Willkommen, Gast
Benutzername: Passwort: Angemeldet bleiben:
  • Seite:
  • 1
  • 2

THEMA:

SRT, Lichtuhr etc. 13 Okt 2020 09:06 #77763

Derzeit lese ich im populärwissenschaftlichen Buch "Gravitation und Raumzeit" von John Archibald Wheeler (1991, wird nicht mehr aufgelegt, also keine Schleichwerbung). Bis jetzt ist alles klar verständlich, nur eine Sache wundert mich: Zur Erklärung der SRT wird wie so oft u.a. eine Lichtuhr herangezogen, wobei ein Lichtblitz in einem Eisenbahnwaggon senkrecht zur Fahrtrichtung von rechts nach links und durch einen Spiegel reflektiert wieder zurück zum Ausgangspunkt kommt.

Die Breite des Waggons sei 3m und der Waggon bewege sich 4m weiter, während der Lichtblitz diese 3m durchquert. Inkl. Rückweg von 3m legt der Lichtblitz im Waggon also 2x3m = 6m zurück, und der Waggon selbst legt in dieser Zeit 2x4m = 8m zurück. Das sieht vielleicht auf den ersten Blick nach Überlichtgeschwindigkeit aus, aber so ist es natürlich nicht. Man darf die Bezugssysteme ja nicht mischen beim Berechnen einer Geschwindigkeit. So weit so gut.

Für einen ruhenden Beobachter auf dem Bahnsteig legt der Lichtblitz einen längeren Weg zurück: Weil sich der Waggon selbst auf halber Lichtstrecke von 3m (im Waggon) ja noch um 4m ggü. dem Bahnsteig weiter bewegt, geht der Lichtblitz aus Beobachtersicht schräg in Richtung Spiegel, also auf der Hypothenuse von 5m eines rechtwinkl. Dreiecks mit den Katheten 4m (Waggonweg) und 3m (Waggonbreite). Inkl. Rückweg (ebenfalls schräg) legt der Lichtblitz also 2x5m = 10m zurück. So weit so gut: Der Waggon bewegt sich demnach mit 80% der Lichtgeschwindigkeit.

Jetzt meine eigentliche Frage: Sobald der Lichtblitz gestartet ist – sagen wir es sei nur ein einzelnes Photon – ist dieses Photon doch in keinem Bezugssystem objektiv verankert, d.h. es könnte auch den Spiegel auf der anderen Seite des Waggons verfehlen, weil der sich ja weiter bewegt während das Photon unterwegs zu dem Ort ist, wo der Spiegel war als das Photon startete. Im genannten Buch von J.A. Wheeler wird darauf nicht eingegangen und ich habe auch keine andere Darstellung gesehen, wo das eine Rolle spielt. Die Abbildungen sind immer so gezeichnet, dass der Lichtstrahl einfach schräg nach vorne einfällt, genau die Mitte des Spiegels trifft und dann schräg nach vorne wieder zurückgeworfen wird. Aber woher "weiß" denn ein Photon, welches im Wagen genau senkrecht zur Fahrtrichtung emittiert wird, dass es nicht geradeaus bzgl. des Erdbodens gehen soll, sondern eben schräg nach vorne in Fahrtrichtung des Waggons?

Im genannten Buch wird das Ganze zunächst so erklärt, dass sich zwei Personen gegenüber stehen auf einem fahrenden Wagen und sich einen Ball zuspielen senkrecht zur Fahrtrichtung. Ich würde erwarten, dass so ein Ball den Mitspieler verfehlt, wenn man direkt auf ihn zu spielt und der Wagen nur schnell genug ist. Warum passiert das nicht oder warum ist das irrelevant?
Also sprach das Photon: Wo wir sind ist vorne! Und sollten wir mal hinten sein, dann ist hinten vorne!

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

Letzte Änderung: von Steinzeit-Astronom.

SRT, Lichtuhr etc. 13 Okt 2020 12:39 #77770

  • wm
  • wms Avatar
  • Offline
  • Forum Geselle
  • Forum Geselle
  • Beiträge: 204
  • Dank erhalten: 24
Gute Frage. Antwort: eben WEIL der Lichtstrahl in KEINEM Intertialsystem 'verankert' ist ... ist er es aus der jeweiligen Sicht in JEDEM jeweils eigenen.

Dazu zwei 'Hilfsgedankenexperimente'.
Stell Dir den Zug am Boden mit einem Einwegspiegel (Licht kommt rein aber nicht mehr raus) ausgestattet vor und 'starte' den Lichtstrahl sozusagen von den Gleisen aus .... ändert an der Sache nichts.
Nun stell Dir statt dem Einwegspiegel ein Loch im Boden des Zuges vor uns werfe durch dieses Loch einen Ball senkrecht nach oben -> ??? bzw. !!!

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

Letzte Änderung: von wm.

SRT, Lichtuhr etc. 13 Okt 2020 13:13 #77771

Die Abbildungen sind immer so gezeichnet, dass der Lichtstrahl einfach schräg nach vorne einfällt, genau die Mitte des Spiegels trifft und dann schräg nach vorne wieder zurückgeworfen wird. Aber woher "weiß" denn ein Photon, welches im Wagen genau senkrecht zur Fahrtrichtung emittiert wird, dass es nicht geradeaus bzgl. des Erdbodens gehen soll, sondern eben schräg nach vorne in Fahrtrichtung des Waggons?

