Quanten.de Diskussionsforum

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-   -   Die korrekte Formulierung und Herleitung der "Konstanz der Lichtgeschwindigkeit" (http://www.quanten.de/forum/showthread.php5?t=3309)

Ich 06.02.18 13:31

AW: Vielleicht zur Positionsklärung geeignet
 
Zitat:

Zitat von Jan R. (Beitrag 86787)
Um diese Diskussion führen zu können, muss ich Euch davon überzeugen, dass Eure "starke" Position nicht die einzig mögliche Interpretation ist - und das es Fragestellungen gibt, in denen sie theoretisch unbefriedigend ist.

Das hätte jetzt eines behutsamen didaktischen Vorgehens bedurft.

Mein allererster Hinweis an dich war, dass der normale Forenbereich nicht dafür gedacht ist, eigene Thesen vorzustellen. Uns mittels eines "behutsamen didaktischen Vorgehens" von einer nicht-Mainstream These überzeugen zu wollen ist genau das, was wir da nicht haben wollen. Du hast dir deine Verwarnung also redlich verdient, das war nicht bloß ein Missgeschick.
Zitat:

Mit diesen beiden Prämissen geht nicht nur der doofe Lorentzsche Äther über Bord, es geht auch die doofe Lorentztransformation über Bord - mit der der alte Knasterbart sich irgendwie rausreden wollte, das Licht sich in einem KS mit c bewegt, aber trotzdem in allen mit c gemessen wird. Totaler Quatsch. Zeitdilatation! Längenkontraktion! Wer glaubt denn sowas! Wenn wir statt dessen annehmen, das Licht sich nicht in einem komischen Äther-KS, sondern in allen KS mit c bewegt, geht dieser ganze Kladderadatsch den Bach runter. Um zwischen KS hin- und herzutransformieren, genügt die Galileo-Transformation. Und Licht macht irgendwie diese Galileo-Transformationen mit. Denn genau das bedeutet es, wenn wir sagen, dass Licht sich in Bezug zu jedem KS mit c bewegt. Licht kann offensichtlich chamäleonartig seine Geschwindigkeit auf diejenige einer beliebigen Messapparatur anpassen. Schick! Wie macht es das?

Ordentlicher formuliert: wenn ich Deine beiden "modernen Prämissen" akzeptiere, sehe ich überhaupt keinen Bedarf und Anlass, die Lorentz-Transformation abzuleiten. Bitte erkläre mir, weshalb und wozu die Deiner Ansicht nach notwendig ist und gebraucht wird.
Ich sehe, dass du überhaupt nicht weißt, wovon du sprichst. Das macht die Sache schwieriger.

Deiner Bitte folgend erkläre ich dir also, was eine Koordinatentransformation ist und warum man nicht mit der Galileotrafo zurechtkommt, sondern die Lorentztrafo braucht.

1. Ein Koordinatensystem K bezeichnet jedes Ereignis mit Koordinatenwerten (t,x,y,z). Die hier verwendeten Inertialsysteme tun das so, dass die Diffenenzen von Koordinatenwerten direkt messbaren physikalischen Abständen entsprechen, dx=x2-x1 z.B. einem räumlichen Abstand und dt=t2-t1 einer Zeitdauer. Wenn diese Koordinaten z.B. Emission und Absorption eines "Lichtteilchens" kennzeichnen, dann ist dx/dt die Lichtgeschwindigkeit in diesem Koordinatensystem.

2. In einem anderen Koordinatensystem K' würden demselben Ereignis die Koordinatenwerte (t',x',y',z') zugewiesen.

3. Diese anderen Koordinatenwerte in K' berechnet man mittels einer Koordinatentransformation aus den Werten in K.

4. y und z vernachlässigend ist die Galileo-Transformation in ein relativ zu K mit v bewegtes Koordinatensystem K' gegeben durch:
t'=t
x'=x-vt

5. Nehmen wir dem Beispiel in Punkt 1 folgend zwei Ereignisse (t1,x1)=(0,0) und (t2,x2)=(1 s, 300.000 km).
Die Lichtgeschwindigkeit in K ist also dx/dt = 300.000 km/s.

