Lorentzkontraktion und Luxonen
Hallo zusammen,
das fällt zwar wohl nicht mehr unter Schulphysik, aber es ist eine Frage an die Physik Cracks, daher in diesem Unterforum. :) Die Herleitung und die Auswirkung der Lorentzkontraktion habe ich soweit verstanden, aber bisher konnte ich in keinem Beitrag etwas zu der Frage finden, die sich mir dabei aufdrängt. Wenn die Lorentzkontraktion immer größer wird, je näher man sich der Lichtgeschwindigkeit nähert, mit sqrt(1-v^2/c^2), so ist sie unendlich, wenn man sicht MIT der Lichtgeschwindigkeit bewegt. Gilt das dann auch für masselose, lichtschnelle Teilchen? Nach meinen Überlegungen wäre also die Entfernung aus der Sicht eines Photons immer Null, d.h. es bewegt sich instantan von einem Punkt zum anderen. Gruß Martin |
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Sind 2 Beobachter in ihren Koordinatensystemen mit konstanter Geschwindigkeit v relativ gegeneinander bewegt, kann jeder von sich behaupten, in Ruhe zu sein und der andere wäre bewegt.
Für das Licht als elektromagnetische Anregung des Feldes gilt dies nicht mehr, da es kein Inertialsystem gibt, in dem das Licht ruht. Die Lichtgeschwindigkeit c ist in allen Inertialsystemen konstant, woraus sich die beiden Postulate von der Konstanz von c in allen Inertialsystemen und Invarianz von c durch Transformation ergeben. Grüsse, rene |
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Hi rene,
wie immer ist es eine Wohltat, deinen Ausführungen lauschen zu dürfen. Zitat:
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Du hast dies (so könnte man es zumindest verstehen/missverstehen) auf Inertialsysteme beschränkt. Gilt dies nicht für Bezugssysteme jedweder Art? Oder bist du etwa der Meinung, dass Bezugssysteme denkbar sind, in denen das Licht ruht? Wir hätten dann ja in diesem Bezugssystem ein stehendes, räumlich oszillierendes Feld vorliegen, was doch recht bizarr wäre um es mal vorsichtig auszudrücken. :) Gruss, Marco Polo |
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Aber mit seiner Formulierung ist Rene sicherlich auf der sicheren Seite. Gruß, Uli |
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Hallo Marco Polo
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http://www.spiegel.de/wissenschaft/m...175983,00.html Auch in der ART gibt es Bezugssysteme (sogar feldreie Inertialsysteme), aus dem ein Lichtstrahl gegen den Ereignishorizont hin zunehmend langsamer wird bis zum völligen Stillstand. Allerdings rotverschoben bis zur totalen Unsichtbarkeit, woraus John Wheeler den Begriff "Schwarzes Loch" ableitete. Ein freifallender Beobachter würde in seinem Ruhesystem weder eine scharfe Grenze noch den Überquerungszeitpunkt des Ereingishorizontes bemerken und in endlicher Zeit zum physikalisch singulären Mittelpunkt fallen, auf den alle Geodäten (sowohl von Licht als auch von Massekörpern) gerichtet sind. Lokal wird immer c gemessen. Der Ereignishorizont ist “nur “ eine mathematische Singularität, die man durch Wahl eines anderen Bezugssystems wegtransformieren, zumindest verschieben kann. In den Innenlösungen der Schwarzschild-Metrik wird Licht raumartig und Raum lichtartig. Auch für einen beinahe mit c bewegten Beobachter ergeben sich in der SRT sonderbare Effekte, auf die Uli bereits hingewiesen hat. Das Gesichtsfeld verjüngt sich in Bewegungsrichtung extrem blauverschobener Strahlung, während gegen die Bewegungsrichtung die Strahlung extrem rotverschoben wird (Doppler-Effekt). Im Gegensatz zur Überlichtgeschwindigkeit ist Stillstand von Licht in den RT'n nicht verboten und tangiert die Aussage, dass es für Licht kein gleichberechtigtes Inertialsystem gibt, in dem das Licht ruht (und nur Inertialsysteme können gleichberechtigt sein), in keiner Weise. Grüsse, rene |
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Hallo rene,
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Die t-Koordinate entlang einlaufender Lichtstrahlen divergiert sozusagen bei R=2M. Zitat:
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Bei R=0 ist die Singularität aber physikalischer Natur. Egal, welche Metrik man verwendet. Sowohl bei R=0 als auch bei R=2M ist die Schwarzschildmetrik demnach nicht definiert, oder? Zitat:
Klarer Vorteil für einen Raumfahrer mit hoher Relativgeschwindigkeit: Er muss sich nicht mehr umdrehen. :D Heckfenster werden überflüssig. Klarer Nachteil: Die von dir angesprochene extreme Blauverschiebung in Bewegungsrichtung dürfte den Raumfahrer als tödliche Röntgen- oder gar Gammastrahlung treffen. Ne Bleiweste reicht da wohl nicht aus. Von Reisen mit annähernd c sei daher dringenst abzuraten. Gruss, Marco Polo |
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ich habe bei dieser Aussage gewisse Verständnis-Schwierigkeiten. Hier meine Meinung: 1. Richtig, für Licht gibt es in der SRT kein Inertialsystem, in dem sich das Licht mit v=0 'bewegen', also ruhen könnte. 2. Zur Überlichtgeschwindigkeit von Teilchen mit der Ruhemasse Null macht die SRT keine Aussage. Diese Form der Überlichtgeschwindigkeit ist also in der SRT weder verboten noch erlaubt. 3. Nur wenn experimentell nachgewiesen wird, dass sich massebehaftete Teilchen mit v=c bewegen, müsste die SRT von Grund auf neu formuliert werden. M.f.G. Eugen Bauhof |
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Hallo Eugen,
darf ich auch antworten? Ich machs einfach. :D Zitat:
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Experimente in diese Richtung sind daher Zeitverschwendung. Aber nehmen wir mal an, dass dies tatsächlich so gemessen würde. Dann müsste die SRT nicht neu formuliert werden. Sie wäre dann komplett hinfällig. Würde also ihre Existenzberechtigung verlieren. Das wird natürlich niemals eintreten. Geht halt nicht. Gruss, Marco Polo |
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in der Physik wird nichts unendlich. Der Begriff 'Unendlich' ist nur eine mathematische Fiktion. Wenn du einem massebehafteten Teilchen (also eine Masse mit der Ruhemasse > Null) immer mehr Energie zuführst, dann kann es sich zwar der Lichtgeschwindigkeit annähern, aber die Geschwindigkeit des Teilchens bleibt stets kleiner als c. Auch dann, wenn du dem Teilchen die gesamte im Universum verfügbare Energie zuführst. M.f.G. Eugen Bauhof |
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Hallo Marco Polo und Bauhof
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Zudem haben auch masselose Teilchen mit Ruhemasse Null eine dynamische (relativistische) Masse, die sich über m=h*f/c^2 ergibt. Zitat:
Grüsse, rene |
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du darfst alles. :) Zitat:
M.f.G. Eugen Bauhof |
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Hallo Eugen,
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Kein Teilchen kann sich nach der SRT mit v>c bewegen. Da die Bewegung eines Teilchen immer mit dem Import von Energie und Wirkung einhergeht (auch für masselose), würden superluminale Teilchen zu Kausalitätsverletzungen führen. Es gibt spekulative Spielereien, ob die SRT mit der Existenz von Tachyonen (überlichtschnellen Quantenobjekten mit imaginärer Masse) verträglich sein könnte. Eigentlich will aber niemand diese Tachyonen und sie werfen viele Probleme auf. Zitat:
Gruß, Uli |
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Hallo Eugen,
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Das halte ich für falsch. Wenn man durch Beschleunigung versucht dem Lichtstrahl seiner Taschenlampe hinterherzueilen, und dabei in Bezug zum Startpunkt eine Relativgeschwindigkeit von z.B. 0,99 c erreicht hat, mit welcher Geschwindigkeit entfernt sich dann das Licht von uns? Doch wohl immer noch mit c. Man hat sich der Lichtgeschwindigkeit also um keinen Deut genähert, weil die Lichtgeschwindigkeit eben keine Geschwindigkeit im herkömmlichen Sinne lediglich mit einem bestimmten Betrag ist, sondern eine Naturkonstante. Darum halte ich es für äußerst problematisch, dass die LG die gleiche Einheit m/s zugewiesen bekommen hat wie eine Relativgeschwindigkeit. Heißt das nicht, dass die Lichtgeschwindigkeit die gleiche physikalische Größe sein müsste? Das ist sie m.E. nicht. mfg okotombrok PS: ich hoffe, du fühlst dich nicht verfolgt von mir; das ist nicht mein Ansinnen ;-) |