Einerseits geht es ja um die Berechnung also ein hypothetisches Photon. Wenn ein Photon andere Wege geht, dann muss man eben auch anders rechnen.

Aber es gibt eine Antwort auf die Frage zwischen den Zeilen:

Die Aberration bei Teleskopen ist ja bekannt. Auch eine Lampe hat eine Öffnung und strahlt das Licht in einer Richtung ab. Wird nun eine vertikal ausgerichtete Lampe quer zu ihrer Strahlrichtung, hier also horizontal bewegt, dann wird das Licht in einem entsprechenden Winkel abgestrahlt. Gleiches gilt übrigens für Spiegel schräg zur Fahrtrichtung. Wir hatten dazu einen langen Thread über das Parabolspiegel-Paradoxon. Das hat also nichts mit SRT zu tun sondern ergibt sich bereits (mehr oder weniger) nach Galilei und der Wellennatur des Lichtes.
Vorsicht, ich schreibe vereinfacht ohne Wurzelzeichen ³x=³√x , wenig Klammern 1/4r²π=1/(4r²π) , statt Vektorpfeil v¹=v⃗ Funktionen bzw Argumente kennzeichne ich mit einem Punkt f.(x)=f(x)
Folgende Benutzer bedankten sich: Steinzeit-Astronom

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

Letzte Änderung: von ra-raisch.

SRT, Lichtuhr etc. 13 Okt 2020 14:07 #77775

  • wm
  • wms Avatar
  • Offline
  • Forum Geselle
  • Forum Geselle
  • Beiträge: 204
  • Dank erhalten: 24

Das hat also nichts mit SRT zu tun sondern ergibt sich bereits (mehr oder weniger) nach Galilei und der Wellennatur des Lichtes.

Ja, ich denke da hast Du Recht - mal abgesehen davon, dass unabhängig davon, bei genauerem Hinsehen mein vorangegangener (und deshalb gestrichener Beitrag) sich irgendwie in den Schwanz beißt.

Jedenfalls ... gute Frage.

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

Letzte Änderung: von wm.

SRT, Lichtuhr etc. 13 Okt 2020 17:49 #77793

Das müsste die offizielle Erklärung mit SRT sein.

Obwohl bei einem langsameren Objekt, wie einem Gummiball, das gleiche passiert,
aber die relative Gleichzeitigkeit keine Rolle spielt. Hmm...

Ja schon, aber gerade bei Licht ist es schwer einzusehen und doch kann man es eben wie beim Gummiball tatsächlich beim Teleskop bobachten.
Ach so ... hmm .... nein mit der relativen Gleichzeitigkeit hat es wohl nichts zu tun. Die (Haupt)-Richtung des Lichtes hängt schon von der Strahlrichtung der Lichtquelle ab. Und da zielt die Lampe eben (ganz automatisch allein durch die Bewegung) in Bewegungsrichtung schräg (und zwar genau im richtigen Winkel).
Vorsicht, ich schreibe vereinfacht ohne Wurzelzeichen ³x=³√x , wenig Klammern 1/4r²π=1/(4r²π) , statt Vektorpfeil v¹=v⃗ Funktionen bzw Argumente kennzeichne ich mit einem Punkt f.(x)=f(x)

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

Letzte Änderung: von ra-raisch.

SRT, Lichtuhr etc. 13 Okt 2020 19:59 #77804

das Licht muss auf jeden Fall konstante Geschwindigkeit c haben.

Aus der Nähe betrachtet schon, aus der Ferne gemessen (anderes Potential) kann Licht langsamer sein. Aber das ist nicht mehr SRT sondern ART. Und es ging vor allem um eine Wegverlängerung durch die kosmische Expansion.

In den üblichen Beispielen bewegt sich das Photon in einem Winkel von ca. 45° (?),
damit das passiert muss die Relativgeschwindigkeit der Inertialsystem schon recht hoch sein.
In dem Fall müsste die relative Gleichzeitigkeit den Hauptanteil an der schrägen Bahn haben.
Bei niedrigen Geschwindigkeiten darf man diese ja einfach addieren.

Ja richtig.
45° bekommt man mit v = c/²2 = 0,707 c
Vorsicht, ich schreibe vereinfacht ohne Wurzelzeichen ³x=³√x , wenig Klammern 1/4r²π=1/(4r²π) , statt Vektorpfeil v¹=v⃗ Funktionen bzw Argumente kennzeichne ich mit einem Punkt f.(x)=f(x)

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

Letzte Änderung: von ra-raisch.

SRT, Lichtuhr etc. 13 Okt 2020 22:41 #77809

Aber woher "weiß" denn ein Photon, welches im Wagen genau senkrecht zur Fahrtrichtung emittiert wird, dass es nicht geradeaus bzgl. des Erdbodens gehen soll, sondern eben schräg nach vorne in Fahrtrichtung des Waggons?

