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Zweifels 27.11.18 22:30

Knobelaufgaben zur SRT
 
Okay, hier mal ein paar simple Knobelfragen zum Gedankenexperiement der SRT. Wer will, kann ja mal versuchen, sie zu beantworten. Dass ich sie stelle heisst aber nicht, dass ich die Lösung kenne, gell^^

Wir gehen immer davon aus, dass Zug und Bahnsteig bei der momentanen Geschwindigkeit des Zuges gleich lang sind.

1. Der Lichtblitz vom vorderen Zugende erreicht den Zugbeobachter früher. Was ist mit dem Lichtblitz vom hinteren Ende des Zuges? Wen erreicht dieser Lichtblitz zuerst und wie lange braucht das Licht, bis es den Zugbeobachter erreicht?
2. Wenn die Lorentzkontraktion für die Bewegung des Zuges gegen einen Lichtstrahl gilt, was gilt dann für die Lorentzkontraktion für eine Bewegung des Zuges, der sich mit einem Lichtstrahl mitbewegt?
3. Wie hängen die Lorentzkontraktion und der Dopplereffekt in einem Medium formeltechnisch zusammen?
4. Wie würde mathematisch ein Lichtäther abgeschafft werden, wenn man ihn nicht einfach wie Einstein "einfach so" abschafft?
5. Wenn wir davon ausgehen, dass sowohl der Zugbeobachter als auch der Bahnsteigsbeobachter sich in den Mitten ihrer jeweiligen Systeme befinden und die Lichtgeschwindigkeit in beiden Systemen konstant c ist, wie ist es dann möglich, dass den Zugbeobachter die Lichtblitze nicht (echt) gleichzeitig erreichen? Schliesslich braucht das Licht von vorne so lang wie von hinten, weil die beiden Enden des Zuges gleich weit vom Zugbeobachter entfernt sind und da Zug und Bahnsteig bei der momentanen Geschwindigkeit gleich lang sind, werden (vom Bahnsteig aus betrachtet) die Lichtsignale (echt) gleichzeitig ausgesendet. Die Lichtgeschwindigkeit ist im Zug absolut konstant, der Weg ist der gleiche, also warum spricht Einstein dann von einer Relativität der Gleichzeitigkeit?

Ach, und folgendes hab ich für mich erkannt:
Das ich hier die Grundidee der Relativitätstheorie letztendlich richtig verstanden habe, heisst nicht, dass ich mich jetzt für klüger oder besser halte als jemand, der das (noch) nicht tut. Es heisst nur, dass ich die Perspektive eines guten und genialen Menschen verstanden habe.
Denn die Leistung, etwas zu verstehen ist meiner Meinung nach geringer als die Leistung einiger Leute hier, die wirklich fundiertes Neues entwicklen. Und hier gibt es einige, die das unbemerkt tun^^

Ich bin gespannt auf die Antworten, und hoffe, das User, die nur meinen, die Fragen ergäben keinen Sinn und sind totaler Blödsinn, erstmal das nicht unbedingt mitteilen müssen... Es sind halt Fragen, die ich mir selbst gestellt habe und vielleicht gibt es ja sinnvolle Antworten auf einige von ihnen^^

JoAx 27.11.18 23:17

AW: Kobelaufgaben zur SRT
 
Zitat:

Zitat von Zweifels (Beitrag 89444)
1. Der Lichtblitz vom vorderen Zugende erreicht den Zugbeobachter früher. Was ist mit dem Lichtblitz vom hinteren Ende des Zuges? Wen erreicht dieser Lichtblitz zuerst und wie lange braucht das Licht, bis es den Zugbeobachter erreicht?

Wenn die Blitze im Zug-System gleichzeitig erzeugt wurden, dann erreichen sie den "Zugbeobachter" auch gleichzeitig.
Zitat:

Zitat von Zweifels (Beitrag 89444)
2. Wenn die Lorentzkontraktion für die Bewegung des Zuges gegen einen Lichtstrahl gilt, was gilt dann für die Lorentzkontraktion für eine Bewegung des Zuges, der sich mit einem Lichtstrahl mitbewegt?

Die Längenkontraktion gilt entlang der Bewegungsrichtung. Mit dem Lichtstrahl oder dagegen ist irrelevant.
Zitat:

Zitat von Zweifels (Beitrag 89444)
3. Wie hängen die Lorentzkontraktion und der Dopplereffekt in einem Medium formeltechnisch zusammen?

Gar nicht. Die haben nichts miteinander zu tun.
Zitat:

Zitat von Zweifels (Beitrag 89444)
4. Wie würde mathematisch ein Lichtäther abgeschafft werden, wenn man ihn nicht einfach wie Einstein "einfach so" abschafft?