6. Transformieren wir mit Galileo in ein Bezugssystem, das mit v=180.000 km/s bewegt ist:
t1'=x1'=0;
t2'=t2= 1 s
x2'= 300.000 km- 180.000 km = 120.000 km
Die Lichtgeschwindigkeit in K' ist also dx'/dt' = 120.000 km/s. Dieser Wert ist verschieden von dem in K ermittelten Wert. Die Galileotrafo erfüllt also nicht die Anforderung, dass die Lichtgeschwindigkeit in allen Koordinatensystemen gleich ist.

7. Gesucht ist also eine andere Transformation, die diese Anforderung erfüllt. Einstein tut dies 1905, indem er diese Anforderung (=Prämisse, nicht Ergebnis!) in Gleichungen ausdrückt. Das zugehörige Zitat kennst du.

8. Heraus kommt als Ergebnis die Lorentztransformation
t' = γ(t-vx/c²)
x' = γ(x-vt)
die liefert:
t2' = 1,25(1 s - 0,6 s) = 0,5 s.
x2' = 1,25(300.000 km - 180.000 km) = 150.000 km
und mithin dx'/dt' = 150.000 km / 0,5 s = 300.000 km/s.
Unter dieser Transformation bleibt die Lichtgeschwindigkeit also in allen Koordinatensystemen gleich.
Da das auch der Erfahrung enstpricht, ist hiermit also gezeigt, dass die Lorentztransformation im Gegensatz zur Galileotransformation richtig ist. Deswegen wird sie gebraucht.

Jan R. 07.02.18 08:33

AW: Die korrekte Formulierung und Herleitung der "Konstanz der Lichtgeschwindigkeit"
 
Hallo allerseits,

vielen Dank für Eure Rückmeldungen! Bin am Ausarbeiten, werde aber nicht fertig. Komm vielleicht später oder heute abend dazu.
Viele Grüße
Jan

Ich 07.02.18 09:43

AW: Die korrekte Formulierung und Herleitung der "Konstanz der Lichtgeschwindigkeit"
 
Ich sag's dir besser gleich: Solange du die Bedeutung von Koordinaten, -systemen und -transformationen noch nicht einmal im Grundsatz verstanden hast, werde ich mich nicht mit weiterer Prosa beschäftigen. Ich erwarte also, dass du dich mit meinem letzten Beitrag auseinandersetzt, bis du alles verstanden hast - oder eben nachfragst. Es handelt sich dabei um absolutes Grundwissen in der SRT, ohne das eine Diskussion einfach keinen Sinn hat.

Jan R. 08.02.18 12:24

Zwei Bezugssysteme für "Konstantes c"
 
Hallo Ich,
das werde ich ausführlich tun. In Deiner Herleitung steckt eine implizite Grundannahme, die Voraussetzung für die (völlig richtige und einleuchtende) Ableitung sind, die Du dann machst. Damit Du diese Grundannahme verstehst, muss ich offensichtlich noch ein bißchen Prosa schreiben. Zu dem Zweck möchte ich erst noch mal auf die Beiträge von JoAx und Hawkwind eingehen. Wenn wir die dabei entstehenden Nachfragen geklärt haben, gucke ich mir sehr gerne Deine Rechnung noch mal ganz im Einzelnen an. Vorher machts keinen Sinn.

Hallo Hawkwind, gute Hinweise. Das ist ganz richtig. Kann gut sein, dass ich später noch mal darauf zurückkomme.

Hallo JoAx, fangen wir mal unten an:
Du hast völlig recht mit Deinem Einstein-Zitat von 1905. Da steht genau das, was Du auch daraus liest. Das steht in einem gewissen Spannungsverhältnis zu den Einstein-Zitaten von 1911-14, die ich angeführt habe. Leider können wir den Meister nicht mehr selber fragen. Meine Interpretation wäre: 1911 ff kann Einstein die Grundlagen seiner SRT präziser fassen und seine Prämisse der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit theoretisch auf Lorentz zurückführen. Aber ohne den "Äther". Im Ergebnis (nach Einführung der Lorentz-Transformationen) kommt er natürlich zu dem Schluss, das jedes KS die Lichtgeschwindigkeit mit c misst und dazu genauso berechtigt ist wie jedes andere. Ich denke mal, bei deinem Zitat 1905 kündigt er das Ergebnis an. Jedenfalls ist 1911 ff später als 1905. Einstein könnte also die Grundlagen seiner Theorie bis dahin etwas modifiziert haben.