Woher weis ein Photon das es geradeaus fliegen soll und nicht dreimal um den Mond?
Josef hat die Antwort in seiner Eiinführung zur QED gegeben; der schräge Weg zum bewegten Spiegel und schräg zurück ist der Wahrscheinlichste um den Detektor (oder was auch immer da ist) zu erreichen. Alle anderen Wege "kringeln" (sprich interferieren) sich weg.
assume good faith

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

SRT, Lichtuhr etc. 13 Okt 2020 22:53 #77811

Alle anderen Wege "kringeln" (sprich interferieren) sich weg.

Dies entspricht in etwa der Fragestellung und beantwortet sie nicht.
Warum sollte sich denn ein schräger Weg nicht wegkringeln und ein gerader kringelt sich weg?
Es liegt daran, dass der scheinbar schräge Weg auf Grund der Mitführung der Lampe der gerade Weg ist.
Am besten, man denkt dabei an einen Laser.
Vorsicht, ich schreibe vereinfacht ohne Wurzelzeichen ³x=³√x , wenig Klammern 1/4r²π=1/(4r²π) , statt Vektorpfeil v¹=v⃗ Funktionen bzw Argumente kennzeichne ich mit einem Punkt f.(x)=f(x)

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

Letzte Änderung: von ra-raisch.

SRT, Lichtuhr etc. 14 Okt 2020 02:21 #77820

  • wm
  • wms Avatar
  • Offline
  • Forum Geselle
  • Forum Geselle
  • Beiträge: 204
  • Dank erhalten: 24
Da hab' ich doch fast einen Knoten ins Hirn bekommen ... aber ich denke, nachfolgende Überlegung dürfte passen.

Es ist doch so, dass jedes Inertialsystem seine relative Geschwindigkeit gegenüber einer Lichtquelle feststellen kann (Dopplereffekt). Was nichts anderes bedeutet, als dass jedes Inertialsystem den bzw. eben einen von dieser relativen Geschwindigkeit abhängigen Impuls in Bewegungsrichtung misst. Und eine vektorielle Impulsaddition (senkrecht/parallel zur Bewegungsrichtung) bestimmt dann die Richtung der Ausbreitung.
Blöd nur ;-), dass beim Licht die Beträge von Geschwindigkeit und Impuls nichts miteinander zu tun haben ... aber deshalb gibt es ja die SRT.

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

Letzte Änderung: von wm.

SRT, Lichtuhr etc. 14 Okt 2020 07:19 #77822

Da hab' ich doch fast einen Knoten ins Hirn bekommen

Ich fürchte nicht nur fast:

Es ist doch so, dass jedes Inertialsystem seine relative Geschwindigkeit gegenüber einer Lichtquelle feststellen kann (Dopplereffekt).

Dazu muss man die Originalfrequenz kennen, wie bei den Fraunhoferlinien.

Was nichts anderes bedeutet, als dass jedes Inertialsystem den bzw. eben einen von dieser relativen Geschwindigkeit abhängigen Impuls in Bewegungsrichtung misst.

Der Impuls hägt neben der Geschwindigkeit von der Masse ab, bei Licht von der Energie bzw Frequenz.

Und eine vektorielle Impulsaddition (senkrecht/parallel zur Bewegungsrichtung) bestimmt dann die Richtung der Ausbreitung.

Wie kommst Du denn auf diese Idee..... von welcher Bewegungsrichtung sprichst Du denn überhaupt? Meinst Du den Sender? Aus dem Lichtsignal kannst Du die Bewegungsrichtung jedenfalls nicht ablesen sondern nur die Relativgeschwindigkeit.

Grundsätzlich kann man schon die Richtung einer Bewegung mit der Richtung eines Impulses vektoriell addieren. Dazu würde aber die Richtung des Lichtes genügen, wozu zuerst den Impuls ausrechnen oder messen?

Doch was soll dies nun mit der Ausbreitungsrichtung des Lichtes zu tun haben? Sind sich etwa die beiden Beobachter der Lichtuhr darüber nicht einig? Jeder Punkt des Lichtweges ist ein Ereignis und über Ereignisse sind sich alle Beobachter einig, jeder in seinem eigenen Koordinatensystem.

Achso....vielleicht verstehe ich jetzt, was Du meinst:
Du willst feststellen, welche Richtung sich im anderen Bezugssystem darstellt. Wenn das Licht auf den Punkt über der Lampe auftrifft, sieht man das doch sowieso. Wenn wir das Licht ferner Sterne empfangen, verstehe ich die Motivation sowieso nicht.
Vorsicht, ich schreibe vereinfacht ohne Wurzelzeichen ³x=³√x , wenig Klammern 1/4r²π=1/(4r²π) , statt Vektorpfeil v¹=v⃗ Funktionen bzw Argumente kennzeichne ich mit einem Punkt f.(x)=f(x)

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

Letzte Änderung: von ra-raisch.

SRT, Lichtuhr etc. 14 Okt 2020 08:03 #77826

c~Lichtweg, v~Fahrtweg → v~Lichtweg' = Höhe.
Pythagoras c² = v²+v² → v = ²(c²/2) = c/²2
Vorsicht, ich schreibe vereinfacht ohne Wurzelzeichen ³x=³√x , wenig Klammern 1/4r²π=1/(4r²π) , statt Vektorpfeil v¹=v⃗ Funktionen bzw Argumente kennzeichne ich mit einem Punkt f.(x)=f(x)

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

Letzte Änderung: von ra-raisch.