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Hallo Bauhof,
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Herzlich willkommen im Quantenforum! Ich fühle mich von dir ganz bestimmt nicht verfolgt, dass du mir aus dem Zeitforum hierher gefolgt bist. RoKo und zarat.t. haben es vor dir ebenso gemacht. Leider werden dadurch die guten Beitragsschreiber im Zeitforum immer weniger. M.f.G. Eugen Bauhof P.S. Ich habe diesen Beitrag in "Moderatoren-Blau" geschrieben, weil es ja keine Sachantwort zu deinem Beitrag ist. Über eine sachbezogene Antwort muss ich erst nachdenken. |
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Wieso? Wenn man sich relativ zum Startpunkt mit 0,99 c bewegt, dann bewegt man sich doch fast mit Lichtgeschwindigkeit, oder etwa nicht? Aber eben relativ zum Startpunkt. Geschwindigkeiten sind nun mal relativ. Und natürlich ist die Lichtgeschwindigkeit sehrwohl eine Geschwindigkeit im herkömmlichen Sinne. Sie ist allerdings bezugssysteminvariant und hat damit in jedem Inertialsystem unabhängig von der Geschwindigkeit des Lichtsenders und des Lichtempfängers denselben Wert. Zitat:
Gruss, Marco Polo |
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Hallo Marco Polo,
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Frage: Kann eine physikalische Größe, die abhängig vom Bewegungszustand des Beobachters ist, das gleiche sein, wie eine absolute Größe? Eine Antwort auf deine letzte Frage muss ich dir wohl schuldig bleiben. Ich will und kann hier keine neue Theorie präsentieren, ich habe nur Anmerkungen und Fragen. mfg okotombrok |
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Hallo okotombrok,
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@okotombrok
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Hab aber kein Problem wenn du lieber absolut c sagst. |
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ich weiß nicht, ob es jetzt nur um Begrifflichkeiten geht, aber schließen sich die Adjektive "relativ" und "invariant" nicht aus? mfg okotombrok |
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Seh ich nicht so. Auch eine invariante Lichtgeschw.c durch Lorentz Trafo in ein anderes Bezugssystem ist immer noch eine Relativgeschw. Auch wenn sie konstant in jedem und invariant durch eine Trafo ist. Wenns nur um Begrifflichkeiten geht, hab ich kein Problem mit 'absolut c'. Gretchenfrage: Stellst du Lorentz Trafo in Frage? |
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Nein, die Lorentztransformation stelle ich nicht in Frage, wie kommst du darauf? Auf die Lichtgeschwindigkeit c ist sie allerdings nicht anwendbar, weil mathematisch nicht definiert: 1 - c^2/c^2 = 0 mfg okotombrok |
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Hallo okotombrok,
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*: "Ort" = Ortskoordinate in Bewegungsrichtung x'; die Ortskoordinaten y=y' und z=z' wären definiert (s.o.). |
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Hallo okotombrok
Ist jetzt klar. Ein Beobachter kann nie mit c bewegt sein. Licht kann nur mit c bewegt sein. |
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Gruß, Uli |
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Hallo Uli,
ich könnte mir vorstellen dass es okotombrok darum geht: c ist invariant - Warum bezeichnet man es dann als relativ? (Warum nicht "Invariant = Absolut"?) Aber am Besten nimmt er dazu selbst nochmal Stellung. |
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Worüber reden wir überhaupt ? Was wäre denn eine Absolutgeschwindigkeit ? Doch wohl die Geschwindigkeit eines Objektes in einem absoluten Bezugssystem ("Äther"). Die Ätherhypothese hat sich vor 100 als überflüssig erwiesen. Seitdem wissen wir, dass jede Geschwindigkeit relativ ist. Gruß, Uli |
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Und ich wollt's mir sowieso verkneifen.