Du schreibst:
Zitat:

Zitat:

Zitat von Jan R.
Und Licht macht irgendwie diese Galileo-Transformationen mit. Denn genau das bedeutet es, wenn wir sagen, dass Licht sich in Bezug zu jedem KS mit c bewegt.
Hier will ich ein Beweis sehen. Bereichnungen, die zeigen, dass mit Galilei-Trafos (ohne Lorentz) und ohne Äther das Licht auch von bewegten Quellen mit c abgestrahlt wird.
JoAx, es geht hier um die zwei widersprüchlichen Definitionen der KdL. Einstein (1911 ff) definiert die KdL als "Licht bewegt sich in Bezug zu einem KS mit c". Ihr wart Euch alle einig, dass das heute völlig obsolet ist und Einstein selbst glücklich mit der modernen Fassung wäre, die da (z.B.) lautet: "Licht bewegt sich in Bezug zu jedem KS mit c". Ich hatte darauf hingewiesen, dass dies die korrekte (stark formulierte) Schlussfolgerung aus den physikalischen Gegebenheiten NACH Ableitung der Lorentz-Transformation (LT) ist. Die aber nicht schon in die Prämissen gesteckt werden darf. Das hat Euch bisher nicht gekümmert. Also aufgepasst: Das, was in den Prämissen (Postulaten) steht, gilt bereits VOR Ableitung der LT. Das sind die Annahmen über physikalische Grundtatsachen, die vorausgesetzt werden, um daraus (eventuell) die LT abzuleiten. Die moderne SRT setzt also die folgenden beiden Postulate/Prämissen voraus:

1. Relativitätsprinzip: Da Lichtgeschwindigkeit eine elektrodynamische Grundkonstante darstellt und in allen KS die gleichen Gesetzmäßigkeiten gelten sollen, muss die die Lichtgeschwindigkeit in jedem KS mit c gemessen werden.

2. Konstanz der Lichtgeschwindigkeit: Licht bewegt sich in jedem KS mit c.

Wie gesagt: IHR behauptet, das dies a) genau die beiden Prämissen sind, die man für die Ableitung der LT benötigt. Und b) da die KdL eine Prämisse ist, setzt Ihr die Gültigkeit dieser Behauptung bereits vor Ableitung der LT voraus. Es muss bereits vor Ableitung der LT Gründe geben, diese Behauptung über das tatsächliche Verhalten des Lichts in Bezug zu zueinander bewegten KS aufzustellen.

Ich kenne diese Gründe nicht. Ich glaube ja auch, das diese Prämisse da völliger Quark ist. Weil ich ja glaube, das Einsteins völlig überholte Definition der KdL genau die richtige ist. Die Begründung (vor LT) für diese Prämisse müsstet Ihr kennen. Wenns denn eine gibt.

Das, was ich hier versuche, JoAx, ist, Euch darauf hinzuweisen, was für Folgen Eure KdL hätte, wenn man sie als korrekte Beschreibung für das Verhalten des Lichts in zueinander bewegten KS ernstnimmt. Und, tut mir leid: ich bin es gewohnt, das ich zentrale theoretische Grundannahmen einer Theorie ernst nehmen kann.

:::::::::::::::::::::: Die Drohnen-Analogie:::::::::::::::::::

Um die Unterschiede zwischen KdL (Einstein) und KdL (Modern) zu illustrieren, finde ich persönlich die folgende Analogie hilfreich. Nehmen wir an, wir haben wieder das Bahnsteig-Zug-Gedankenexperiment. 100 m von der Bahnsteigkante und 100 m vom Zugende steht je ein Beobachter. Der Zug fährt mit der Geschwindigkeit v=20 km/h. In dem Moment, wo das Zugende am Bahnsteig-Anfang vorbeifährt, schlägt nicht der Blitz ein. Stattdessen werden an dieser Stelle zwei Drohnen in Gang gesetzt, die a) auf dem Bahnsteig und b) im Zuginneren (der Zug besteht aus einem einzigen Großraumwaggon mit gemügend Luftraum) die Strecke zum jeweiligen Beobachter zurücklegen.