SRT, Lichtuhr etc. 14 Okt 2020 09:07 #77828

  • wm
  • wms Avatar
  • Offline
  • Forum Geselle
  • Forum Geselle
  • Beiträge: 204
  • Dank erhalten: 24

Da hab' ich doch fast einen Knoten ins Hirn bekommen

Ich fürchte nicht nur fast:

Ich glaube nicht.

Es ist doch so, dass jedes Inertialsystem seine relative Geschwindigkeit gegenüber einer Lichtquelle feststellen kann (Dopplereffekt).

Dazu muss man die Originalfrequenz kennen, wie bei den Fraunhoferlinien.

Du kannst in irgendeinem Inertialsystem die relative Geschwindigkeit zu einem an einem beliebigen Punkt stattgefundenen Lichtblitz messen, indem Du an den Punkten einer Kugeloberfläche (mit ebendiesem Punkt als Mittelpunkt der Kugel) die Frequenz des Lichtes misst. Der 'Pfeil' von Minimum zu Maximum zeigt Dir die Richtung; dieses Minimum bzw. Maximum als Pole gedacht, die Werte am Äquator die Originalfrequenz.

Was nichts anderes bedeutet, als dass jedes Inertialsystem den bzw. eben einen von dieser relativen Geschwindigkeit abhängigen Impuls in Bewegungsrichtung misst.

Der Impuls hägt neben der Geschwindigkeit von der Masse ab, bei Licht von der Energie bzw Frequenz.

Eben.

Und eine vektorielle Impulsaddition (senkrecht/parallel zur Bewegungsrichtung) bestimmt dann die Richtung der Ausbreitung.

Wie kommst Du denn auf diese Idee..... von welcher Bewegungsrichtung sprichst Du denn überhaupt? Meinst Du den Sender? Aus dem Lichtsignal kannst Du die Bewegungsrichtung jedenfalls nicht ablesen sondern nur die Relativgeschwindigkeit.

Zunächst meine ich die Relativbewegung Inertialsystem/Lichtquelle ... und wenn diese Lichtquelle in einem anderen Inertialsystem (dem Zug) ruht ... umso besser ... dann meine ich beide - weil identische - Relativbewegungen.

Grundsätzlich kann man schon die Richtung einer Bewegung mit der Richtung eines Impulses vektoriell addieren. Dazu würde aber die Richtung des Lichtes genügen, wozu zuerst den Impuls ausrechnen oder messen?

Der Problemstellung in diesem Thread ist doch gerade, dass (und warum) die 'Richtung' abhängig vom Inertialsystem ist (im Beispiel: im Zug immer schön von unten nach oben, vom Bahnsteig aus schräge Zickzacklinien)

Doch was soll dies nun mit der Ausbreitungsrichtung des Lichtes zu tun haben? Sind sich etwa die beiden Beobachter der Lichtuhr darüber nicht einig? Jeder Punkt des Lichtweges ist ein Ereignis und über Ereignisse sind sich alle Beobachter einig, jeder in seinem eigenen Koordinatensystem.

Mit der Ausbreitungsgeschwindigkeit des Lichts hat das nichts zu tun ... außer, hätte man nur die Galilei-Transformation und nicht die Lorentz-Transformation, man ein Riesenproblem hätte.

Achso....vielleicht verstehe ich jetzt, was Du meinst:
Du willst feststellen, welche Richtung sich im anderen Bezugssystem darstellt. Wenn das Licht auf den Punkt über der Lampe auftrifft, sieht man das doch sowieso. Wenn wir das Licht ferner Sterne empfangen, verstehe ich die Motivation sowieso nicht.

Bei astronomischen Entfernungen eine gedachte Kugeloberfläche um ein Objekt vermessen zu wollen ... würde sich womöglich als undurchführbar erweisen. ;-)

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

Letzte Änderung: von wm.

SRT, Lichtuhr etc. 14 Okt 2020 10:57 #77832

Bei astronomischen Entfernungen eine gedachte Kugeloberfläche um ein Objekt vermessen zu wollen ... würde sich womöglich als undurchführbar erweisen. ;-)

Ja, das auch. In jedem Fall benötigt man dafür mehrere Photonen, was bei einem Lichtstrahl natürlich gegeben ist.
Im Threadthema ging es jedenfalls nicht um Licht, das den Beobachter erreicht, sondern den Lichtgang (ein einziges Photon) der Uhr, den man ja nicht wirklich beobachten kann, egal welcher Beobachter.

Die "Ortung" der Richtung ist nicht uninteressant. Ich bin mir aber nicht sicher, ob dafür ein paar Einzelmessungen ausreichen.
Angenommen Du hast drei Messungen in A, B und C mit Frequenzen fa, fb und fc ... wie müßten man denn jetzt rechnen?
Vorsicht, ich schreibe vereinfacht ohne Wurzelzeichen ³x=³√x , wenig Klammern 1/4r²π=1/(4r²π) , statt Vektorpfeil v¹=v⃗ Funktionen bzw Argumente kennzeichne ich mit einem Punkt f.(x)=f(x)

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

Letzte Änderung: von ra-raisch.

