskussion) 11:32, 13. Jun. 2018 (CEST)Beantworten
Ich habe nur gesagt, dass das Wissen um B keine notwendige Bedingung darstellt, nicht, dass man es weglassen muss. Für die Definition von Strom reicht aus, dass ich weiß hier und nicht mehr hier. Schauen wir uns noch einmal das   an, dann steht da nirgendwo drin, wie ich die Begrenzung zu wählen habe. Auch für einen Transport von A nach B brauche ich keine Begrenzung zu wählen, es genügt das Wissen, dass wir uns in einem Hausdorff-Raum befinden. --Blaues-Monsterle (Diskussion) 12:01, 13. Jun. 2018 (CEST)Beantworten
@Summ: Vielleicht sollten wir genauer zwischen dem Transport "als Phänomen" und dem Transport "als messbarer Größe" unterscheiden. Beim Phänomen genügt die Bilanz, will ich den Vorgang "verstehen" (was bei Dachziegeln geht, bei Quantenobjekten sinnlos ist), dann brauche ich einen Transportweg und eine Möglichkeit, die Strom-Stärke zu definieren. Du hängst dieser "verstehen/messen"-Sichtweise an, daher muss diese "Fläche" für dich recht konkrete Bedingungen erfüllen. Kann es sein, dass hier (neben anderen Punkten wie deinem Betrachter und den von dir mitbetrachteten Effekten) unser Verstehens-Problem liegt? Kein Einstein (Diskussion) 11:23, 17. Jun. 2018 (CEST)Beantworten
Ja, grundsätzlich einverstanden mit deiner Unterscheidung. Aber eine Welt idealer Messbedingungen ist auch eine Welt des unbeeinträchtigten Verstehens und bleibt damit theoretisch. Wenn Blaues-Monsterle von einer topologischen Umgebung spricht, in der man "hier und nicht mehr hier" sagen kann, dann ist das ein gedankliches Konstrukt, das man von einer empirischen Realität unterscheiden sollte. Durch das Konstrukt gibt es die Grenze zwischen Hier und nicht Hier, man kann sie nur in diesem Konstrukt vorausetzen. Es gibt das Konstrukt des Theoretikers und das Konstrukt des Technikers, und beides geht oft unscharf ineinander über: Weil der eine die Grenzfläche schon gemacht hat, glaubt der andere, dass sie nicht nötig sei, da es den Unterschied zwischen A und B bereits gebe. – In einer empirischen Welt geht die Grenze jeder möglichen Unterscheidung voraus (die sich als ein Feststellen von Unterschieden verstehen will, nicht als ein Herstellen). Der Begriff Transport ist ein empirischer. Auch wenn ein Gletscher einen Findling transportiert, gibt es eine Instanz, die das macht, ohne dass man den Gletscher als Berggeist personalisieren müsste. Es gibt Antrieb und verringerten Widerstand für den Stein, und die bahnen einen Weg. Entlang des Wegs kann man Marken setzen, das wären die Grenzflächen als Leiterquerschnitte, aus denen man geometrisch einen Leiter für den Stein konstruieren kann. Durch das Nachvollziehen des Wegs erzeugt der Techniker Grenzen, er stellt sie her. Das geht leichter, wenn andere Grenzen schon vorausgesetzt sind. Das Dach ist eine Grenzfläche für Regen und Wind, damit deren Strom ins Haus annähernd Null ist. Die Reibung des Dachziegels auf der Dachkonstruktion verhindert normalerweise seinen Transport. Das ist eine technische Voraussetzung, die es leichter macht, auf seinen Weg zu schließen, wenn er nach einem Sturm oder Platzregen in einem Baum oder auf der Straße landet. Ohne dass schon eine Menge Grenzen hergestellt worden sind, kann keine Grenze festgestellt werden. Das meinte ich mit Beobachterabhängigkeit. --Summ (Diskussion) 11:10, 18. Jun. 2018 (CEST)Beantworten
Ich habe nun so langsam das Gefühl, dich überhaupt zu verstehen.