Der Äther wurde von Einstein keineswegs "einfach so" abgeschafft.
Zitat:

Zitat von Zweifels (Beitrag 89444)
5. ... Die Lichtgeschwindigkeit ist im Zug absolut konstant, der Weg ist der gleiche, also warum spricht Einstein dann von einer Relativität der Gleichzeitigkeit?

Weil die Blitze, die du für "echt" gleichzeitig hältst, nicht echt gleichzeitig sind. Sie sind bloß im Bahnsteig-System gleichzeitig. Im Zug-System sind sie nicht gleichzeitig. Blitze, die im Zug-System gleichzeitig sind, sind es im Bahnsteig-System nicht. Damit hängt die Gleichzeitigkeit der Ereignisse ("Blitze") vom Bezugssystem ab und ist damit relativ.

Eine "Echtgleichzeitigkeit" kennt die Physik nicht.

TomS 28.11.18 06:04

AW: Kobelaufgaben zur SRT
 
Zitat:

Zitat von Zweifels (Beitrag 89444)
5. Wenn wir davon ausgehen, dass sowohl der Zugbeobachter als auch der Bahnsteigsbeobachter sich in den Mitten ihrer jeweiligen Systeme befinden und die Lichtgeschwindigkeit in beiden Systemen konstant c ist, wie ist es dann möglich, dass den Zugbeobachter die Lichtblitze nicht (echt) gleichzeitig erreichen? Schliesslich braucht das Licht von vorne so lang wie von hinten, weil die beiden Enden des Zuges gleich weit vom Zugbeobachter entfernt sind und da Zug und Bahnsteig bei der momentanen Geschwindigkeit gleich lang sind, werden (vom Bahnsteig aus betrachtet) die Lichtsignale (echt) gleichzeitig ausgesendet. Die Lichtgeschwindigkeit ist im Zug absolut konstant, der Weg ist der gleiche, also warum spricht Einstein dann von einer Relativität der Gleichzeitigkeit?

Das ich hier die Grundidee der Relativitätstheorie letztendlich richtig verstanden habe ...

Die Frage zeigt, dass du die Grundideen nicht verstanden haben kannst, sonst würdest du nicht so fragen, oder?

Ich empfehle dir ebenfalls, ein vernünftiges Buch durchzuarbeiten.

Zweifels 28.11.18 09:35

AW: Kobelaufgaben zur SRT
 
Zitat:

Zitat von TomS (Beitrag 89448)
Die Frage zeigt, dass du die Grundideen nicht verstanden haben kannst, sonst würdest du nicht so fragen, oder?

Das sollte eine fiese Frage sein, also fies für Leute, die die RT nicht verstanden haben ;)

Zitat:

Zitat von JoAx (Beitrag 89446)
Wenn die Blitze im Zug-System gleichzeitig erzeugt wurden, dann erreichen sie den "Zugbeobachter" auch gleichzeitig.

Richtig. Da Zug und Bahnsteig aus der Sicht des Bahnsteigsbeobachters (bei der momentanen Geschwindigkeit) gleich lang sind, befinden wir uns auf dem Bahnsteig, deshalb werden die Lichtblitze am Bahnsteig (echt) gleichzeitig erzeugt. Im Zugsystem wird aber zuerst der Lichtblitz an der vorderen Bahnsteigskante erzeugt, da der Zug ja tatsächlich (wären Zug und Bahnsteig in Ruhe) länger ist. :eek:

Zitat:

Zitat von JoAx (Beitrag 89446)
Die Längenkontraktion gilt entlang der Bewegungsrichtung. Mit dem Lichtstrahl oder dagegen ist irrelevant.

Bei der Herleitung der Lorentztransformation gäbe es noch den Fall:
y' = 1/(wurzel(1 + (v²/c²)). Dieser Fall ist in der Tat in der RT irrelevant.

Zitat:

Zitat von JoAx (Beitrag 89446)
Gar nicht. Die haben nichts miteinander zu tun.

Dabei gehts darum:
https://de.wikipedia.org/wiki/Dopple...lquelle_bewegt
Beim Dopplereffekt mit Grundfrequenz fs und von einem Beobachter wahrgenommene Frequenz fb gilt:
fb = fs /(1-(v/c) ). Die Grundüberlegung war, wenn man die Geschwindigkeiten quadriert (also die Lichtgeschwindigkeit sowohl für +c als auch für -c berücksichtigt) und dann davon die Wurzel zieht, kommt man beim Nenner auf den gleichen Term wie man ihn in der Lorentztransformation findet:
y = 1/(wurzel(1 - (v²/c²)). Ob eine Quadration und ein Wurzelziehen dazu führt, dass ein Äther abgeschafft wird, weiss ich nicht.Vielleicht gibts eine Verbindung, ganz ausschliessen würde ich das nicht, da ja in der Welt alles miteinander zusammenhängt. Aber grundlegend sollte man da vorsichtig sein.