SRT, Lichtuhr etc. 14 Okt 2020 12:19 #77838

Die Aberration bei Teleskopen ist ja bekannt. Auch eine Lampe hat eine Öffnung und strahlt das Licht in einer Richtung ab. Wird nun eine vertikal ausgerichtete Lampe quer zu ihrer Strahlrichtung, hier also horizontal bewegt, dann wird das Licht in einem entsprechenden Winkel abgestrahlt.

Ja, offenbar ist es so, aber warum? Die Antwort kann nur sein, dass das Licht und übrigens auch jedes massebehaftete Teilchen eben doch in dem nach Wheeler "frei schwebenden Bezugssystem" (=Inertialsystem) quasi verankert ist, in dem die Lichtquelle ruht (bzw. bei einem Ball die Quelle der Ballbewegung), und das auch ganz ohne dass relativistische Geschwindigkeiten beteiligt sind.

Tatsächlich schreibt Wheeler in einem eher unscheinbaren Satz seines romanhaft erzählten Beispiels (Hervorhebung von mir): "Relativ zum Wagen bewegt sich der Krocketball kein bißchen nach vorne, relativ zum Boden kommt er aber ein gutes Stück voran." Den Satz hatte ich zuerst völlig übersehen. Also verfehlt man in einem gleichförmig bewegten Wagen den Mitspieler grundsätzlich nicht, wenn man ihm quer zu Fahrtrichtung einen Ball direkt zuspielt, weil der Ball ja relativ zum Wagen "kein bißchen" voran kommt und vermutlich auch nicht zurück... aber das war ja gerade meine Frage, ob nicht doch zurück.

Beim Ball wird das verständlich durch Vektoraddition der Geschw.keiten von Wagen und Wurfarm bzw. Krocketschläger, aber beim Licht scheint es mir nach wie vor seltsam: Das Photon bewegt sich im Wagen stur geradeaus genau auf den mit der Lichtquelle bewegten Spiegel zu, d.h. es scheint auch während seiner Bewegung irgendwie zu wissen woher es kam und wohin es im Bezugsystem dieser Quelle gehen muss...also ist es doch gewissermaßen im Inertialsystem der Quelle verankert. Naja, so muss es wohl auch sein: In einem Inertialsystem gelten alle bekannten physikalischen Gesetze gleichermaßen. Das Photon ist senkrecht zur Seitenwand gestartet und trifft daher auch senkrecht zur anderen Seitenwand den Spiegel, obwohl oder gerade weil sich der synchron mit der Lichtquelle bewegt bzw. im Selben Bezugssystem mit ihr ruht.
Also sprach das Photon: Wo wir sind ist vorne! Und sollten wir mal hinten sein, dann ist hinten vorne!

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

Letzte Änderung: von Steinzeit-Astronom.

SRT, Lichtuhr etc. 14 Okt 2020 19:19 #77851

Alle anderen Wege "kringeln" (sprich interferieren) sich weg.

Dies entspricht in etwa der Fragestellung und beantwortet sie nicht.
Warum sollte sich denn ein schräger Weg nicht wegkringeln und ein gerader kringelt sich weg?
Es liegt daran, dass der scheinbar schräge Weg auf Grund der Mitführung der Lampe der gerade Weg ist.
Am besten, man denkt dabei an einen Laser.

Na aber... "Interferrenz" ist aber schon sowas von einer Antwort! Man muss es nur verstehen.
Das wusste Christiaan Huygens schon wie das geht... da allerdings noch ohne QED. ;)
Man muss nur mal überlegen was die "drehenden Pfeile" machen wenn sich die Quelle bewegt... Reicht das als Hinweis?
assume good faith

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

SRT, Lichtuhr etc. 14 Okt 2020 21:23 #77859

Man muss nur mal überlegen was die "drehenden Pfeile" machen wenn sich die Quelle bewegt... Reicht das als Hinweis?

Mir schon, das hatte ich ja längst geschrieben. Für einen Fragenden ist es aber eine sehr dürftige Beschreibung, da war meine Version schon ausführlicher, aber für Steinzeit-Astronom anscheinend doch nicht ausführlich genug?

Ja, offenbar ist es so, aber warum? Die Antwort kann nur sein, dass das Licht und übrigens auch jedes massebehaftete Teilchen eben doch in dem nach Wheeler "frei schwebenden Bezugssystem" (=Inertialsystem) quasi verankert ist, in dem die Lichtquelle ruht (bzw. bei einem Ball die Quelle der Ballbewegung), und das auch ganz ohne dass relativistische Geschwindigkeiten beteiligt sind.

Beim Krocketball muss man den Luftwiderstand berücksichtigen, doch im Vakuum gibt es kein Medium, das das Licht bremsen könnte.