Nee, ich mußte ja dann doch wieder ... Ohne Not, ohne Zwang. Wollte eigentlich nur darstellen was ich denke, was okotombrok denkt ... :rolleyes: Ich kann's halt einfach nicht lassen! :D Aber wie EMI schon sagte: Da c in der ART nicht mehr absolut ist ist sie nun einmal zweifelsfrei eine relative Geschwindigkeit. Maximal innerhalb der SRT könnte man ihr einen absoluten Status zusprechen - Die Sinnhaftigkeit sei dann einmal dahingestellt. |
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Gruß, Uli |
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Hallo Uli,
wenn ich von der Lichtgeschwindigkeit als eine absolute Größe geschrieben habe, meine ich damit, dass es sich um eine Naturkonstante handelt, was man zweifelsohne von einer auf die Lorentztransformation anwendbare Relativgeschwindigkeit nicht behaupten kann. Kann man eine Naturkonstante als relativ ansehen? Sind dann nicht auch die magn.- und die elektr. Feldkonstanten relativ? Wie dem auch sei, ich formuliere meine Frage, um die es mir eigentlich ging, neu: Kann eine invariante Größe wie die Lichtgeschwindigkeit, eine Naturkonstante, das gleiche sein wie eine nichtinvariante Relativgeschwindigkeit? Und wenn nein, Warum hat man ihnen dann die gleiche Einheit zugewiesen? mfg okotombrok |
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Ich verstehe nicht, wo da das Problem sein soll. Gruss, Marco Polo |
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das darzustellen, was andere denken, ist sehr schwierig. Denn jeder hat eine andere "Denke". Stelle halt einfach nur das dar, was du denkst und denk darüber nach, bevor du es darstellst... Nur ein freundschaftlicher Rat. M.f.G. Eugen Bauhof |
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Ich kann deinen Einwand nicht ganz nachvollziehen. Gruß, Uli |
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und wenn man nichtlokal misst, welche Geschwindigkeit des Lichts misst man dann? Ich meine, man misst dann unter Umständen eine kleinere Geschwindigkeit als c. Aber niemals eine "superluminale" Geschwindigkeit. Irre ich mich? M.f.G. Eugen Baufof |
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Hallo okotombrok,
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Auch aus der Maxwell-Theorie folgt die LG als Ausbreitungsgeschwindigkeit. Wenn sie eine andere Einheit hätte, was würde es dann für die Lorentzkontraktion/Zeitdilation bedeuten? Gruss, Johann |
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Misst du c an einem Punkt, der höher im Gravitationspotential liegt als dein lokaler, dann gehen am entfernten Punkt die Uhren schneller als bei dir; eine Sekunde dauert dort also weniger lang (gravitative Zeitdilatation). D.h., wenn "die dort lokal" 300 000 km/sec messen, ist bei dir eine Sekunde noch gar nicht um und das Licht hat Zeit noch ein paar km mehr zurückzulegen bis deine Sekunde um ist: du misst also in diesem Fall entfernt einen superluminalen Wert. Ist der entfernte Punkt niedriger im Potential, so ist es umgekehrt: du misst entfernt einen Wert <c. Das habe ich jetzt nicht nachgelesen, erscheint mir aber logisch. Gruß, Uli |
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Diese Wahl von Einheiten betont die Gleichbehandlung von Ort und Zeit bzw. Energie und Masse in der RT. Uli |
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ok. Dann bräuchte man sich aber auch keine Frage in Bezug auf die Dimension von c stellen, nicht war? Gruss, Johann |
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Hallo Bauhof,
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Deshalb stellte ich dar, wie ich ihn verstanden habe - und verwies auf okotombrok zwecks Klärung. Zitat:
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http://www.quanten.de/forum/showpost...&postcount=193 http://www.quanten.de/forum/showpost...&postcount=175 Klingt irgend wie auch logisch. Groß mitreden kann ich halt nicht. Leider !!! |
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ich habe nun nachgesehen und eine seriöse Aussage dazu gefunden, dass die Lichtgeschwindigkeit in einem Gravitationsfeld kleiner ist als außerhalb des Gravitationsfeldes. Julian Schwinger schreibt in seinem Buch [1] auf Seite 133 dazu folgendes: Zitat:
Ich korrigiere mich, denn da hatte ich leider aus Versehen etwas verdreht. Richtig muss es heißen: Darf man diese Aussage von Julian Schwinger nun tatsächlich umdrehen und daraus folgern, dass die Lichtgeschwindigkeit außerhalb des Gravitationsfeldes größer ist als innerhalb? [Folgetext gelöscht] Mit freundlichen Grüßen Eugen Bauhof [1] Schwinger, Julian Einsteins Erbe. Die Einheit von Raum und Zeit. Heidelberg 2000. ISBN=3-8274-1045-2 http://www.amazon.de/Einsteins-Erbe-...0377760&sr=1-1 |
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die auch experimentell bestätigt wurde. Der Umkehrschluss muss auch gelten: wenn ein Beobachter tief im Gravitationsfeld die Lichtgeschwindigkeit draußen im gravitationsfreien Raum misst, so erhält er einen Wert, der größer als c ist. Gruß, Uli |
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(aus A. Einstein: "Über den Einfluß der Schwerkraft auf die Ausbreitung des Lichtes", Annalen der Physik, 35, 1911; Gleichung (3)). http://www.physik.uni-augsburg.de/an...35_898-908.pdf c' = c0 ( 1 + V / c^^2 ) dabei ist V das Gravitationalpotential relativ zu dem Punkt, an dem die Lichtgeschwindigkeit c' gemessen wird. Wie man leicht sieht, ist je nach Richtung der Änderung des Gravitationspotentials c' < c0 oder auch c' > c0. Gruß, Uli |
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Wapedia: http://wapedia.mobi/de/Allgemeine_Re...4tstheorie?t=6. Zitat:
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Wapedia: http://wapedia.mobi/de/Allgemeine_Re...4tstheorie?t=6. Zitat:
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Ja, Einstein hatte den Effekt im 1. Anlauf unterschätzt: er war doppelt so groß.
c' = c0 ( 1 + 2*V / c^^2 ) Das ändert aber nichts an meinem Argument. Gruß, Uli |
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dass ich etwas unabsichtlich verdreht habe, dass scheint nicht nur so, es ist leider so. Ich danke dir für die Berichtigung meiner Verdrehung. Im Beitrag habe ich inzwischen das so geändert, dass der Bezug zu deinem Beitrag nicht durch Löschung meiner verdrehten falschen Behauptung verloren geht. Danke auch für den Hinweis auf den experimentellen Beleg der Shapiro-Verzögerung. Ich werde dies in meinem Büchern nachlesen. Eine Frage bleibt noch: Es erscheint mir plausibel, dass auch dein Umkehrschluss zutrifft. Existiert auch hier bereits ein experimenteller Beleg dafür, dass "...wenn ein Beobachter tief im Gravitationsfeld die Lichtgeschwindigkeit draußen im gravitationsfreien Raum misst, so erhält er einen Wert, der größer als c ist."? Folgt das vielleicht aus dem Mössbauer-Effekt? Mit freundlichen Grüßen Eugen Bauhof |
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Gruß, Uli |
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Es müßte doch an einer Stelle vermerkt sein wenn ÜLG gemessen wird von innen nach außen. http://de.wikipedia.org/wiki/Allgeme...rz.C3.B6gerung oder http://de.wikipedia.org/wiki/Shapiro-Verz%C3%B6gerung Zitat:
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