Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Periodische Bewegungen in der SRT ?
Hallo zusammen,
ich trau mich mal wieder was zu fragen.
Die SRT beschäftigt sich mit geradlinig gleichförmigen (kräftefreien) Bewegungen. Die Bewegung, die den Takt einer normalen Uhr festlegt, ist aber eine periodische Bewegung in Form einer Schwingung oder Rotation, also eine nichtinertiale Bewegung. Diese Bewegung wird durch Pendel, Unruh Quarz oder Atome dargestellt und durch eine Kraft (Gewicht, Batterie, Stahlfeder) in Gang gehalten.
Wie ist es möglich, dass die SRT über solche nichtinertialen Bewegungen, z.B. in Form der Zeitdilatation, Aussagen macht ?
Mir ist schon bekannt, dass Experten die Zeitdilatation deshalb mit Hilfe von "Lichtuhren" darstellen. Dann stellt sich allerdings die Frage: Kann man die absolute Bewegung des Lichts und die relativen Bewegungen eines Uhrmechanismus gleichsetzen ?
Nur zur Klarstellung: Ich stelle nicht die grundsätzliche Richtigkeit der SRT
infrage. Aber kann nicht eigentlich aufgrund dieser Gegebenheiten nur die ART die Zeitdilatation korrekt beschreiben, weil eben der Gang einer normalen Uhr eine beschleunigte Bewegung ist ?
MfG
Harti
P.S. Nur als Hinweis: In der germanischen Mythologie stehen den Trollen die Götter gegenüber. Ich hoffe mal, man bezeichnet mich deshalb nicht als Troll.:)
Hallo zusammen,
ich trau mich mal wieder was zu fragen.
Die SRT beschäftigt sich mit geradlinig gleichförmigen (kräftefreien) Bewegungen.
Es wäre allerdings schlimm, wenn die SRT keine beschleunigte Bewegung beschreiben könnte, was Newtons alte klassische Mechanik ja schon ganz gut konnte. Mit so einer Theorie hätte Einstein freilich keine Aufmerksamkeit erregt. :)
Die Bewegungsgleichungen der Speziellen Relativität findest du z.B. hier
http://de.wikipedia.org/wiki/Bewegungsgleichung#Bewegungsgleichung_der_Speziell en_Relativit.C3.A4tstheorie
Sie sind die relativistische Verallgemeinerung der Newtonschen Bewegungsgleichungen.
Es gibt hier im Forum auch einige Threads, in dem diese Bewegungsgleichung (z.B. unser Thread "Photon verfolgt beschleunigtes Raumschiff ") diskutiert und gelöst wird:
http://www.quanten.de/forum/showthread.php5?p=38829#post38829
Was dagegen richtig ist: die Inertialsysteme (IS) der Speziellen Relativität sind relativ zueinander unbeschleunigt (wie in der nichtrelativistischen Mechanik). Diese Beschreibungen in unterschiedlichen IS hängen durch Koordinatentransformationen miteinander zusammen (bei Newton Galilei-Transformationen, in der SRT Lorentz-Transformationen).
Dennoch kann man natürlich - nachdem man für die Beschreibung ein solches inertiales Koordinatensystem ausgesucht hat - in diesem Beschleunigungen beschreiben. :)
Mir ist schon bekannt, dass Experten die Zeitdilatation deshalb mit Hilfe von "Lichtuhren" darstellen. Dann stellt sich allerdings die Frage: Kann man die absolute Bewegung des Lichts und die relativen Bewegungen eines Uhrmechanismus gleichsetzen ?
Hallo Harti,
wo wird in der Lichtuhr die absolute Bewegung des Lichts mit einer relativen Bewegung gleichgesetzt?
M.f.G. Eugen Bauhof
P.S.
In Norwegen stehen den Trollen keine Götter gegenüber, siehe hier: http://www.troll-page.de/ :)
Marco Polo
25.11.10, 18:47
Die SRT beschäftigt sich mit geradlinig gleichförmigen (kräftefreien) Bewegungen. Die Bewegung, die den Takt einer normalen Uhr festlegt, ist aber eine periodische Bewegung in Form einer Schwingung oder Rotation, also eine nichtinertiale Bewegung. Diese Bewegung wird durch Pendel, Unruh Quarz oder Atome dargestellt und durch eine Kraft (Gewicht, Batterie, Stahlfeder) in Gang gehalten.
Wie ist es möglich, dass die SRT über solche nichtinertialen Bewegungen, z.B. in Form der Zeitdilatation, Aussagen macht ?
Mir ist schon bekannt, dass Experten die Zeitdilatation deshalb mit Hilfe von "Lichtuhren" darstellen. Dann stellt sich allerdings die Frage: Kann man die absolute Bewegung des Lichts und die relativen Bewegungen eines Uhrmechanismus gleichsetzen ?
Nur zur Klarstellung: Ich stelle nicht die grundsätzliche Richtigkeit der SRT
infrage. Aber kann nicht eigentlich aufgrund dieser Gegebenheiten nur die ART die Zeitdilatation korrekt beschreiben, weil eben der Gang einer normalen Uhr eine beschleunigte Bewegung ist ?
Bei der Zeitdilatation misst man den Zeitablauf in einem zum eigenen Inertialsystem relativ bewegten Inertialsystem.
Es ist die Zeit selber, die gedehnt ist. Dabei ist es völlig wurscht, womit ich diese Zeit messe. Die Zeitdilatation gilt also nicht nur für Lichtuhren sondern auch für mechanische, elektrische oder sonstige Uhren und auch biologische Prozesse. Die Relativgeschwindigkeit hat also keinen direkten Einfluss auf die Mechanik sondern lediglich auf die Zeit selbst.
Man stelle sich eine Abweichung zwischen einer Lichtuhr und einer anderen dazu ruhenden mechanischen Uhr vor. Dann müssten diese Abweichungen von Inertialsystem zu Inertialsystem verschieden sein.
Es gäbe dann aber ein Inertialsystem in dem diese Abweichungen z.B. minimal wären. Dieses Inertialsystem wäre ein ausgezeichnetes System.
Es gibt aber gemäß speziellem Relativitätsprinzip keine ausgezeichneten Inertialsysteme. Sie sind alle gleichberechtigt.
wo wird in der Lichtuhr die absolute Bewegung des Lichts mit einer relativen Bewegung gleichgesetzt?
P.S.
In Norwegen stehen den Trollen keine Götter gegenüber, siehe hier: http://www.troll-page.de/ :)
Hallo Eugen Bauhof,
in einer Lichtuhr ist selbstverständlich nur die absolute Bewegung des Lichts der Taktgeber. Im Verhältnis zueinander ruhender Systeme ergeben sich andere Lichtlaufzeiten als im Verhältnis zueinander bewegter Systeme.
Bei normalen Uhren liefern andere (periodische) Bewegungen den Takt, z.B. Pendel oder Unruh. Wenn ich annehme, was für Lichtuhren gilt, gilt auch für Pendeluhren, setze ich die Lichtbewegung mit der Bewegung des Pendels gleich.
Dies könnte z.B. aufgrund folgender Überlegungen zulässig sein:
In einem einfachen Weg-Zeit-Diagramm erscheint die Bewegung des Lichts eigentlich, genau genommen, als Wellenbewegung (elektromagnetische Welle).
Die innere, periodische Bewegung einer normalen Uhr erscheint, wenn man die Uhr in einem Weg-Zeit-Diagramm als bewegt betrachtet, ebenfalls als eine Wellenbewegung.
Dies würde letztlich darauf hinauslaufen, dass Wellen nichts anderes sind als bewegte Uhren. Dies ist auch plausibel, da Wellen aus zwei Bewegungen zusammengesetzt sind, einer periodischen (Amplitude) und einer raumzeitlichen
(Veränderung in Raum und Zeit); entsprechendes gilt für normale Uhren, z.B. Unruh = periodische Bewegung und bewegte Uhr = raumzeitliche Bewegung.
Ist meine Erkenntnis, dass Wellen nichts anderes sind als bewegte Uhren trivial oder abwegig ?
Sorry, falls ich offene Türen einlaufe bzw. zu weit vom Thema abkomme.
MfG
Harti
P.S. Also die Trolle, die ich aus der Mythologie kenne, sind Bösewichter, die Chaos verursachen und von den Göttern in Schach gehalten werden müssen.
Wissenschaftstheoretisch sind sie allerdings sehr lästig, wenn sie keine Ahnung haben, aber auch unbedingt notwendig, für die Falsifizierbarkeit jeder Theorie.
Dies würde letztlich darauf hinauslaufen, dass Wellen nichts anderes sind als bewegte Uhren. Dies ist auch plausibel, da Wellen aus zwei Bewegungen zusammengesetzt sind, einer periodischen (Amplitude) und einer raumzeitlichen (Veränderung in Raum und Zeit); entsprechendes gilt für normale Uhren, z.B. Unruh = periodische Bewegung und bewegte Uhr = raumzeitliche Bewegung.