"quasi verankert" ist ein unglückliches Bild, es ist vielmehr so, dass das Photon in einer Zeitspanne erzeugt wird, in der sich die Quelle von außen gesehen bewegt. Dies gibt dem Photon diese originäre "Beziehung" zum IS der Quelle. Ich denke, dass das Fernrohr und Lampe bzw Laser dies ausreichend verdeutlicht. In diesen beiden Fällen wird die Richtung durch das lange Fernrohr bzw den langen Laser erzwungen, die sich eben von außen gesehen mit dem IS mitbewegen. Beim Fernrohr ist dieser Effekt unerwünscht und muss daher durch Mitführung oder Schrägstellung (hilft nicht bei der Rotation der Erde) ausgeglichen werden.

wiki:
Die Aberration des Lichts (v. lat. aberratio „Ablenkung“) bezeichnet in der Astronomie eine kleine scheinbare Ortsveränderung aller Gestirne, bei seitlicher Bewegung des Beobachters verursacht durch die Endlichkeit der Lichtgeschwindigkeit.

Vorsicht, ich schreibe vereinfacht ohne Wurzelzeichen ³x=³√x , wenig Klammern 1/4r²π=1/(4r²π) , statt Vektorpfeil v¹=v⃗ Funktionen bzw Argumente kennzeichne ich mit einem Punkt f.(x)=f(x)

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

Letzte Änderung: von ra-raisch.

SRT, Lichtuhr etc. 14 Aug 2021 09:13 #89860

Ok... es hat Weile gedauert, bis bei mir der Groschen gefallen ist. Hatte die Sache zwischenzeitlich aus den Augen verloren bzw. auf den richtigen Einfall gewartet. Alles zu seiner Zeit...

Wie ich jetzt sehe, ist es ganz einfach: Der Lichtstrahl im fahrenden Zug hat mit dem ruhenden Erdboden überhaupt nichts zu tun. Er kann sich bzgl. seiner Richtung ja schlecht danach richten, aus welchen anderen Bezugsystemen heraus er gerade beobachtet wird oder auch nicht. Das Bezugsystem der Schienen ist nur eins von unendlich vielen denkbaren Bezugsystemen, relativ zu denen sich der Zug mit irgendwelchen Relativgeschwindigkeiten bewegt. Wenn die tatsächliche Strahlrichtung irgendwie davon abhinge.... wie sollte das denn gehen und warum überhaupt?

So erübrigt sich also meine Frage. Sie entstand aus einem einfachen Denkfehler kaffee) .

Mit anderen Worten:
Der Lichtstrahl oder auch ein einzelnes Photon nimmt natürlich den geraden Weg im Bezugsystem seiner Quelle, die per Definition dort ruht. Andere Bezugsysteme wie z.B. das mit Schienen und Bahnhof sehen zwar einen jeweils anderen Lichtweg, aber das ist allein deren "Problem" und für den tatsächlichen Lichtweg völlig irrelevant. Ein Photon muss keine Empathie für unendlich viele hypothetische andere Bezugsysteme an den Tag legen und nichts über sie "wissen". Es macht einfach "sein Ding" im Ruhesystem seiner Quelle :lol:.


Seltsam: Ich lande trotzdem immer wieder bei dem Gedanken, dass das Inertialsystem der Lichtquelle das Maß aller Dinge für den Lichtweg und die Naturgesetze dort ist. Das meinte ich eigentlich oben damit, dass das Photon im Zug quasi im Inertialsystem der Quelle "verankert" ist. Nicht nur seine Geschwindigkeit, sondern auch sein Weg ist dann doch in gewisser Weise absolut. Das Photon nimmt nur diesen einen Weg, trotz der drehenden Pfeile der QED, die sich im IS immer gleich drehen, unabhängig davon, ob es selber relativ zu einem anderen IS bewegt ist oder nicht. Es gibt immer einen definierten Zusammenhang mit jedem anderen IS über die absolute Lichtgeschwindigkeit bzw. Längenkontraktion/Zeitdilatation, also unter'm Strich schon etwas Absolutes...
Also sprach das Photon: Wo wir sind ist vorne! Und sollten wir mal hinten sein, dann ist hinten vorne!

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

Letzte Änderung: von Steinzeit-Astronom.

SRT, Lichtuhr etc. 15 Aug 2021 00:39 #89896

  • Rainer Raisch
  • Rainer Raischs Avatar
  • Offline
  • Forum Elite Mitglied
  • Forum Elite Mitglied
  • Eine Formel sagt mehr als 100 Bilder.
  • Beiträge: 2558
  • Dank erhalten: 316

Ich lande trotzdem immer wieder bei dem Gedanken, dass das Inertialsystem der Lichtquelle das Maß aller Dinge für den Lichtweg und die Naturgesetze dort ist.

Die Naturgesetze sind für alle gleich....

Das Licht sieht auch für jeden Beobachter anders aus.

Interessant ist dabei, ob die Kugelwelle tatsächlich nur im Ursprungssystem eine Kugel formt.

Dies sollte für die Skalarfelder A und Φe gelten, wie es dann für B und E ist...? Hier sollte dann der Dopplereffekt ins Spiel kommen.
Vorsicht, ich schreibe vereinfacht ohne Wurzelzeichen ³x=³√x , wenig Klammern 1/4r²π=1/(4r²π) , statt Vektorpfeil v¹=v⃗ Funktionen bzw Argumente kennzeichne ich mit einem Punkt f.(x)=f(x)

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

Letzte Änderung: von Rainer Raisch.