Jetzt gibt es zwei Sorten von Drohnen:

1. Jede-KS-Drohnen: Diese Drohnen können (sagen wir) mittels Bildanalyse den Abstand zum Ziel (Beobachter) berechnen und passen ihre Fluggeschwindigkeit automatisch so an, dass sie den Abstand mit einem V von 100 km/h in Bezug zum Ziel (und damit zum KS der Umgebung) verkürzen. Das heißt, die Drohne (B) fliegt mit V=100 km/h in Bezug zum KS des Bahnsteigs. Die Drohne (Z) fliegt mit V=100 km/h in Bezug zum KS des Zugs. Die Geschwindigkeit der beiden Drohnen ist in Bezug zu den jeweiligen KS identisch (konstant). Die Geschwindigkeit der Drohnen in Bezug zueinander differiert dagegen um den Betrag v: die Drohne im Zug fliegt 20 km/h schneller als die Drohne auf dem Bahnsteig. Ok?

2. Eine-KS-Drohnen: : Diese Sorte Drohnen richtet ihre Geschwindigkeit nach einem extern gegebenen Koordinatensystem aus. Sagen wir GPS. Sie fliegen stets 100 km/h in Bezug zu den GPS-Koordinaten. Dann zeigen sie folgendes Verhalten: Der Bahnhof ruht (wahrscheinlich) in den GPS-Koordinaten. Also nimmt die Drohne (B) in Bezug zum KS Bahnsteig ein V von 100 km/h ein. Die Drohne im Zug nimmt in Bezug auf die Drohne (B) die völlig identische Geschwindigkeit ein (beide orientieren sich an den gleichen GPS-Infos). Die Geschwindigkeit der beiden Drohnen in Bezug zueinander ist 0 km/s. Sie fliegen (auf dem Bahnsteig und im Zug) konstant nebeneinander her. Ihre Geschwindigkeit ist konstant in Bezug zu dem einen, übergeordneten GPS-KS, an dem sie sich orientieren. Da der Zug sich mit 20 km/h im GPS-KS bewegt, nimmt die Drohne (Z) in Bezug zum KS Zug nur 80 km/h ein. Achtung, Ich, aufgepasst: das gilt natürlich genauso für die Drohne (B). Beide Drohnen bewegen sich in Bezug zum KS (B) mit V = 100 km/h und in Bezug zum KS (Z) mit 80 km/s.

Logischerweise gibt es nur diese beiden Möglichkeiten:
  1. Entweder die Drohnen fliegen mit einem V, welches konstant zum lokalen KS ist. Sie machen automatisch die Galileo-Transformation mit. Dann unterscheidet sich ihre Geschwindigkeit in Bezug zueinander um den Betrag v.
  1. Oder sie fliegen mit einem V, bei welchem sie ortsstabil zueinander bleiben. Weil sie sich an einem gemeinsamen KS ausrichten. Dann unterscheidet sich aber ihr V in Bezug zu den beiden KS um den Betrag v.

Soweit klar? So. Einstein legt sich mit seiner KdL fest: Licht verhält sich wie die zweite Sorte Drohnen, wie die 1-KS-Drohnen. Er beruft sich dabei (wie auch Lorentz) auf die Ergebnisse der Fizeau-Versuche, die im Wesentlichen gezeigt haben, dass Lichtstrahlen in zueinander bewegten KS ihre Geschwindigkeit in Bezug zueinander nicht ändern. Eine Gruppe von parallel und gleichgerichtet laufenden Lichtstrahlen bleibt zueinander ortsstabil (ihre Relativgeschwindigkeit in Bezug zueinander ist 0 km/S), völlig unabhängig von der relativen Geschwindigkeit der Lichtquellen und von der relativen Bewegung der KS, die sie durchqueren. Kurz gesagt: Lichtstrahlen machen keine Galileo-Transformation mit. Da gelten soll, dass Licht sich mit c bewegt, schließt Einstein, dass alle beliebigen Lichtstrahlen sich in einem KS mit c bewegen. Daraus folgt automatisch: sie sind zueinander Ortsstabil und unabhängig von Bewegungen der Lichtquellen und der zueinander bewegten KS, durch die sie sich bewegen.