Hallo Harti,
nehmen wir mal vorübergehend an, dass Wellen nichts anderes sind als bewegte Uhren. Was hätte das nach deiner Meinung für Konsequenzen für die Physik, z.B. für die SRT?
M.f.G. Eugen Bauhof
P.S.
Also die Trolle, die ich aus der Mythologie kenne, sind Bösewichter, die Chaos verursachen und von den Göttern in Schach gehalten werden müssen. Wissenschaftstheoretisch sind sie allerdings sehr lästig, wenn sie keine Ahnung haben, aber auch unbedingt notwendig, für die Falsifizierbarkeit jeder Theorie.
Der erste Satz ist eine gute Analogie. Die Forentrolle, die Chaos verursachen, müssen von den Moderatoren (den Göttern) in Schach gehalten werden. :D
Der zweite Satz ist keine gute Analogie: In den letzten zehn Jahren habe ich noch keinen Forentroll kennengelernt, der eine physikalische Standard-Theorie widerlegt hätte. :rolleyes:
nehmen wir mal vorübergehend an, dass Wellen nichts anderes sind als bewegte Uhren. Was hätte das nach deiner Meinung für Konsequenzen für die Physik, z.B. für die SRT?
Hallo Eugen Bauhof,
meine Ursprungsfrage war, kann die SRT prinzipiell auch über periodische (nichtinertiale) Bewegungen, z.B. die Bewegung eines Pendels, Aussagen machen.
In Abweichung von diesem Ausgangspunkt habe ich bei der Betrachtung von Lichtuhren die Überlegung zu der Frage angestellt, ist die Bewegung des Lichts (vorgestellt als Welle) mit der Bewegung einer Uhr vergleichbar. Ich habe dann die Auffassung vertreten, man könne sich die Bewegung einer Uhr als Wellenbewegung vorstellen, weil sich eine periodische Bewegung (Unruh) raumzeitlich bewegt; und dann in Übertragung auf normale Wellen angenommen, Wellen seien im Prinzip nichts anderes als bewegte Uhren, weil sie aus einer periodischen Bewegung und einer raumzeitlichen Bewegung zusammengesetzt sind.
Meine eigene Unsicherheit und meine beschränkten physikalischen Kenntnisse in Bezug auf diese These habe ich wohl hinreichen deutlich gemacht durch meine Frage, ob diese These trivial oder abwegig ist. Außerdem wollte ich dies natürlich auch zur Diskussion stellen.
Doch konkret zu Deiner obigen Frage:
Konsequenzen für die SRT kann ich aus der von mir vetretenen Auffassung nicht erkennen.
Es wäre allerdings für die Vorstellung, dass Korpuskel und Wellen einen Gegensatz bilden, bedeutsam. Ursprünglich hat man nach meinen Kenntnissen
Wellen dadurch definiert, dass sie ein Trägermedium brauchen; deshalb auch die Suche nach einem Lichtäther. Dann hat man festgestellt, dass elektromagnetische Wellen ein solches Trägermedium nicht brauchen und außerdem eine Doppelnatur haben. Wenn man nun Wellen unabhängig von einem Trägermedium so definiert, dass ihr Wesen in einer zweifachen Bewegung, nämlich einer periodischen und einer raumzeitlichen Bewegung besteht, könnte man z.B. auch rotierende Korpuskel (periodische Bewegung), die sich raumzeitlich bewegen, als Wellen auffassen. Dem rotierenden Korpuskel entspräche bei einer Uhr die periodische Bewegung von Pendel, Unruh oder Atom. Bei einer herkömmlichen (stofflich gebundenen) Welle entspräche die periodische Bewegung der Amplitude. Wenn nun eine Welle in Form ihrer Frequenz eine eingebaute Zeit (Eigenzeit) hat und diese mit der Wellenlänge, die die raumzeitliche Bewegung repräsentiert, in der Form kombiniert ist, dass das Produkt aus Frequenz (periodische Bewegung) und Wellenlänge (raumzeitliche Bewegung) konstant ist, dann kann man auch die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit und die Konstanz der Geschwindigkeit anderer Wellen, diese allerdings im Verhältnis zu ihrem Medium (z.B. Schallwellen im Verhältnis zu Luft), verstehen.
Am Schluss nochmal: Falls meine Überlegungen trivial sind, sorry. Falls sie jemand für abwegig hält, ist die freundliche :rolleyes: Mitteilung, dass es Schwachsinn ist, auch willkommen.
Am besten wäre natürlich, wenn falsche Vorstellungen von mir korrigiert würden und ansonsten konstruktiv diskutiert würde.
MfG
Harti
P.S. :D
Am Schluss nochmal: Falls meine Überlegungen trivial sind, sorry. Falls sie jemand für abwegig hält, ist die freundliche
Ja, ich hätte mir meine Antwort besser sparen sollen - interessiert eh nicht. Sorry für den Reply - wird sicher nicht mehr vorkommen. :o
Am Schluss nochmal: Falls meine Überlegungen trivial sind, sorry. Falls sie jemand für abwegig hält, ist die freundliche :rolleyes: Mitteilung, dass es Schwachsinn ist, auch willkommen. Am besten wäre natürlich, wenn falsche Vorstellungen von mir korrigiert
Hallo Harti,
ich würde deine Überlegungen weder trivial noch abwegig nennen. Deine Vorstellungen haben ganz einfach keinerlei Beziehung zu dem,was ich unter Physik verstehe.
Deshalb kann ich auch nichts korrigieren, sondern nur noch mit Wolfgang Pauli sagen "Nicht mal falsch!" Diese drei Worte notierte Wolfgang Pauli auf fragwürdige Zuschriften und meinte damit, der Aufsatz sei so schlecht, dass er nicht mal falsch sein kann.
Tut mir leid, aber was anderes kann ich zu deinem Beitrag nicht sagen.
M.f.G. Eugen Bauhof
Ja, ich hätte mir meine Antwort besser sparen sollen - interessiert eh nicht. Sorry für den Reply - wird sicher nicht mehr vorkommen. :o
Hallo Hawkwind,
ich habe Deinen Beitrag natürlich gelesen und die links auch. Meine mathematischen Kenntnisse gehen allerdings über Abiturwissen, das ich vor 1965 erworben habe, nicht hinaus und sind außerdem auch noch verblasst.
Eine Antwort auf meine Frage, wie die SRT mit periodischen Bewegungen, z.B. mit einer Kreisbewegung umgeht, konnte ich aber aus den links nicht entnehmen.
MfG
Harti
Hallo Harti!
Eine Antwort auf meine Frage, wie die SRT mit periodischen Bewegungen, z.B. mit einer Kreisbewegung umgeht, konnte ich aber aus den links nicht entnehmen.
Lege eine Sinuskurve entlang der ct-Achse in einem Minkowski-Diagramm, und schon hast du eine periodische Bewegung beschrieben.
Gruss, Johann
ich würde deine Überlegungen weder trivial noch abwegig nennen. Deine Vorstellungen haben ganz einfach keinerlei Beziehung zu dem,was ich unter Physik verstehe.
Deshalb kann ich auch nichts korrigieren, sondern nur noch mit Wolfgang Pauli sagen "Nicht mal falsch!" Diese drei Worte notierte Wolfgang Pauli auf fragwürdige Zuschriften und meinte damit, der Aufsatz sei so schlecht, dass er nicht mal falsch sein kann.
Hallo Eugen Bauhof,
gut dass Du das Thema erst mal verschoben hast, hier passt es wohl besser hin.
Die von Dir zitierte Verfahrensweise von Pauli ist zwar nicht ganz logisch, soll aber wohl verklausuliert heißen, es lohnt nicht, sich mit einer "Zuschrift" zu beschäftigen.
Ich nehme mal an, dass Du das dann auch für Dich in Bezug auf meine Überlegungen so entschieden hast. Das finde ich ok.
Mich entmutigt Deine Bezugnahme auf eine Koryphäe wie Pauli auch nicht; denn ich sage mir, Pauli hat meine Überlegungen ja garnicht gelesen.
Ich werde mich in Zukunft mit spekulativen Äußerungen jedenfalls mehr zurückhalten.
Mich interessiert allerdings das Thema, in welchem "Medium" sich elktromagnetische Wellen bewegen weiter. Und ich möchte deshalb folgende Frage stellen:
Entspricht dem in der Realität nicht feststellbaren Medium, in dem elektromagnetische Wellen sich bewegen, in der mathematischen Theorie das sogenannte "Feld" ?
Vieleicht kann diese einfache Frage jemand mit ja oder nein beantworten.