SRT, Lichtuhr etc. 15 Aug 2021 20:01 #89929

Interessant ist dabei, ob die Kugelwelle tatsächlich nur im Ursprungssystem eine Kugel formt.


Links ist eine Kugelwelle im Ruhesystem des Senders und rechts im System von jemandem der mit 0.9c entlang der x-Achse nach links bzw. relativ zu dem der Sender nach rechts bewegt ist, wie man sieht ist sie in jedem System kugelförmig:



Den Code lasse ich dabei damit jeder überprüfen kann ob alles seine Richtigkeit hat. U ist der Geschwindigkeitsvektor des Senders, V der Vektor der Photonen im Ruhesystem des Senders und W der über die relativistische Geschwindigkeitsaddion gewonnene aberrierte Vektor der Photonen im relativ zum Sender bewegten System.

In dem Teil der Animation wo Linien vom Sender zu den Photonen eingezeichnet sind sieht man auch warum diese nicht

den Spiegel auf der anderen Seite des Waggons verfehlen, weil der sich ja weiter bewegt während das Photon unterwegs zu dem Ort ist, wo der Spiegel war als das Photon startete


denn deren aberrierter Vektor zeigt genau dort hin wo der Spiegel dann wenn sie dort ankommen sein wird; das rot markierte Photon ist immer direkt über und das türkis markierte direkt unter dem Sender, also dort wo in Steinzeit-Astronoms Beispiel die Spiegel wären:



Zum Vergleich das Bild wo die Linien nicht zum Sender sondern zur Position von wo aus gesendet wurde führen: hier entlang
Folgende Benutzer bedankten sich: Z., Steinzeit-Astronom, Rainer Raisch

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

Letzte Änderung: von Pemrod.

SRT, Lichtuhr etc. 15 Aug 2021 20:38 #89930

  • Rainer Raisch
  • Rainer Raischs Avatar
  • Offline
  • Forum Elite Mitglied
  • Forum Elite Mitglied
  • Eine Formel sagt mehr als 100 Bilder.
  • Beiträge: 2558
  • Dank erhalten: 316

wie man sieht ist sie in jedem System kugelförmig:

So hatte ich das nicht gemeint, und man sieht die Asymmetrie. Aber ich muss wohl darüber schlafen.

Dass ein Photon für jeden Beobachter letztlich kugelförmig ist, sollte ja klar sein. Selbst die unsymmetrische Dichte ist irgendwie überraschend...aber das ist wohl das, worauf ich hinaus wollte. Die Dichte entspricht der Feldstärke.
Vorsicht, ich schreibe vereinfacht ohne Wurzelzeichen ³x=³√x , wenig Klammern 1/4r²π=1/(4r²π) , statt Vektorpfeil v¹=v⃗ Funktionen bzw Argumente kennzeichne ich mit einem Punkt f.(x)=f(x)

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

Letzte Änderung: von Rainer Raisch.

SRT, Lichtuhr etc. 15 Aug 2021 20:49 #89931

So hatte ich das nicht gemeint, und man sieht die Asymmetrie. Aber ich muss wohl darüber schlafen.


Ich habe zwar nicht alle Beiträge in diesem Faden gelesen, aber ich ging aufgrund der Überschrift davon aus dass die Kugelwelle aus Photonen besteht. Wenn sie aus Partikeln die mit Unterlichtgeschwindigkeit unterwegs sind besteht wird der Ausgangsvektor {0,1,0} in der Zeile für w auf {0,v/c,0} geändert, dann bleibt die Kugelform nicht erhalten und die Kugel wird zu einer Ellipse.

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

Letzte Änderung: von Pemrod.

SRT, Lichtuhr etc. 15 Aug 2021 20:57 #89932

  • Rainer Raisch
  • Rainer Raischs Avatar
  • Offline
  • Forum Elite Mitglied
  • Forum Elite Mitglied
  • Eine Formel sagt mehr als 100 Bilder.
  • Beiträge: 2558
  • Dank erhalten: 316
Nein, das war schon richtig, und ist auch super anschaulich.
Vorsicht, ich schreibe vereinfacht ohne Wurzelzeichen ³x=³√x , wenig Klammern 1/4r²π=1/(4r²π) , statt Vektorpfeil v¹=v⃗ Funktionen bzw Argumente kennzeichne ich mit einem Punkt f.(x)=f(x)

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

SRT, Lichtuhr etc. 15 Aug 2021 20:59 #89933

Dass ein Photon für jeden Beobachter letztlich kugelförmig ist, sollte ja klar sein.


Die Kugelwelle ist ja nicht ein Photon sondern sie besteht aus vielen Photonen, die sind bei mir nur punktförmig.

Selbst die unsymmetrische Dichte ist irgendwie überraschend.


Die ist zu erwarten, das kommt von der Aberration. Für den Bewegten zieht sich das Sichtfeld bekanntlich in der Bewegungsrichtung zusammen.

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

Letzte Änderung: von Pemrod.

