Zur Längenkontraktion (Lorentzkontraktion)
 

Hallo zusammen ;-)

ich suche gerne nach einem anschaulichen Verständnis von Phänomenen... und was man hier und da über die (relativistische) Längenkontraktion im Internet zu lesen bekommt, widerspricht da etwas meinen physikalischen Vorstellungen.

Ein Stab an Bord einer sich relativistisch schnell bewegenden Rakete kann doch nicht halb so lang sein, wie ein identischer Stab auf der Erde...

Dass sich Atome in Bewegungsrichtung "stauchen" sollen, bloss weil ein Körper sich relativistisch schnell bewegt, geht mir absolut gegen den Strich - und kann schlicht und einfach nicht sein ;-)

Nein... ich erkläre mir dieses Phänomen anders. Beziehungsweise, es ist etwas anderes damit gemeint.

Betrachten wir einen Zug und einen Bahnsteig, beide gleich lang.

Nun lassen wir den Zug mit 0,8 c am Bahnsteig vorbeisausen.

Nehmen wir an, allen am Experiment Beteiligten (auf dem Zug und auf dem Bahnsteig) sind die Zug- bzw. Bahnsteiglänge, und die Zuggeschwindigkeit bekannt.

Von Bahnsteig aus messen wir die Länge des Zuges, und vom Zug aus die Länge des Bahnsteigs.

Was messen wir jeweils?

Vom Bahnsteig aus:

Durch Messen der Zeitspanne, die der Zug braucht, um einen Bahnsteigpunkt zu passieren, kommen die Bahnsteigler auf die korrekte Länge des Zuges.
Also nichts mit "Längenkontraktion" in Bewegungsrichtung, oder? Woher sollte eine solche auch kommen?
Die Bahnsteigler messen einfach ein sich vorbei bewegendes Objekt.

IM Zug passiert allerdings etwas anderes.

Die "Zugler" messen die Zeitspanne, die sie zum Passieren des Bahnsteigs brauchen. Jetzt wird diese allerdings um einiges kürzer ausfallen als erwartet...

Warum? Die Antwort heisst Zeitdilatation...

Da die Zeit für die Zugler einfach langsamer vergeht (ohne dass diese das bemerken oder feststellen könnten!), vergeht in der Messphase einfach weniger Zeit.

Der Bahnsteig hat sich also scheinbar - nicht in der Realität - verkürzt. Messtechnisch gesehen - was die Sichtweise der Zugler angeht.

Alles korrekt, und stimmt ihr in allem überein?

Freue mich auf Feedback.

Viele Grüße
Chris

AW: Zur Längenkontraktion (Lorentzkontraktion)
 

Hallo Chris,

Das Fragezeichen zeigt schon, dass Du da unsicher bist und zwar zu recht, weil das eben nur eine (falsche) Annahme ist.

Was ist mit dem Relativitätsprinzip? Sind die beiden Systeme (Bahnsteig und Zug) nun gleichberechtigt oder nicht?

EDIT: Überlege Dir auch mal etwas genauer, wie die Länge des Zuges gemessen werden soll. Üblicherweise benutzt man dazu Lichtschranken und Lichtsignale. Letztlich muss man bei der Längenkontraktion verstehen, dass zwei gleichzeitige Zeitpunkte im Zugsystem im Bahnsteigsystem nicht mehr gleichzeitig sind.

AW: Zur Längenkontraktion (Lorentzkontraktion)
 

Hallo Bernhard,
Sicher...? Bin keineswegs überzeugt. Das Gedankenexperiment ist richtig, s.u.
Spielt bei dem Gedankenexperiment keine Rolle, denn s.u.
Auch igendwelche "Gleichzeitigkeit" macht mir keine Probleme. Es lässt sich übrigens mit Leichtigkeit eine Messanordnung vorstellen, die ohne Verfälschung einen sich mit relativitischer Geschwindigkeit vorbei bewegenden Körper ausmisst (nämlich genau wie Du sagst, mit Lichtschranken ;-) ).

Also keine Längenkontraktion in konkret diesem Fall für die "Bahnsteigler" ;-)

Gehört in den Bereich der Phantasie, beziehungsweise einer falsch verstandenen "Längenkontraktion".

Woher auch. Materie (aus Atomen, Molekülen etc. bestehend) "staucht" sich doch nicht in Bewegungsrichtung, bloss weil sie mit relativistischen Geschwindigkeiten bewegt wird. Da wirst Du sicher auch nicht widersprechen. Sie staucht sich allenfalls, wenn ich sie in den Schraubstock einspanne.

Viele Grüße
Chris

AW: Zur Längenkontraktion (Lorentzkontraktion)
 

Natürlich nicht. Niemand behauptet, daß die Längenkontraktion in deren Ruhesystem stattfindet , sondern ... ?

AW: Zur Längenkontraktion (Lorentzkontraktion)
 

Yepp ;-)

Mir geht es vor allem darum, dass die Längenkontraktion nicht als physikalischer, sondern als messtechnischer Effekt verstanden wird. Leider wird das so oft keineswegs klar, selbst in Fachkreisen...

Zeitdilatation und Massezunahme sind physikalische Effekte... wobei ich mir bei ersterer gar nicht mal unbedingt sicher bin, denn leitet sich die Zeitdilatation nicht (u.a.) direkt aus der Massezunahme von Materie ab...? (!)

Was passiert denn mit Materie, deren Bestandteile bis in den (sub?) atomaren Bereich massereicher werden? Richtig: alles wird langsamer...

Da Zeit nichts weiter als das Messergebnis zwischen zwei Ereignissen ist, vergeht Zeit einfach langsamer, wenn diese Ereignisse (bei ansonsten gleichbleibenden Umgebungsbedingungen) langsamer aufeinanderfolgen... das ist bei den "Zuglern" der Fall.

Viele Grüße.

AW: Zur Längenkontraktion (Lorentzkontraktion)
 

Bei der Massezunahme handelt es sich um eine Energiezunahme, und die wird über die relativistische Energie-Impuls-Relation beschrieben. Grundlegend für alle relativistischen Effekte ist die Struktur der Raumzeit, d.h. der Minkowski-Raum.

AW: Zur Längenkontraktion (Lorentzkontraktion)
 

Siehe diesen Thread und die Links darin.
Auch zur Massenzunahme.

AW: Zur Längenkontraktion (Lorentzkontraktion)
 

Dass die Zeitdilatation ein ziemlich realer Effekt ist, zeigt das Hafele-Keating-Experiment in beeindruckender Weise.

AW: Zur Längenkontraktion (Lorentzkontraktion)
 

ja, kenne ich... die Frage, die ich mir stelle, ist, ob die Zeitdilatation nicht "einfach" die Folge der (leicht) vergrößerten Masse der Materie ist, wie von mir beschrieben... soweit ich weiss, gibt es dazu keine Experimente... die Idee ist auf meinem eigenen Mist gewachsen...

Viele Grüße
Chris

AW: Zur Längenkontraktion (Lorentzkontraktion)
 

Du meinst wohl die gravitative Zeitdilatation. Die hängt vom Abstand zu einer zentralen Masse ab, was im Web leicht zu finden ist. Weshalb "vergrößerte Masse"? Masse ist invariant.