Mit meiner Fragerei befinde auch ich mich nicht in ganz schlechter Gesellschaft. Immerhin war es Sokrates, der seiner Umgebung mit Fragen, die für diese teils unverständlich waren, auf den Geist gegangen ist, um auf diese Weise selbst zu weiteren Erkenntnissen zu kommen und Erkenntnisse bei anderen zu bewirken.
Wie das bei ihm leider geendet hat, weiß man ja; aber das lag wohl mehr an den Machtverhältnissen.
MfG
Harti
Hallo Harti!
Mich interessiert allerdings das Thema, in welchem "Medium" sich elktromagnetische Wellen bewegen weiter.
Ich fürchte, so lange du an Medium festhällst, ob mit "" oder ohne, wird's für dich nicht klarer.
Entspricht dem in der Realität nicht feststellbaren Medium, in dem elektromagnetische Wellen sich bewegen, in der mathematischen Theorie das sogenannte "Feld" ?
Auf - "in dem elektromagnetische Wellen sich bewegen" - nein.
Vlt. so: Es lassen sich in der Natur so genannte elektromagnetische Felder "erkennen"/definieren. Die Veränderungen dieser Felder (ihrer Stärke) breiten sich mit LG aus, und haben einen Wellencharakter, wenn man die Feldstärke betrachtet.
So ungefähr. (?)
Gruss, Johann
Lege eine Sinuskurve entlang der ct-Achse in einem Minkowski-Diagramm, und schon hast du eine periodische Bewegung beschrieben.
Hallo JOAx,
vielen Dank für die einfache und klare Antwort auf meine Ursprungsfrage.
Ich habe den Eindruck, ich stoße bei manchen auf Unverständnis, weil meine Fragen zu einfach sind.
Dein Beispiel betrifft eine im Verhältnis zum Bezugssystem (Koordinatensystem) räumlich ruhende periodische Bewegung. Richtig ?
Eine bewegte periodische Bewegung ercheint im Bezugssystem als Wellenlinie, die umso stärker in Richtung x-Achse geneigt ist, je höher die Geschwindigkeit ist, mit der sich die periodische Bewegung bewegt. Richtig ?
Der innere Bewegungsvorgang einer Uhr (Unruh, Quarz) ist ein periodischer Vorgang und erscheint für eine bewegte Uhr im Verhältnis zum Bezugssystem (im Koordinatensystem) als Wellenlinie, mehr oder weniger geneigt in Richtung x-Achse, je nach Geschwindigkeit der Uhr. Richtig ?
Bewegtes Uhrgehäuse plus taktgebendem Mechanismus (periodische Bewegung) entspricht in einem Koordinatensystem betrachtet, einer Welle. Richtig ?
Dann kann ich aber in Umkehrung dieser "Gleichung" auch eine Welle als eine bewegte Uhr ansehen, wobei die Frequenz dem Taktgeber entspricht und die raumzeitliche Veränderung (das Fortschreiten der Welle) der Bewegung des Uhrgehäuses. Richtig oder falsch ?
Die Wellenlinie, mit der eine bewegte Uhr in einem Weg-/Zeitdiagramm erscheint, wird nach SRT umso flacher, je schneller sich die Uhr bewegt (Frequenz nimmt ab, Wellenlänge nimmt zu), Zeitdilatation. Richtig ?
Falls diese Überlegungen jenseits jeder Physik liegen oder vollkommen trivial sind, erwarte ich keine Antwort.
Es wäre nett, wenn jemand meine Denkfehler richtig stellt.
MfG
Harti
Hallo Harti!
Dein Beispiel betrifft eine im Verhältnis zum Bezugssystem (Koordinatensystem) räumlich ruhende periodische Bewegung. Richtig ?
Sagen wir mal - ja.
Eine bewegte periodische Bewegung ercheint im Bezugssystem als Wellenlinie, die umso stärker in Richtung x-Achse geneigt ist, je höher die Geschwindigkeit ist, mit der sich die periodische Bewegung bewegt.
Jein. Nicht nur geneigt, sondern auch etwas "verzerrt", wenn ich das so ausdrücken darf. Es reicht nicht, die Sinus-Kurve um den Ursprung nur zu drehen.
Bewegtes Uhrgehäuse plus taktgebendem Mechanismus (periodische Bewegung) entspricht in einem Koordinatensystem betrachtet, einer Welle. Richtig ?
Nehmen wir einen Pendel. Dann würde der Aufhängungspunkt eine gegenüber einem "ruhenden" BS geneigte gerade Weltlinie beschreiben, während das Gewicht eine (aus Sicht des "ruhenden" BS-s verzerrte) Sinus-Kurve um diese geneigte Weltlinie beschreiben würde.
Dann kann ich aber in Umkehrung dieser "Gleichung" auch eine Welle als eine bewegte Uhr ansehen,
Du meinst die em. Welle? Die em. Welle ist weniger als eine Uhr, eher als Abbild, Projektion, Schatten einer Uhr zu sehen, wenn ich es mal so "jenseitig" ausdrücken darf. Während die Teile einer "echten" Uhr in einem kausalen Zusammenhang stehen, tuen die "Teile" einer em. Welle (Tal/Berg bsw.) das nicht. So auch beim Schatten. Deine Nase und dein Mund sind Teile vom Ganzen, das kausal verbunden ist. Die entsprechenden Teile des Schattens von deinem Gesicht stehen aber in keinem kausalen Zusammenhang.
Deswegen
wobei die Frequenz dem Taktgeber entspricht und die raumzeitliche Veränderung (das Fortschreiten der Welle) der Bewegung des Uhrgehäuses. Richtig oder falsch ?
falsch.
Die Wellenlinie, mit der eine bewegte Uhr in einem Weg-/Zeitdiagramm erscheint, wird nach SRT umso flacher, je schneller sich die Uhr bewegt (Frequenz nimmt ab, Wellenlänge nimmt zu), Zeitdilatation. Richtig ?
Richtig.
Gruss, Johann
Hallo Johann,
vielen Dank erst mal, dass Du Dich mit mir unterhältst.
Nehmen wir einen Pendel. Dann würde der Aufhängungspunkt eine gegenüber einem "ruhenden" BS geneigte gerade Weltlinie beschreiben, während das Gewicht eine (aus Sicht des "ruhenden" BS-s verzerrte) Sinus-Kurve um diese geneigte Weltlinie beschreiben würde
Ich stelle es mir natürlich auch so vor, dass verschiedene taktgebende Mechanismen einer Uhr (Pendel, Unruh,Quarz) in einem Minkowski-Diagramm als verschiedene Wellenformen erscheinen. Wesentlich scheint mir zu sein, dass der Wellencharakter einer periodischen Bewegung durch Betrachtung in einem solchen Diagramm aufgedeckt wird.
Ich versuche mal meine Vorstellung, dass eine bewegte Uhr einer Welle entspricht weiter aufzuklären:
Ein Minkowski-Diagramm ist ein Gedankenkonstrukt, ein mathematisch/geometrisches Modell bei dem das Verhältnis von Raum und Zeit mit Hilfe von zwei senkrecht aufeinander stehenden Geraden dargestellt wird. Die Betrachtung einer periodischen Bewegung in diesem Modell zeigt den Wellencharakter einer periodischen Bewegung, egal welche Form diese periodische Bewegung hat.
Warum betrachten wir eine bewegte Uhr normalerweise nicht als Welle, während wir andere Bewegungsvorgänge, z.B. Wasser- und Schallwellen, als Wellen ansehen ?
Üblicherweise werden Wellen als stofflich gebundene Vorgänge betrachtet. Dies bedeutet, dass die raumzeitliche Bewegung durch die stoffliche Bindung, das sogenannte Medium, verursacht wird. Seit dem Mikel-Morley-Experiment (ich hoffe mal ich habe die Namen richtig geschrieben) weiß man, dass eine reale Wellenbewegung nicht in jedem Fall ein Medium (Äther) erfordert.
Ich bin der Meinung, dass es nicht die stoffliche Bindung ist, die den Wellencharakter einer Bewegung ausmacht, sondern die Verbindung von einer periodischen Bewegung mit einer raumzeitlichen Bewegung.
Warum erkennen wir dies normalerweise bei der Betrachtung einer bewegten Uhr im Verhältnis zu einer Wasserwelle nicht ?
Dies liegt m.E. daran, dass die beiden Bewegungen einer Wasserwelle (repräsentiert durch Amplitude und raumzeitliche Fortbewegung) ein einheitliches Bezugssystem haben, nämlich das Wasser (Medium).