Nun, das haltet Ihr alle für völlig überholt, irrelevant und komplett outdatet. Ihr vertretet die gegenteilige KdL-Prämisse: Licht bwegt sich in Bezug zu jedem KS mit c. Dann muss es sich irgendwie wie die erste Sorte Drohnen verhalten, die „Jede-KS-Drohnen“. Es muss sich scheinbar automatisch dem lokalen KS anpassen, in dem es gemessen wird. Wie das gehen soll, ist erstmal nicht mein Problem, JoAx, sondern Deins. Bzw. Eures. Das schlußfolgere ich aus DEINER Prämisse. Insofern bin ich sehr daran interessiert, wie Du mir das Verhalten des Lichts als „jede-KS-Drohne“ erklärst. Wohlgemerkt: VOR der Lorentztransformation. Als Prämisse.


Vielleicht so weit erst mal. Die Frage an Euch wäre: welche der beiden Drohnen-Modelle haltet Ihr für das, welches das korrekte Postulat der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit abbildet? Und ist meine Schlussfolgerung korrekt, dass aus EURER KdL folgt, dass Licht sich wie die „jede-KS-Drohnen“ verhält? Wohlgemerkt: als Prämisse vor der LT.

Denn wenn das nicht aus Eurer KdL folgen soll, dann sollten wir vielleicht zuerst darüber sprechen, wie die KdL so formuliert werden muss, dass sie das aus Eurer Sicht korrekte Verhalten des Lichts abbilden. Ich bin für die „Originale“ Definition.

Wenn Ihr dagegen sagt: ne, das ist völlig korrekt so. Genau so meinen wir das. Licht verhält sich wie die „Jede-KS-Drohnen“, dann können wir weitermachen. Dann können wir nämlich gucken, ob Ich in seinem Beispiel diese seine Prämisse korrekt angewendet hat.

Schreibt nicht zuviel. Und nicht zuviel neues. Ich werde erst Anfang nächster Woche dazu kommen, zu antworten.
Viele Grüße allerseits
Jan

Ich 08.02.18 13:41

AW: Die korrekte Formulierung und Herleitung der "Konstanz der Lichtgeschwindigkeit"
 
Das hat doch keinen Sinn so. Du hast wirklich überhaupt keine Ahnung, worum es geht. Und du hörst nicht zu. Vor lauter Missionierungseifer laberst und laberst du uns mit irgendeinem Mist voll, anstatt wenigstens zu versuchen. deine eigenen "impliziten Grundannahmen" zu hinterfragen.

Hier:
Zitat:

1. Relativitätsprinzip: Da Lichtgeschwindigkeit eine elektrodynamische Grundkonstante darstellt und in allen KS die gleichen Gesetzmäßigkeiten gelten sollen, muss die die Lichtgeschwindigkeit in jedem KS mit c gemessen werden.

2. Konstanz der Lichtgeschwindigkeit: Licht bewegt sich in jedem KS mit c.

Wie gesagt: IHR behauptet, das dies a) genau die beiden Prämissen sind, die man für die Ableitung der LT benötigt.
Nein. Ich habe dir schon zig mal die beiden Postulate (Relativitätsprinzip und Licht bewgt sich in einem KS mit c) erklärt. Es ist nur jedem auf der Welt - außer dir - klar, dass daraus unmittelbar "Licht bewegt sich in jedem KS mit c." folgt. Das ist eigentlich ein No-Brainer, aber du schaffst es einfach nicht, das zu kapieren.

Du kapierst auch den Rest nicht, den Einstein schreibt. Schau dir mein Beislpiel an. Da gibt es genau ein einziges Lichtsignal. Und dieses eine Lichtlsignal hat Geschwindigkeit c sowohl gegenüber K als auch gegenüber K'! Das musst du verstehen. Deine ganze Logik mit eine-KS-Drohne ist einfach nur Käse. Das ist genau der scheinbare Widerspruch, den Einstein aufgelöst hat.

JoAx 08.02.18 19:32

AW: Zwei Bezugssysteme für "Konstantes c"
 
Also,

1. Wenn ich, oder andere nicht auf jede deiner Behauptungen eingehen, dann heisst es nicht, dass sie korrekt sind. Ich sage das, damit du nicht annimmst, dass man mit deine Ausführungen über die Schriften von A.E. einverstanden ist.