Zitat:

Zitat von JoAx (Beitrag 89446)
Der Äther wurde von Einstein keineswegs "einfach so" abgeschafft.

Das ein Lichtäther abgeschafft werden muss, weil es ihn nicht gibt, ist meiner Meinung nach wahr. Die Frage war, ob das mathematisch sichtbar wird.

Zitat:

Zitat von JoAx (Beitrag 89446)
Weil die Blitze, die du für "echt" gleichzeitig hältst, nicht echt gleichzeitig sind. Sie sind bloß im Bahnsteig-System gleichzeitig. Im Zug-System sind sie nicht gleichzeitig. Blitze, die im Zug-System gleichzeitig sind, sind es im Bahnsteig-System nicht. Damit hängt die Gleichzeitigkeit der Ereignisse ("Blitze") vom Bezugssystem ab und ist damit relativ.

Ach ja, hoppla, da habe ich nicht genau genug hingeschaut. Dann ist es schlicht und ergreifend wahr. Daraus folgt, dass die Frage der Gleichzeitigkeit tatsächlich relativ ist: Der Bahnhofsvorsteher hält das Aussenden der Lichtblitze für gleichzeitig, weil beide Lichtblitze gleichzeitig bei ihm ankommen. Der Zugfahrer sieht die Lichtblitze zu unterschiedlichen Zeiten, also sind sie für ihn auch nicht gleichzeitig ausgesendet worden.

Zitat:

Zitat von JoAx (Beitrag 89446)
Eine "Echtgleichzeitigkeit" kennt die Physik nicht.

Da Einstein die Relativität der Gleichzeitigkeit entdeckt hat, schreib ich halt das "echt" hinzu. Kreide es mir an oder nicht, ich tue es ja nur, um keine Verständigungsprobleme zusätzlich zu erzeugen...

JoAx 28.11.18 10:09

AW: Kobelaufgaben zur SRT
 
Zitat:

Zitat von Zweifels (Beitrag 89450)
Bei der Herleitung der Lorentztransformation gäbe es noch den Fall:
y' = 1/(wurzel(1 + (v²/c²)).

Beweis ins Studio!

Das ist sooo schlimm! :o
Zitat:

Zitat von Zweifels (Beitrag 89450)
Der Bahnhofsvorsteher hält das Aussenden der Lichtblitze für gleichzeitig, weil beide Lichtblitze gleichzeitig bei ihm ankommen. Der Zugfahrer sieht die Lichtblitze zu unterschiedlichen Zeiten, also sind sie für ihn auch nicht gleichzeitig ausgesendet worden.

Das ist, erstaunlicherweise, korrekt.
Zitat:

Zitat von Zweifels (Beitrag 89450)
Da Einstein die Relativität der Gleichzeitigkeit entdeckt hat, schreib ich halt das "echt" hinzu. Kreide es mir an oder nicht, ich tue es ja nur, um keine Verständigungsprobleme zusätzlich zu erzeugen...

Wie? Was? Hier verstehe ich wieder nur Bahnhof.

Zweifels 29.11.18 08:19

AW: Kobelaufgaben zur SRT
 
Zitat:

Zitat von JoAx (Beitrag 89451)
Beweis ins Studio!

Das ist sooo schlimm! :o

Meine Vermutung war halt, dass die Lorentztransformation in Wirklichkeit der Dopplereffekt des Lichts sein konnte, also der Dopplereffekt ohne Medium.
Das macht für mich dahingehend Sinn, dass man ja sagen kann, das die Lichtgeschwindigkeit (+-c) selbst der Äther ist, wenn man es quadriert und dann wieder die Wurzel zieht. Und wenn dann eine Länge gestaucht wird, wird das Photon bläulich, wenn sie gedehnt wird, wird es rötlich, und das genau machen ja die beiden Lorentzfaktoren.
Aber schlimm ist das erstmal nicht, weil ich eine Vermutung nicht von vornherein als wahr ansehe;)

Zitat:

Zitat von JoAx (Beitrag 89451)
Das ist, erstaunlicherweise, korrekt.

So, ist es das?^^

Zitat:

Zitat von JoAx (Beitrag 89451)
Wie? Was? Hier verstehe ich wieder nur Bahnhof.