Eine bewegte Uhr hat dagegen zwei Bezugssysteme. Das Bezugssystem der periodischen, taktgebenden Bewegung ist (eindimensional betrachtet) die Linie auf der die periodische Bewegung stattfindet (bei der Unruh z.B. ein Kreis); das Bezugssystem der zweiten raumzeitlichen Bewegung des Uhrgehäuses ist davon verschieden, z.B. in den Beispielen von Einstein der als ruhend vorgestellte Bahndamm im Verhältnis zu der mit dem Zug bewegten Uhr.
Erst bei der Betrachtung einer Uhr in einem einheitlichen Bezugssystem, dem Koordinatensystem, offenbart sich der Wellencharakter einer Uhrbewegung.
Du meinst die em. Welle? Die em. Welle ist weniger als eine Uhr, eher als Abbild, Projektion, Schatten einer Uhr zu sehen, wenn ich es mal so "jenseitig" ausdrücken darf. Während die Teile einer "echten" Uhr in einem kausalen Zusammenhang stehen, tuen die "Teile" einer em. Welle (Tal/Berg bsw.) das nicht.
An elektromagnetische Wellen habe ich bei den obigen Betrachtungen nicht gedacht, sondern ganz allgemein den Gang einer Uhr mit Wellenbewegungen verglichen.
Meine Frage, was eigentlich ein elktromagnetisches Feld ist, führt eigentlich von dem Ursprungsthema weg. Ich habe ein bißchen nachgelesen
und mir dazu folgendes überlegt:
Licht ist eine spezielle Form elektromagnetischer Wellen. Wenn ich in einem dunklen Raum ein Taschenlampe anmache, stellt der Lichtstrahl ein elektomagnetisches Feld dar. Die Intensität/Stärke dieses Feldes ist im Lichtstrahl größer als außerhalb des Lichtstrahls. Elektrische und magnetische Felder sind an eine Quelle (Ladung, Magnet) gebunden, elektromagnetische Felder nicht. Die Felder werden durch entsprechende Kraftwirkungen begründet und mit komplizierten Formeln (die ich nicht kenne und nicht verstehe) berechnet.
Ist dies so ungefähr richtig ?
MfG
Harti
Warum betrachten wir eine bewegte Uhr normalerweise nicht als Welle...
Wie das Harti,
eine simple Pendeluhr führt eine Sinusschwingung aus, das ist doch schon ewig bekannt.
Es gibt aber auch Uhren, die nicht schwingen, z.B. ne Sanduhr.
Mikel-Morley-Experiment (ich hoffe mal ich habe die Namen richtig geschrieben)
Es heist: Michelson-Morley-Experiment
Albert Abraham Michelson (* 19. Dezember 1852 in Strelno (Provinz Posen); † 9. Mai 1931 in Pasadena (Kalifornien), war ein amerikanischer Physiker deutscher Herkunft und wurde bekannt durch das nach ihm benannte Michelson-Interferometer. 1907 erhielt er den Nobelpreis für Physik.
Edward Williams Morley (* 29. Januar 1838 in Newark, New Jersey; † 24. Februar 1923 in West Hartford, Connecticut) war ein amerikanischer Chemiker. Die bekannteste seiner Arbeiten ist das Michelson-Morley-Experiment, das er 1887 zusammen mit Michelson und Dayton Miller durchführte. Weder er noch Michelson akzeptierten, dass es die Theorie vom Lichtäther widerlegte. Im Nachhinein wurde das Experiment aber als Beleg für Einsteins (http://de.wikipedia.org/wiki/Albert_Einstein) SRT von 1905 gesehen.
Gruß EMI
eine simple Pendeluhr führt eine Sinusschwingung aus, das ist doch schon ewig bekannt.
Hallo Emi,
das war auch für mich klar, wenngleich ich es nicht mathematisch korrekt als Sinusschwingung bezeichnet habe. Dies gilt m.E. im Prinzip nicht nur für Pendel, sondern für alle periodischen Bewegungen, also auch Unruh, Quarz und Atome.
Es gibt aber auch Uhren, die nicht schwingen, z.B. ne Sanduhr.
Bei einer Sanduhr begnügt man sich bei einem Durchlauf des Sandes mit dem Zeitraum von einer Schwingung, weil man z.B. für das Kochen eines Eies nur diesen Zeitraum braucht. Wenn man die Sanduhr nach jedem Durchlauf permanent umdreht, erhält man auch Schwingungen.;)
Es heist: Michelson-Morley-Experiment
Danke, ich hatte im Gefühl, dass was falsch war.
MfG
Harti
Wenn man die Sanduhr nach jedem Durchlauf permanent umdreht, erhält man auch Schwingungen.
Nein Harti,
der Sand fließt nicht sinusmäßig durch die kleine Öffnung.
Gruß EMI
Nein Harti,
der Sand fließt nicht sinusmäßig durch die kleine Öffnung.
Hallo Emi,
da hast Du natürlich recht.
Ich habe meine Vorstellung zur Konstruktion einer Wellenbewegung bei einer Sanduhr wohl nicht hinreichend deutlich gemacht.
Man kann das Durchlaufen der gesamten Sandmenge als eine Periode ausfassen. Wenn man die Sanduhr umdreht, beginnt die nächste Periode, u.s.w. Nach dem Umdrehen ist der Sand wieder an der Ausgangsposition, wie bei einem Pendel. Dass dies nicht sehr praktisch ist, weil man die Sanduhr nicht so schnell drehen kann, wie ein Pendel seine Richtung wechselt, ist natürlich klar. Deshalb werden Sanduhren in aller Regel auch nur für die Ermittlung einer konkreten Zeitdauer, die genau eine Periode beträgt, genutzt, z.B. dem Kochen eines Eies.
Ist meine möglicherweise etwas konstruierte, aber wohl nicht ganz abwegige Vorstellung jetzt deutlicher geworden ?
MfG :)
Harti
Hallo Harti!
Ehrlich gesagt blicke ich nicht durch, wo du hin willst.
Warum betrachten wir eine bewegte Uhr normalerweise nicht als Welle, während wir andere Bewegungsvorgänge, z.B. Wasser- und Schallwellen, als Wellen ansehen ?
Eine Wasserwelle ist zunächst der Eindruck von der Form der Wasseroberfläche. Die Wasseroberfläche ist ein räumlich ausgedehntes Objekt. D.h., wenn wir die Position der unterschiedlichen Punkte der Wasseroberfläche zu einem bestimmten Zeitpunkt betrachten, dann bekommen wir eine "herkömmliche" Welle. (zeitunabhängig) Bei einem Pendel haben wir zu einem bestimmten Zeitpunkt nur eine Position - ein Punkt. Erst in der zeitlichen Entwicklung kommt die "Welle" zum Vorschein.
:confused:
Gruss, Johann
Hallo Harti!
Ehrlich gesagt blicke ich nicht durch, wohin du willst.
Eine Wasserwelle ist zunächst der Eindruck von der Form der Wasseroberfläche. Die Wasseroberfläche ist ein räumlich ausgedehntes Objekt. D.h., wenn wir die Position der unterschiedlichen Punkte der Wasseroberfläche zu einem bestimmten Zeitpunkt betrachten, dann bekommen wir eine "herkömmliche" Welle. (zeitunabhängig) Bei einem Pendel haben wir zu einem bestimmten Zeitpunkt nur eine Position - ein Punkt. Erst in der Zeitlichen entwicklung kommt die "Welle" zum Vorschein.
:confused:
Gruss, Johann
Hi JoAx...
genau DAS..
Die Wasseroberfläche ist ein räumlich ausgedehntes Objekt. D.h., wenn wir die Position der unterschiedlichen Punkte der Wasseroberfläche zu einem bestimmten Zeitpunkt betrachten, dann bekommen wir eine "herkömmliche" Welle.
Entspricht meiner Ansicht nach nur der halben Wahrheit...
Die Welle läuft doch nicht nur an der Wasseroberfläche entlang sondern auch DURCH das Wasser in die Tiefe!
Und deren Impuls(der Aufschlag des wellenverursachenden Körpers auf der Wasseroberfläche)breitet sich somit im Wirklichkeit kugelschalenförmig im Wasser aus..(Nur kann man IM Wasser kaum eine Welle messen, weil es sich in diesem Falle eher um eine dadurch resultierende kurzfristige Druck-schwankung handelt, die da IM Wasser auch in der Tiefe wirkt..
Somit stellt die Oberflächenwelle nur einen 2dimensionalen Querschnitt dar, der eigentlich aus einer dreidimensionalen Druckwellenschwankung abgeleitet werden kann..
Und ein Pendel ist sogar meines Erachtens nur eine eindimensionaler Ausschnittt eines "tatsächlichen" Wellenvorganges Vorgangs..
Oder wie siehst DU das?? (sollen wir das in der Plauderecke bereden??)
JGC
Die Welle läuft doch nicht nur an der Wasseroberfläche entlang sondern auch DURCH das Wasser in die Tiefe!