SRT, Lichtuhr etc. 15 Aug 2021 21:07 #89934

  • Rainer Raisch
  • Rainer Raischs Avatar
  • Offline
  • Forum Elite Mitglied
  • Forum Elite Mitglied
  • Eine Formel sagt mehr als 100 Bilder.
  • Beiträge: 2558
  • Dank erhalten: 316

Die Kugelwelle ist ja nicht ein Photon sondern sie besteht aus vielen Photonen, die sind bei mir nur punktförmig.

Das entspricht der Wahrscheinlichkeitsdichte eines einzigen Photons, und die entspricht wieder der Feldstärke.

Und klar, die Asymmetrie ist der Dopplereffekt.
Vorsicht, ich schreibe vereinfacht ohne Wurzelzeichen ³x=³√x , wenig Klammern 1/4r²π=1/(4r²π) , statt Vektorpfeil v¹=v⃗ Funktionen bzw Argumente kennzeichne ich mit einem Punkt f.(x)=f(x)

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

Letzte Änderung: von Rainer Raisch.

SRT, Lichtuhr etc. 15 Aug 2021 21:15 #89935

Das entspricht der Wahrscheinlichkeitsdichte eines einzigen Photons, und die entspricht wieder der Feldstärke.


Das kann ich jetzt nicht nachvollziehen wie eine Wahrscheinlichkeitsdichte etwas mit dem Thema Lichtuhr in der SRT zu hat.

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

Letzte Änderung: von Pemrod.

SRT, Lichtuhr etc. 15 Aug 2021 21:24 #89936

  • Rainer Raisch
  • Rainer Raischs Avatar
  • Offline
  • Forum Elite Mitglied
  • Forum Elite Mitglied
  • Eine Formel sagt mehr als 100 Bilder.
  • Beiträge: 2558
  • Dank erhalten: 316

Das kann ich jetzt nicht nachvollziehen wie eine Wahrscheinlichkeitsdichte etwas mit dem Thema Lichtuhr in der SRT zu hat.

Es ergibt sich eben durch den Dopplereffekt nicht nur eine Farbänderung sondern auch eine Dichteänderung, das war mir bisher gar nicht in dieser Form bewusst.
Vorsicht, ich schreibe vereinfacht ohne Wurzelzeichen ³x=³√x , wenig Klammern 1/4r²π=1/(4r²π) , statt Vektorpfeil v¹=v⃗ Funktionen bzw Argumente kennzeichne ich mit einem Punkt f.(x)=f(x)

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

Letzte Änderung: von Rainer Raisch.

SRT, Lichtuhr etc. 15 Aug 2021 21:46 #89938

Es ergibt sich eben durch den Dopplereffekt nicht nur eine Farbänderung


Dir wird das wahrscheinlich eh klar sein, aber für die anderen Mitleser sage ich es sicherheitshalber dazu dass die Farben in meiner Animation nur die einzelnen Photonen markieren und nicht die Farbverschiebung zeigen, die wäre bei einem mit 0.9c bewegten Beobachter nicht mehr innerhalb des sichtbaren Spektrums unterzubringen und würde sich schon vom ultravioletten bis in den infraroten Bereich ziehen.

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

Letzte Änderung: von Pemrod.

SRT, Lichtuhr etc. 15 Aug 2021 22:07 #89940

Was ist denn bitte eine Wahrscheinlichlichkeitsdichte eines Photons?

Bitte uns erklären! Sonst erkläre ich das für Unsinn!

Thomas

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

SRT, Lichtuhr etc. 15 Aug 2021 22:30 #89946

  • Rainer Raisch
  • Rainer Raischs Avatar
  • Offline
  • Forum Elite Mitglied
  • Forum Elite Mitglied
  • Eine Formel sagt mehr als 100 Bilder.
  • Beiträge: 2558
  • Dank erhalten: 316

Was ist denn bitte eine Wahrscheinlichlichkeitsdichte eines Photons?

Die Wellenfunktion Ψ(x,y,z,t) (Schrödinger oder Dirac) gibt die Wahrscheinlichkeitsdichte an, ein Photon zu einem Zeitpunkt an einem Ort anzutreffen (P%/m³s). Das Integral der Wellenfunktion über eine Zeitspanne und einen Ortsbereich ∫Ψdxdydzdt ergibt dann die Wahrscheinlichkeit, ein Photon zu messen.
Vorsicht, ich schreibe vereinfacht ohne Wurzelzeichen ³x=³√x , wenig Klammern 1/4r²π=1/(4r²π) , statt Vektorpfeil v¹=v⃗ Funktionen bzw Argumente kennzeichne ich mit einem Punkt f.(x)=f(x)

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

SRT, Lichtuhr etc. 15 Aug 2021 22:45 #89948

Das ist die Aufenthaltswahrscheinlickeit, wie sie die Orbitalmodelle zeigen.
Vielleicht meinst du ja eine Aufenthaltswahrscheinlichkeitsdichte, also einen Gradienten der Aufenthaltswahrscheinlickeit innerhalb eines Orbitals.
Da muss man genau das sagen, was man meint.

Thomas

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

  • Seite:
  • 1
  • 2

logo

Große Zellgasse 79
85049 Ingolstadt