Aber dein Blick auf die Ursache oder den Weg des Transports (bei deinem Beispiel des Findlings) bringt (in meinen Augen) nicht mehr Erkenntnis für den Artikel. Solche Überlegungen könnte man in einer Vielzahl von Artikeln machen. Für mich (der ich sicher nicht das Maß der Dinge bin) brächten Erörterungen dazu hier keinen Mehrwert, dafür aber eine Menge Möglichkeiten zu Missverständnissen (was ja alleine schon die lange Diskussion hier belegt). Wenn, dann sollte eine Formulierung wie „Beobachterabhängigkeit“ vermieden werden (das erinnert mehr an SRT-Probleme), du meinst doch eher technische/praktische/prinzipielle Festlegungen... (?) Vielleicht sieht das einer der Kollegen anders? Kein Einstein (Diskussion) 22:41, 18. Jun. 2018 (CEST)Beantworten
Ja, die Beobachterabhängigkeit hat einerseits mit den Voraussetzungen der Beobachtung zu tun: Blaues-Monsterle beruft sich auf das Trennungsaxiom in der Topologie, das nicht begründet ist, wie der Name Axiom schon sagt, sondern durch Konsens vorausgesetzt werden muss wie eine Wegmarke. Daher kam mir seine erste Definition wie die Konstruktion eines Messbechers vor. Andererseits kommt die Beobachterabhängigkeit durch technische Voraussetzungen zustande, die es dem Beobachter leichter machen. – Du hast aber Recht mit der Abgrenzung zwischen Phänomen und Messgröße: Das Phänomen Strom wird durch Grenzflächen erzeugt: Sie ermöglichen, beeinflussen, verhindern den Strom. Dadurch rechtfertigt sich auch der anschauliche Begriff Transport. Für die Messgröße Strom ist die Grenzfläche aber bloß eine Koordinatenfläche, auch wenn sie mit einer konkreten Fläche übereinstimmt, denn sie dient hier nur zur Bestimmung eines Volumens, und betrachtet werden nur Ortsveränderungen. Weil diese nur zur Messung bestimmte Grenzfläche das Gemessene nicht beeinflussen soll, ist der Begriff Transport m.E. nicht gerechtfertigt. Wenn gemessene Partikel dagegen mit Photonen bombardiert werden, damit wir sie besser sehen, dann geschieht ein Transport, aber einer, den wir in diesem Zusammenhang eigentlich nicht haben wollen. --Summ (Diskussion) 09:46, 20. Jun. 2018 (CEST)Beantworten
Aspekte von "Voraussetzungen für eine Beobachtung" würde ich gerne aus diewsem Artikel heraushalten, das wird einerseits zu philosophisch und müsste andererseits, wie gesagt, ja in einer Vielzahl von Artikeln thematisiert werden.
Wenn du schreibst „Das Phänomen Strom wird durch Grenzflächen erzeugt“ und dann erzeugende Grenzflächen in einen Topf wirfst mit solchen, die nur zur Durchführung eines Messprozesses nötig sind (das nennst du dann Koordinatenfläche?), dann geht deine Argumentation schief.
Nochmal an einem deiner Beispiele: Beim Findling, der mit dem Gletschereis den Berg hinab transportiert wird, ist eine "Grenzfläche" (betrachte Eis-Stein oder den geneigten Hang oder abstraktere Konzepte wie Äquipotentialflächen/Gradienten etc.) "Ursache" des Transports. Meinetwegen. Aber das hat nichts (!) mit dem zu tun, wie wir hier Transport definieren (wollen). Da ist nur relevant, dass durch eine (in der Regel auch nur gedachte) Fläche hinweg der Ort des Felsens wanderte. Ob es die Neigung des Berges, das Gletscherwachstum oder kleine Berggeister waren, das ist komplett irrelevant für die Erkenntnis: Da ist ein felsen links, der vorher weiter rechts war, es ist also ein Transport von Gestein erfolgt. Punkt. Auf diesem einfachen Sachverhalt beziehen wir uns. Nicht mehr. Kein Einstein (Diskussion) 10:17, 20. Jun. 2018 (CEST)Beantworten
Ja, für die Messung brauchen wir eine Grenzfläche, nur um eine bloße Ortsveränderung festzustellen. Und für den bloß gedachten Messbecher, bei dem man Hier von nicht Hier unterscheiden kann, ebenfalls. Das eine wie andere hat nichts mit dem Transport des Gemessenen zu tun. Da sollte dieser Begriff nicht vorkommen. Etwas sauberer würde ich daher in der Definition die Messung oder Quantifizierung einer Größe vom Transport als Phänomen unterscheiden. Im ersten Satz sollte der Zusatz "durch eine Fläche" gestrichen werden, weil er die Fläche als Voraussetzung der Messung einer Größe mit den Flächen vermischt, die für den Strom als Phänomen verantwortlich sind. Auch das missverständliche "durch" (hindurch oder verursacht durch?) ist fehl am Platz. Im zweiten Satz geht es dann plötzlich nicht mehr um das Phänomen, sondern um die Größe Strom, das ist auch etwas konfus. Der Begriff Fläche erscheint wieder bei der Definition der Stromstärke, das genügt dort. Ich würde den Begriff Transport hier nicht wiedeholen, sondern nur von einer Ortsveränderung durch diese Fläche hindurch sprechen. Dann sind die Größen und das Phänomen, gleube ich, einigermaßen korrekt auseinandergehalten. --Summ (Diskussion) 22:11, 20. Jun. 2018 (CEST)Beantworten
*Stirnklatsch* Das man "durch eine Fläche" auch im Sinne von "verursacht von der Fläche" lesen kann, das habe ich bis hierher nicht gemerkt. Ich schaue mir deine Änderungen in den nächsten Tagen noch in Ruhe an, denke aber, dass das nun geschafft sein solte. Gruß Kein Einstein (Diskussion) 22:52, 20. Jun. 2018 (CEST)Beantworten
Bei einem Loch in einem Behälter oder auch bei einer Phasengrenze ist die Verursachung gegeben. – Es sieht nun so aus, als hätten wir unsere Missverständnisse bewältigt. --Summ (Diskussion) 23:05, 20. Jun. 2018 (CEST)Beantworten
Was mich störte, war die Vermischung des Phänomens Strom als Transport, verursacht oder verhindert durch Grenzflächen – und der Größe Strom, die sich einfach als Bewegung eines Größenwerts durch eine Fläche hindurch definiert. Nun ist es, glaube ich, klar genug entkoppelt. Danke allerseits für die intensive Zusammenarbeit! --Summ (Diskussion) 13:12, 28. Jun. 2018 (CEST)Beantworten