Ja, JGC. Es gibt unterschiedliche Wellentypen. Und weiter? Nimm eine Gitarrensate anstatt der Wasseroberfläche. Da gibt es kaum Druckschwankungen. Und jetzt? Meinst du wirklich, ich wüsste nicht, dass es auch im Wasser (Schall-) Wellen gibt?
(Nur kann man IM Wasser kaum eine Welle messen,
Falsch. Hast du noch nicht von Delphin- oder Walgesängen gehöhrt? Guckst, nee - höhrst du hier: http://www.youtube.com/watch?v=GKqOSM_KXWk
Somit stellt die Oberflächenwelle
Lass es JGC. Versuche dich an die Kindheit zu erinnern, und lerne. Egal, dass es 10x länger als gewünscht dauern kann.
Und ein Pendel ist sogar meines Erachtens nur eine eindimensionaler Ausschnitt
Erst nachdenken, dann weiter nachdenken, dann noch mehr nachdenken, und dann fragen, ob es hinhauen kann, und nicht von "meines Erachtens" reden. Es hängt von der Art des Pendels ab.
Gruss
Entschuldige JoAx
eine Wasserwelle mit einer Schallwelle von Wahlen IM Wasser zu vergleichen ist nicht gerade originell, oder?..
Die Wahlgesänge gehen von einigen Herz bis in den Ultraschall-Bereich, während eine einzelnen Wasserwelle, von unter einem Herz("normale" meterhohe Wasserwelle) auf der Meeresoberfläche bis hin zu kleinen Bruchteilen an Herz-Zahl reichen(z.B.Tsunamiwelle) oder gar die Gezeitenwelle, welche eine Frequenz von ca 12.Std und mehr aufweist..
Sie sind zwar vom Prinzip her die selben Wellenarten, aber haben doch sehr unterschiedliche Wirkungen...
Bei einer Gezeitenwelle, da wird das gesamte Wasser des Meeres durch das Ozeanbecken geschoben,(hohe Wirktiefe bis zum Grunde des Meeres) während bei Tsunamis nur Teilbereiche davon bewegt werden(was immer noch sehr viel ist, doch bei normalen Wasserwellen ist es schon so wenig, das du dies in deiner Badewanne nach machen kannst...
Und "normale" akustische Schallwellen bewegen nur noch Millimeterbereiche von dem Wasser hin und her...
Es finden dabei also perspektivische "Verzerrungen" statt, oder etwa nicht?
JGC
Es finden dabei also perspektivische "Verzerrungen" statt, oder etwa nicht?
Nein.
Und Gruss
Hi..
Hätte ich es vielleicht besser als eine "Wirk-Verzerrung" benennen sollen?
Immerhin durchläuft ja das Prinzip der Wirkungen eine Art Spektrum..
Gruß zurück
Hallo JGC!
Aufgabe:
"Du hast zwei Äpfel. Jetzt kommt der böse Johann und klaut dir einen Apfel. Wie viele Äpfel hast du noch?"
Das ganze ohne Äpfel wäre abstrakt, Mathe. 2-1=1
Da ist es völlig irrelevant, was beim realen Apfelklau noch so nebenbei abzulaufen hat, ob ich es heimlich tue, oder offen - mit "Auf-die-Nase-Hauen". Und so ist es auch mit meinem bildlichen Beispiel der welligen Wasseroberfläche. Nur die Wasserobefläche war/ist von Interesse. Mehr nicht.
Und so ist es auch mit Harti's Uhr. Da ist der Takt - tik-tak tik-tak - interessant, nicht wie es exakt dazu kommt, so zu sagen.
Gruss, Johann
Na gut
Dann mal etwas drastischer
Ich werfe dir EINEN Apfel mit 50kmh an den Kopf..
Dann werfe ich 2 Äpfel gleichzeitig dir mit der selben Geschwindigkeit an den Kopf..
Was ist das Ergebnis??
Es geht nicht nur darum, das du "böser" JoAx mir nen Apfel stielst, sonder AUCH, wie ICH darauf dementsprechend reagiere..
Vielleicht wird es dann deutlicher, oder wir reden komplett aneinander vorbei.
Und wenn das SO sein sollte, dann lass ich es eben...
JGC
Dann mal etwas drastischer
Dann mache ich es auch drastischer, JGC.
Du hast eine fixe Idee, dass bei em. Wellen auch "longitudinale Druckschwankungen" gibt. Und diese versuchst du immer dann "an den Man zu bringen", wenn du auch nur die entfernteste Verbindung dazu sehen willst.
Leite mal ein paar Formeln zu deinen Vorstellungen her, oder mach das hier:
dann lass ich es eben...
wenn du es nicht kannst. Punkt.
Grüssi
Ehrlich gesagt blicke ich nicht durch, wohin du willst.
Hallo Johann,
ich habe kein bestimmtes Ziel, es sei denn das persönliche, allgemeine Ziel, mehr zu verstehen und Widersprüchliches (Paradoxien) für mich zu klären.
Mir ist bei der Beschäftigung mit den Themen "Raum und Zeit" aufgefallen, dass bei der Beschreibung von Bewegungen in aller Regel die Angabe des Bezugssystems vernachlässigt wird. Dies ist nach meiner Meinung aber erforderlich, um zu eindeutigen Ergebnissen zu kommen. Es muss gewissermaßen die Perspektive klar sein, aus der man Bewegungsvorgänge betrachtet, sonst gerät man leicht in Widersprüche.
Bezogen auf unser jetziges Thema bedeutet dies:
A) Ich kann den Vorgang einer bewegten Uhr als zwei Bewegungen auffassen, dies ist die übliche Betrachtung:
1) Die periodische Bewegung des Taktgebers ( Unruh etc.)
2) Die raumzeitliche Bewegung des Uhrgehäuses
Bei dieser Betrachtung lege ich zwei Bezugssysteme zugrunde:
zu 1) Die Kreislinie, auf der die Unruh sich bewegt, die mir auch die Geschwindigkeit liefert, mit der die Unruh sich bewegt.
zu 2) Das Bezugssystem, das mir die Geschwindigkeit des Uhrgehäuses liefert.
B) Ich kann den Vorgang einer bewegten Uhr als eine Bewegung auffassen:
In diesem Fall lege ich ein Bezugssystem zugrunde, wie dies z.B. bei der Betrachtung der Bewegung in einem Diagramm der Fall ist.
Bei dieser Betrachtung erscheint die Bewegung des Taktgebers (Unruh) als Wellenlinie (Sinuswelle wie ich gelernt habe, aber früher auch schon mal wusste) und die Bewegung des Uhrgehäuses (unbeschleunigt) als Gerade.
Ich folgere daraus, dass ein Objekt, das sich periodisch bewegt (egal ob Schwingung, Kreisbewegung oder Pulsieren) als periodisch bewegtes Objekt oder als Welle wahrgenommen werden kann, je nachem mit welchem Bezugssystem man es betrachtet.
Falls ein Photon ein solches Objekt ist, könnte dies den Gegensatz von Korpuskel und Welle auflösen. Man müsste z.B. klären:
Warum funktioniert der Doppelspaltversuch nur mit polarisiertem Licht ?
Führt das Photon eine periodische Bewegung aus ?
Warum bedeutet die Öffnung eines Spaltes, dass man das Photon in dem ihm eigenen Bezugssystem als Korpuskel wahrnimmt und die Öffnung von zwei Spalten, dass es in einem anderen Bezugssystem als Welle wahrgenommen wird ?
Falls dies jemand klären kann und es gelingt ihm dies mathematisch klar darzustellen, ist er möglicherweise reif für den Nobelpreis.
Am letzten Satz erkennt ihr, dass ich meine Überlegungen selbst nicht so ganz ernst nehme. Deshalb reicht es aus, wenn man mir freundlich sagt, was Nonsens ist. :)
MfG
Harti
Warum funktioniert der Doppelspaltversuch nur mit polarisiertem Licht ?
Der funktioniert auch mit Elektronen und mit Harti's.
Gruß EMI
Hallo Harti..
Genau DAS ist der springende Punkt!!
Es sind tatsächlich IMMER 2 Bezugssysteme gleichzeitig am wirken, (es kann allerdings auch vorkommen, das das eine Bezugssystem(die Beschleunigung) zu Gunsten des anderen Bezugssystems(die Zeit) jeweils auf Null geht während das andere auf "Maximum" steht..
Und ich würde es rein vom Prinzip her SO handhaben, das eben von beiden Bezugssystemen aus "gleichzeitig" gerechnet werden muss, um deren jeweiligen Ergebnisse in einer Synthese zu einem raumzeitlichen Handlungsablauf zusammengeführt werden können..