Das sei dir gegönnt^^

Ich 29.11.18 10:05

AW: Kobelaufgaben zur SRT
 
Zitat:

Zitat von Zweifels (Beitrag 89465)
Meine Vermutung war halt, dass die Lorentztransformation in Wirklichkeit der Dopplereffekt des Lichts sein konnte, also der Dopplereffekt ohne Medium.
Das macht für mich dahingehend Sinn, dass man ja sagen kann, das die Lichtgeschwindigkeit (+-c) selbst der Äther ist, wenn man es quadriert und dann wieder die Wurzel zieht. Und wenn dann eine Länge gestaucht wird, wird das Photon bläulich, wenn sie gedehnt wird, wird es rötlich, und das genau machen ja die beiden Lorentzfaktoren.

Sorry, auch in diesem Unterforum erwarten wir laut Forenregeln ein Mindestmaß an Wissenschaftlichkeit.

Eine Koordinatentransformation kann kein Dopplereffekt sein. Eine Geschwindigkeit kann kein Äther sein, auch nicht wenn man sie quadriert und dann die Wurzel zieht.

Solche "Vermutungen" sind noch nicht einmal falsch, sondern einfach nichts, was in irgendeiner Form Sinn ergeben könnte. Man kann darauf nicht antworten und das nicht in einem wissenschaftlichen Forum diskutieren. Die Frage nach wahr oder falsch stellt sich gar nicht erst.

Ich bitte also dringend darum, bei zukünftigen Vermutungen wenigstens zu versuchen, Fachbegriffe korrekt zu verwenden und mit einer gewissen Logik zu hinterlegen. Oder sie nicht zu benutzen, wenn man nicht weiß, was sie bedeuten. Man kann seine Gedanken vielleicht auch ohne sie formulieren.

Danke,
-Ich-

Zweifels 01.12.18 18:23

AW: Kobelaufgaben zur SRT
 
Zitat:

Zitat von JoAx (Beitrag 89451)
Beweis ins Studio!

Okay, dann versuch ich das mal:

Grundsätzlich muss man meiner Meinung nach in der Lorentztransformation die Geschwindigkeit v eines Systems und die absolute Lichtgeschwindigkeit c unterscheiden. Bei der Geschwindigkeit v handelt es sich um einen Vektor. Bei der Lichtgeschwindigkeit c handelt es sich im Gegensatz dazu nicht wirklich um einen Vektor, da ja c in allen Richtungen konstant ist. Fasst man sie als Vektor auf, hätte das ja zur Folge, dass die Lichtgeschwindigkeit c entweder ein Vektor wäre, der an beiden Enden eine Pfeilspitze hat, oder aber gar keine Pfeilspitze. Deshalb würde ich die Lichtgeschwindigkeit in der Lorentztransformation als Betrag schreiben. Folgendes gilt nun:
Zitat:

1. Potenzgesetz:
Für alle positiven Zahlen a∈R und alle rationalen Exponenten p/q∈Q gilt:

a^(p/q) = [q]-Wurzel(a^p) = ( [q]-Wurzel(a) )^p
Zitat:

2. Betragsdefinition:
Für eine reelle Zahl a ist der Betrag von a

|a|= Wurzel(a²) = a für a>=0
|a|= Wurzel(a²) = -a für a< 0
Da in der Lorentztransformation die Lichtgeschwindigkeit quadriert wird, gilt:
|c| * |c| = Wurzel(c²) * Wurzel(c²) = ( Wurzel(c²) )² = Wurzel(c^4) = |c²|

Die vollständige Lorentztransformation müsste demnach lauten:
y = 1/(wurzel(1 - (v²/ |c²|))

Gilt für v und c, dass sie beide in die positive Richtung (also c>=0) zeigen, ergibt sich die bekannte Lorentztransformation:
y = 1/(wurzel(1 - (v²/ c²))

Ist der Vektor der Lichtgeschwindigkeit c jedoch entgegengesetzt der Geschwindigkeit v (also c<0), ergibt sich die Lorentztransformation:
y' = 1/(wurzel(1 - (v²/ -c²)) = 1/(wurzel(1 + (v²/ c²))

JoAx 02.12.18 08:48

AW: Kobelaufgaben zur SRT
 
Zitat:

Zitat von Zweifels (Beitrag 89538)
Okay, dann versuch ich das mal:

Wird nicht akzeptiert. Du hast behauptet, dass:
Zitat:

Zitat von Zweifels (Beitrag 89450)
Bei der Herleitung der Lorentztransformation gäbe es noch den Fall:
y' = 1/(wurzel(1 + (v²/c²)).

und genau das möchte ich auch sehen - eine Herleitung der Lorentz-Trafos mit dem erwähnten Ergebnis.

Seltsame Manipulationen am "fertigen Produkt" sind uninteressant.

TomS 02.12.18 11:04

AW: Kobelaufgaben zur SRT
 
Zitat:

Zitat von Zweifels (Beitrag 89538)
Okay, dann versuch ich das mal ...

findest du alles hier:

https://de.m.wikipedia.org/wiki/Lorentz-Transformation


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