Aber wie gesagt, ICH bin hier die mathematisch unbegabte Null, ich kann nur von "realen" Funktionen reden, weil DIESE mir ständig täglich bei der Arbeit, beim Haushalt, selbst beim Einkaufen und beim in der Schlange stehen an der Kasse oder an der roten Ampel ständig wieder vor Augen geführt werden..
Ich hab schließlich dafür meine "Phantasie"
JGC
Der funktioniert auch mit Elektronen und mit Harti's.
Hallo Emi,
Du entwickeltst Dich zum Weltmeister im Missverstehen. Ich meine doch, dass der Doppelspaltversuch nur mit polarisiertem Licht im Gegensatz zu unpolarisiertem Licht funktioniert.:rolleyes:
Vieleicht kannst Du mir ja mal eine Frage beantworten.
Was passiert bei der Polarisation von Licht ?
Sortiere ich Licht mit einer bestimmten Schwingungsrichtung aus ? Oder lege ich eine Perspektive (ein Bezugssystem) fest, unter dem ich Licht betrachte ?
MfG
Harti
Ich meine doch, dass der Doppelspaltversuch nur mit polarisiertem Licht im Gegensatz zu unpolarisiertem Licht funktioniert.:rolleyes:
1802 führte Thomas Young das Experiment erstmalig durch:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/15/Young.gif (http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/15/Young.gif)
:) :) :)
Gruß EMI
1802 führte Thomas Young das Experiment erstmalig durch:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/15/Young.gif (http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/15/Young.gif)
Hallo Emi,
vielen Dank für Deine freundliche Hartnäckigkeit.
Wo ich gelesen habe, dass für den Doppelspaltversuch polarisiertes Licht erforderlich ist, weiß ich nicht mehr, vielleicht habe ich es auch nur verwechselt; denn es ist, wie ich nachgelesen habe, kohärentes und monochromatisches Licht erforderlich.
Im Doppelspaltversuch von Thomas Yuong wird Licht benutzt, das durch einen Farbfilter, eine kleine Blende und eine Linse geleitet wurde.
Das Kerzenmodell verstehe ich nicht.
Vor dem ersten, einfachen Spalt hat das Licht eine Doppelnatur Korpuskel und Welle. Hinter dem einfachen Spalt müsste es eigentlich nur als Korpuskel erscheinen; denn auf einem dort aufgestellten Detektor würde es das Bild von Korpuskeln hinterlassen. Falls es dies nur dann tut, wenn man es dort detektiert, könnte es auch nicht hinter dem Doppelspalt als interferierende Wellen erscheinen; denn auch dort ist kein Detektor.
MfG
Harti
Hallo zusammen,
ich möchte noch mal auf meine Ursprungsfrage zurückkommen und überprüfen, ob meine Vorstellungen richtig sind.
In dem mathematischen Modell eines einfachen Weg-/Zeitdiagramms (eindimensionaler Raum) erscheint eine periodische Bewegung als Welle. Dies liegt daran, dass bei einer räumlich eindimensionalen Betrachtung die periodische Bewegung auch nur räumlich eindimensional (hin und her) erfolgen kann und diese Bewegung im Modell durch den Zeitablauf auseinandergezogen wird und Wellencharakter erhält.
In dem mathematischen Modell eines zweidimensionalen Raumes (Fläche gebildet durch x- und y-Achse) und einer dritten Zeitachse (z-Achse) kann eine periodische Bewegung räumlich flächig, z.B. als Kreisbewegung dargestellt werden. Unter Einbeziehung des Zeitablaufs wird die Kreisbewegung in eine spiralförmige Bewegung auseinandergezogen. Die periodische Bewegung erscheint folglich als Spirale.
Wie sieht eine periodische Bewegung nun in dem Modell eines dreidimensionalen Raumes und einer vierten Zeitdimension aus ? Ist dies überhaupt vorstellbar ?
Eine normale (nichtperiodische) Bewegung ist in diesem Modell als Verbindung zwischen zwei Ereignissen (Weltlinie) darstellbar.
Meine Frage wäre also: Wie sieht die Weltlinie einer periodischen Bewegung aus ?
MfG
Harti
In dem mathematischen Modell eines einfachen Weg-/Zeitdiagramms (eindimensionaler Raum) erscheint eine periodische Bewegung als Welle.
Hallo Harti,
ein Weg/Zeitdiagramm ist ein zweidimensinaler Raum. Eine Dimension Weg + eine Dimension Zeit.
In dem mathematischen Modell eines zweidimensionalen Raumes (Fläche gebildet durch x- und y-Achse) und einer dritten Zeitachse (z-Achse)...
Eine Fläche + einer dritten Zeitachse ist ein dreidimensionaler Raum.
Wie sieht die Weltlinie einer periodischen Bewegung aus?
Sie ist keine Gerade, sondern eine gekrümme Linie. Im zweidimensionalen Minkowski-Diagramm (eine Dimension für den Raum + eine Dimension für die Zeit) wird z.B. eine beschleunigte Bewegung als gekrümmte Linie dargestellt. Man lässt im zweidimensionalen Minkowski-Diagramm die zweite und dritte Raudimension weg, weil sich im allgemeinen dadurch keine Widersprüche ergeben.
Hermann Minkowski hat die Zeitdimension imaginär "verräumlicht", indem er die Zeit mit der Lichtgeschwindigkeit und der
Quadratwurzel aus (-1) multplizierte: y := (ict). Originalton Hermann Minkowski: "... dadurch wird alles noch viel anschaulicher!"
M.f.G Eugen Bauhof
Das Kerzenmodell verstehe ich nicht.
Sollte nur ein Hinweis sein, auf dein "polarisiertes Licht".;)
Gruß EMI
Marco Polo
05.12.10, 18:13
Meine Frage wäre also: Wie sieht die Weltlinie einer periodischen Bewegung aus ?
Hallo Harti,
ich lasse jetzt mal die Formeln aussen vor. Die Weltlinien beschleunigter Objekte (also auch die der periodischen Bewegung) werden durch das relativistische Weg-Zeit-Gesetz beschrieben.
Dieses relativistische Weg-Zeit-Gesetz kann man ganz einfach als Hyperbelgleichung umschreiben.
Diese Hyperbeln setzt man dann im Minkowski-Diagramm zusammen und erhält die Weltlinien periodischer Bewegungen.
Hallo Marco Polo,
vielen Dank für Deine sachliche Antwort.
Ich gehe mal davon aus, dass ich mich Dir gegenüber (anders als gegenüber Eugen Bauhof) mit der Darstellung von periodischen Bewegungen in verschiedenen Diagrammen (mathematischen Modellen) habe verständlich machen können.
Die bildliche Darstellung einer vierdimensionalen Raumzeitwelt (mit einer imaginären Zeitachse) ist natürlich problematisch.
Im Zusammenhang mit periodischen Bewegungen habe ich noch ein weiteres Vorstellungsproblem, das Du auch andeutest, indem Du darauf hinweist, dass periodische Bewegungen (z.B. Kreisbewegungen) als beschleunigte Bewegungen anzusehen sind.
Gilt dies auch für Kreisbewegungen in der Schwerelosigkeit (Satellit in einer Umlaufbahn), bei dem sich Gravitationskraft und Trägheit (ungefähr) ausgleichen, wie beim freien Fall ?
MfG
Harti
Marco Polo
06.12.10, 17:27
Im Zusammenhang mit periodischen Bewegungen habe ich noch ein weiteres Vorstellungsproblem, das Du auch andeutest, indem Du darauf hinweist, dass periodische Bewegungen (z.B. Kreisbewegungen) als beschleunigte Bewegungen anzusehen sind.
Gilt dies auch für Kreisbewegungen in der Schwerelosigkeit (Satellit in einer Umlaufbahn), bei dem sich Gravitationskraft und Trägheit (ungefähr) ausgleichen, wie beim freien Fall ?
Selbstverständlich. Wenn sich der Betrag und/oder die Richtung des Geschwindigkeitsvektors verändert, sprechen wir von einer Beschleunigung.
Bei einer Satellitenbahn ändert sich ständig die Richtung des Geschwindigkeitsvektors. Das ist also eine beschleunigte Bewegung.
Sollte nur ein Hinweis sein, auf dein "polarisiertes Licht".;)
Hallo Emi,
jetzt weiss ich auch woher u.a. meine falsche Vorstellung stammte, dass das Doppelspaltexperiment nur mit polarisiertem Licht funktioniert. Ich habe es in einem Buch gelesen, "Schrödingers Katze" Einführung in die Quantenphysik von Brigitte Röthlein. Dort steht auf S. 67:
"Geradezu als Jahrhundertexperiment gilt in diesem Zusammnehang die Versuchsanordnung des französischen Physikers Alain Aspect aus dem Jahr 1982, sie verwendet das Phänomen der Polarisation von Lichtwellen."
MfG
Harti
... jetzt weiss ich auch woher u.a. meine falsche Vorstellung stammte, dass das Doppelspaltexperiment nur mit polarisiertem Licht funktioniert. Ich habe es in einem Buch gelesen, "Schrödingers Katze" Einführung in die Quantenphysik von Brigitte Röthlein. Dort steht auf S. 67: "Geradezu als Jahrhundertexperiment gilt in diesem Zusammnehang die Versuchsanordnung des französischen Physikers Alain Aspect aus dem Jahr 1982, sie verwendet das Phänomen der Polarisation von Lichtwellen."
Hallo Harti,
jetzt ist es dir mit diesem Buch so ergangen wie mir mit deinen Beiträgen, dass man etwas missversteht, ohne es zu wollen. Ich besitze dieses Buch nicht und kann daher auch nicht sagen, was zu deinem Irrtum führte. Missverständnisse entstehen, wenn man nur Andeutungen macht und das Wesentliche weglässt. Eine solche Andeutung war der Satz: "...die Versuchsanordnung des französischen Physikers Alain Aspect aus dem Jahr 1982, sie verwendet das Phänomen der Polarisation von Lichtwellen."
Aber wenn du dich tatsächlich für das sog. "Jahrhundertexperiment" interessierst, dann kann ich dir das Buch von Shimon Malin [1] empfehlen. Auch Seite 162 schreibt er zum Beispiel:
Der Durchbruch gelang 1981, als A. Aspect, P. Grangier und G. Roger von der Universität Paris ein Experiment durchführten, das weitaus genauer als die vorangegangenen war. Sie fassten ihre Ergebnisse wie folgt zusammen:
"Unsere Ergebnisse, die mit den Vorhersagen der Quantenmechanik vorzüglich übereinstimmen, verletzen die verallgemeinerten Bellschen Ungleichungen auf eklatante Weise und schließen damit die gesamte Klasse realistischer lokaler Theorien als unzulässig aus."
Einsteins Paradigma des lokalen Realismus ist das Weltbild, nach dem wir leben. Aspect und seine Mitarbeiter haben jedoch experimentell nachgewiesen, dass sich die Natur nicht an dieses Paradigma hält. Wie also sieht das neue Weltbild aus? Diese Frage werden wir im nächsten Kapitel ernsthaft in Angriff nehmen. Im verbleibenden Teil des vorliegenden Kapitels werden wir uns der weiteren Klärung des EPR-Experiments und der Bellschen Ungleichungen widmen sowie einige der damit in Zusammenhang stehenden jüngeren Entwicklungen schildern.
Mit freundlichen Grüßen
Eugen Bauhof
[1] Malin, Shimon
Dr. Bertlmanns Socken.
Wie die Quantenphysik unser Weltbild verändert.
Leipzig 2003. ISBN=3-379-00809-5
http://www.amazon.de/Bertlmanns-Socken-Quantenphysik-Weltbild-ver%C3%A4ndert/dp/3379008095/ref=sr_1_1?s=books&ie=UTF8&qid=1292148341&sr=1-1
Hallo zusammen,
ich möchte das Thema noch einmal aufgreifen.
In Minkowswki-Diagrammen wird die Zeit immer eindimensional dargestellt. Nun ist es allerdings so, dass die reine Zeit im Sinn von Dauer bei Bewegungen nur mit Hilfe einer periodischen Bewegung realisiert werden kann, weil nach Durchlaufen einer Periode die räumliche Veränderung Null ist. Die Grundlage für den Gang (Takt) von Uhren sind deshalb periodische Bewegungen in Form von Schwingungen (z.B.Pendel, Quarz, Atom).
Periodische Bewegungen kann man aber nicht eindimensional, in Form einer Achse darstellen, weil sie immer einen Richtungswechsel beinhalten und deshalb zumindest zwei räumliche Dimensionen (Achsen) zur Darstellung des Taktes einer Uhr erforderlich sind.
Aus diesem Grund kann man meines Erachtens z.B. mit einem einfachen Minkowski-Diagramm (eine Raum- und eine Zeitachse) den Gang einer Uhr (die reine Zeit in Form einer periodischen Bewegung) nicht korrekt darstellen, weil nur eine Raumachse vorhanden ist, für die periodische Bewegung der Uhr aber zwei benötigt werden.
Meine Frage also: Ist auf diesem Hintergrund die Darstellung der (reinen) Zeit, wie sie mit Uhren erfolgt, mit Hilfe einer Dimension (Achse) korrekt ?
MfG
Harti
Aus diesem Grund kann man meines Erachtens z.B. mit einem einfachen Minkowski-Diagramm (eine Raum- und eine Zeitachse) den Gang einer Uhr (die reine Zeit in Form einer periodischen Bewegung) nicht korrekt darstellen, weil nur eine Raumachse vorhanden ist, für die periodische Bewegung der Uhr aber zwei benötigt werden.
Hallo Harti,
mit einem Minkowski-Diagramm wird nicht der Gang einer Uhr dargestellt.
Im Minkowski-Diagramm wird eine Überlagerung der Koordinatensysteme für zwei gegeneinander mit konstanter Geschwindigkeit bewegte Beobachter dargestellt.
Was man alles mit dem Minkwoski-Diagramm sonst noch darstellen kann, findest du hier (http://de.wikipedia.org/wiki/Minkowski-Diagramm).
M.f.G. Eugen Bauhof
mit einem Minkowski-Diagramm wird nicht der Gang einer Uhr dargestellt.
Hallo Eugen Bauhof,
welche Art von Zeit ist es denn, die mit der Zeitachse in einem Minkowski-Diagramm dargestellt wird, wenn es nicht die Zeit ist, die eine Uhr anzeigt ?
Bei einer Bewegung (Änderung in Raum und Zeit) eliminiere ich die Veränderung im Raum mit Hilfe einer periodischen Bewegung und es bleibt die Veränderung in der Zeit übrig. Deshalb sind Uhren reine Zeitmessgeräte und keine Bewegungsmessgeräte. Da die Darstellung der (reinen) Zeit nur mit Hilfe dieser periodischen Bewegung möglich ist, eine periodische Bewegung aber zumindest immer eine Richtungsänderung erfordert, erscheint es mir zweifelhaft, ob man "Zeit" eindimensional darstellen kann.
Aus diesem Grund kann ich mir auch in einem einfachen Minkowski-Diagramm (eine Raum- und eine Zeitachse) keine periodische Bewegung in Form einer Sinuskurve vorstellen; denn die periodische Bewegung erfordert zumindest zwei Dimensionen (zwei Raumachsen).
Ich frage mich auch, ob es eine andere Möglichkeit gibt, reine Zeit (ohne räumliche Veränderung) anders zu erreichen, als mit Hilfe von periodichen Bewegungen.
MfG
Harti
,welche Art von Zeit ist es denn, die mit der Zeitachse in einem Minkowski-Diagramm dargestellt wird, wenn es nicht die Zeit ist, die eine Uhr anzeigt ?
Hallo Harti,
an der Ordinate im Minkowski-Diagramm steht nicht die Zeit t, sondern eine Strecke, nämlich c•t.
Außerdem hast du im Zitat das Wesentliche nicht beachtet:
Im Minkowski-Diagramm wird eine Überlagerung der Koordinatensysteme für zwei gegeneinander mit konstanter Geschwindigkeit bewegte Beobachter dargestellt.
M.f.G. Eugen Bauhof
an der Ordinate im Minkowski-Diagramm steht nicht die Zeit t, sondern eine Strecke, nämlich c•t.
Hallo Eugen Bauhof,
das ändert doch aber nichts daran, dass es sich um ein Weg-/Zeitdiagramm handelt. Wenn ich die Zeit mit einer Geschwindigkeit ( Strecke/Zeit) multipliziere erhalte ich eine Strecke, die ich auf der Y-Achse darstellen kann.
Man kann natürlich im übrigen Minkowski-Diagramme in verschiedener Weise verwenden.
Zur Darstellung von zwei zueinander bewegten Inertialsystemen sind die Diagramme im Verhältnis zueinander verdreht, ohne dass die Lage (der Standpunkt, die Perspektive) festgelegt wäre
oder
das Diagramm wird als Bezugssystem betrachtet, in dem z.B. eine inertiale Bewegung in Form einer Gerade abgebildet wird.
Klarheit über meine Ausgangsfrage habe ich damit noch nicht.
Das Problem wird z.B. auch deutlich, wenn ich frage, wie muss ich die Bewegung des Lichts als Welle, was eine periodische Bewegung beinhaltet, in einem solchen Diagramm darstellen. Als Gerade in einem 45° Winkel ist dies m.E. nur möglich, wenn ich das Licht als aus Photonen bestend auffasse.
MfG
Harti
Das Problem wird z.B. auch deutlich, wenn ich frage, wie muss ich die Bewegung des Lichts als Welle, was eine periodische Bewegung beinhaltet, in einem solchen Diagramm darstellen. Als Gerade in einem 45° Winkel ist dies m.E. nur möglich, wenn ich das Licht als aus Photonen bestend auffasse.
Hallo Harti,
Licht als Welle oder als Teilchen sind Probleme in der Quantentheorie. Im Minkowski-Diagramm werden keine Quanten-Effekte berücksichtigt, auch kein Welle/Teilchen-Dualismus.
M.f.G. Eugen Bauhof
Hallo Harti!
Klarheit über meine Ausgangsfrage habe ich damit noch nicht.
Ich habe auch keine Klarheit über deine Ausgangsfrage.
Das Problem wird z.B. auch deutlich, wenn ich frage, wie muss ich die Bewegung des Lichts als Welle, was eine periodische Bewegung beinhaltet, in einem solchen Diagramm darstellen.
Frag dich doch - was beim Licht "wellig" ist.
Bei einem gewöhnlichen Pendel ist es die örtliche Koordinate des Gewichts, das sich periodisch ändert. Bei einer EM-Welle ist es die Feldstärke, die sich periodisch ändert. Da wird dir keine zusätzliche Raumachse im Minkowski-Diagramm helfen, das darzustellen.
Gruß, Johann
Licht als Welle oder als Teilchen sind Probleme in der Quantentheorie. Im Minkowski-Diagramm werden keine Quanten-Effekte berücksichtigt, auch kein Welle/Teilchen-Dualismus.
Hallo Eugen Bauhof,
aber die SRT macht doch Aussagen über den Gang von Uhren, also müssten eigentlich auch periodische Bewegungen eine Rolle spielen, weil allein diese den Gang von Uhren bestimmen.
Die Bewegung des Lichts ist allerdings eine wesentliche Grundlage der SRT (Konstanz der Lichtgeschwindigkeit). Ist es sachgerecht unter diesen Umständen die Wellennatur des Lichts, mit der man die Geschwindigkeit bestimmt (Frequenz X Wellenlänge), einfach auszublenden ?
Frequenz ist übrigens nichts anderes als Anzahl der periodischen Bewegungen pro Zeiteinheit. Wenn aber eine periodische Bewegung selbst reinen Zeitcharakter hat, weil keine räumliche Veränderung nach Durchlaufen einer Periode gegeben ist, gibt Frequenz (in diesem Zusammenhang) nichts anderes als das Verhältnis zwischen dem Gang von zwei "Uhren" an.
Wenn Euch meine Überlegungen (Gedankensprünge) verquer oder trivial vorkommen, haltet mir bitte zugute, dass ich als Nichtexperte in anderen Bahnen denke und zum Teil falsche Vorstellungen habe. Das kann ja auch interessant sein und die Dinge mal aus einer anderen Sicht beleuchten.
Gegenfragen kann ich aufgrund dieser Gegebenheiten nur eingeschränkt beantworten, ich denke aber auf jeden Fall darüber nach, und das kann etwas dauern.
MfG
Harti
...aber die SRT macht doch Aussagen über den Gang von Uhren, also müssten eigentlich auch periodische Bewegungen eine Rolle spielen, weil allein diese den Gang von Uhren bestimmen.
Hallo Harti,
die SRT macht Aussagen darüber, wie sich Raum und Zeit in relativ zueinder bewegten Intertialsystemen transformieren. Wie dabei Raum und Zeit gemessen werden, ist dabei sekundär. Zwingend ist nur, dass in den beiden Inertialsystemen die gleichen Uhren und die gleichen Maßstäbe verwendet werden.
Was soll denn deiner Meinung nach ─ aufgrund der periodischen Bewegungen in einer Uhr ─ an der SRT geändert oder ergänzt werden?
M.f.G. Eugen Bauhof
Hallo Harti,
Was soll denn deiner Meinung nach ─ aufgrund der periodischen Bewegungen in einer Uhr ─ an der SRT geändert oder ergänzt werden ?
Hallo Eugen Bauhof, hallo JoAx,
zunächst mal gar nichts. Ich bin doch nicht so vermessen, mehr oder etwas besser zu wissen als all die Geistesgrößen, die sich damit beschäftigt haben.
Für mich ist lediglich nicht klar, warum man die Tatsache, dass es sich bei der taktgebenden Bewegung einer Uhr um eine periodische Bewegung handelt, im Rahmen der SRT außen vorlassen kann. Dem entspricht möglicherweise der Umstand, dass Wellen in der SRT keine Rolle spielen.
In diesem Zusammenhang ist mir aufgefallen, dass eine periodische Bewegung immer ein eigenes Bezugssystem hat, wenn ich die Geschwindigkeit der Bewegung angeben will.
Beispiel. Kreisbewegung. Die Geschwindigkeit dieser Bewegung kann ich nur in Bezug auf den Kreisumfang und eine damit verbundene Uhr angeben. Wenn ich ein anderes Bezugssystem mit Uhr benutze, kann ich allenfalls die Anzahl der periodischen Bewegungen pro Zeiteinheit (Frequenz) angeben.
Eine Welle ist aufgrund dieser Gegebenheiten im Prinzip nichts anderes als eine bewegte Uhr (eine bewegte periodische Bewegung).
Wenn sich folglich ein Objekt, das Licht mit einer bestimmten Geschwindigkeit seiner periodischen Bewegung (seiner inneren Uhr) von mir entfernt (sich in meinem Bezugssystem bewegt) seine Geschwindigkeit erhöht, wird nach SRT die periodische Bewegung aus meiner Sicht verlangsamt, aus meinem Bezugssystem betrachtet sinkt die Frequenz des Lichts und es ist eine Rotverschiebung zu beobachten. Die Rotverschiebung ist daher ein direkter Beweis für die Richtigkeit der SRT.
Diese Überlegungen mögen für Euch nichts Neues und trivial sein und könnten auch als Argument dienen, dass man die innere periodische Bewegung einer Uhr und Wellenbewegungen allgemein in der SRT vernachlässigen kann.
Möglicherweise ist diese Vernachlässigung aber der Grund dafür, dass die Relativitätstheorien und die Quantenmechanik nicht kompatibel sind; denn in der Quantenmechanik ist eine Beschreibung von Bewegungen ohne Berücksichtigung von periodischen Bewegungen (Wellen) nicht möglich.
Anders ausgedrückt: Die Bewegung makroskopischer Objekte kann ich ohne Berücksichtigung einer mit dem Objekt verbundenen inneren Uhr (falls das Objekt eine Uhr ist, z.B. der periodischen Bewegung seines Pendels) mit Hilfe der SRT beschreiben; im Mikrokosmos ist dies nicht möglich, weil die Objekte periodische Bewegungen ausführen (unbestimmt sind) und dadurch zwangsläufig Wellencharakter haben.
Ich hoffe es wird deutlich, dass ich mich lediglich darum bemühe, die Dinge auch ohne Mathematik zu verstehen.
MfG
Harti
Hallo zusammen,
für mich ist es schon mal eine interessante Erkenntnis, dass man die in einer Wellenbewegung enthaltene periodische Bewegung deshalb als Frequenz angibt, weil man nur auf diese Weise die Gesamtbewegung einer Welle, die sich aus zwei Bewegungen, einer raumzeitlichen und einer periodischen Bewegung zusammensetzt, aus einem externen Bezugssystem (meiner Beobachterposition) betrachten kann.
Die Geschwindigkeit der periodischen Bewegung, z.B. eines Pendels, die ich nur in Bezug auf den vom Pendel zurückgelegten Weg feststellen könnte, läßt man dabei außen vor.
Die Frage wäre folglich:
Welche Folgen hat es, dass man die raumzeitliche Bewegung der periodischen Bewegung ( z.B. die Geschwindigkeit einer Pendelbewegung, einer Unruh oder der Schwingung von Atomen) in der SRT unbeachtet läßt und nur mit Hilfe eines externen Bezugssystems die Anzahl der periodischen Bewegungen (z.B. Frequenz des Lichts) betrachtet. Unterscheidet sich diese Betrachtungsweise bezüglich der Bezugssysteme von der Betrachtung in der Quantenmechanik ?
Weitere Fragen wären:
Muss ich bei einer periodischen Bewegung zur vollständigen Bestimmung der raumzeitlichen Veränderung (Bewegung, Geschwindigkeit) grundsätzlich von einem systemimmanten Bezugssystem ausgehen ?
Hat dieses Bezugssystem, z.B. bei einer Kreisbewegung, unendliche viele Richtungen (Dimensionen) oder gar keine Richtung ?
MfG
Harti
vBulletin® v3.8.8, Copyright ©2000-2024, vBulletin Solutions, Inc.