2. Es macht so lange keinen Sinn mit dir darüber:

Zitat:

Zitat von Jan R. (Beitrag 86805)
JoAx, es geht hier um die zwei widersprüchlichen Definitionen der KdL. Einstein (1911 ff) definiert die KdL als "Licht bewegt sich in Bezug zu einem KS mit c".

zu reden, solange du die absoluten Grundlagen nicht verstehst (oder sie bewusst völlig falsch darstellst).
===================================

Zitat:

Zitat von Jan R. (Beitrag 86805)
1. Relativitätsprinzip: Da Lichtgeschwindigkeit eine elektrodynamische Grundkonstante darstellt und in allen KS die gleichen Gesetzmäßigkeiten gelten sollen, muss die die Lichtgeschwindigkeit in jedem KS mit c gemessen werden.

2. Konstanz der Lichtgeschwindigkeit: Licht bewegt sich in jedem KS mit c.

Absolut falsch. Jemand, der sich mit Physik etwas näher ernsthaft beschäftigt, merkt ziemlich schnell, dass das Relativitätsprinzip der SRT exakt das selbe ist, wie bei Newton. Da kommt die Lichtgeschwindigkeit nicht mal ansatzweise vor.

Zitat:

Zitat von Jan R. (Beitrag 86805)
Insofern bin ich sehr daran interessiert, wie Du mir das Verhalten des Lichts als „jede-KS-Drohne“ erklärst. Wohlgemerkt: VOR der Lorentztransformation. Als Prämisse.

Es gibt dafür keine "Erklärung". Genau, wie es keine Erklärung für das Galilei'sche Relativitätsprinzip (das ist das selbe, wie das in der SRT, falls es nicht klar ist) gibt. Beides sind experimentell Ergebnisse. Das ist die ganze, völlig ausreichende und legitime Motivation dafür, sie als Prämissen zu nehmen.

Und ja:

Zitat:

Zitat von Ich (Beitrag 86806)
Deine ganze Logik mit eine-KS-Drohne ist einfach nur Käse.

ganz genau.

soon 09.02.18 11:52

AW: Die korrekte Formulierung und Herleitung der "Konstanz der Lichtgeschwindigkeit"
 
Einstein dachte in Bildern und hatte nach eigenen Angaben wenig Bezug zu Text. Vielleicht haben deshalb manche Leute so grosse Schwierigkeiten mit der SRT.

Beispiel: Lichtuhr

http://www.einstein-online.info/vert...nguage=de.html


http://www.einstein-online.info/imag...htuhr_both.gif

Ich 09.02.18 15:30

AW: Die korrekte Formulierung und Herleitung der "Konstanz der Lichtgeschwindigkeit"
 
Zitat:

Zitat von Jan R. (Beitrag 86551)
Ich habe mich hobbymäßig seit gut 10 Jahren immer mal wieder mit der SRT beschäftigt - unter anderem im alten Einsteinforum unter kundiger Anleitung von "Ich", der in diesem Forum ja Moderator ist.

Das heißt, du bist der Jan aus diesem Thread?

Warum fragst du nicht mehr, sondern belehrst? Du weißt ja auch nicht mehr als von 10 Jahren. Die ganze Diskussion könnte sehr viel entspannter und angenehmer sein, wenn du mal wieder die Möglichkeit in Betracht ziehen würdest, dass du dich irrst. Das ist der Unterschied zwischen einer angenehmen, lehhrreichen, spaßigen Diskussion und dieser nervenaufreibenden Nichtdiskussion.

JoAx 09.02.18 16:10

AW: Die korrekte Formulierung und Herleitung der "Konstanz der Lichtgeschwindigkeit"
 
In diesem Zusammenhang ist dieser Beitrag:

http://www.relativ-kritisch.net/foru...?p=26915#26915

sehr zu Herzen zu nehmen. :)

Jan R. 13.02.18 09:19

AW: Die korrekte Formulierung und Herleitung der "Konstanz der Lichtgeschwindigkeit"
 
Hallo Ich,

genau, ich bin der Jan aus dem Einstein-Forum. Leider muss ich Deine Einschätzung bisher teilen: es war wesentlich angenehmer, mich von Dir auf Fehler, grundsätzliche Zusammenhänge, Berechnungen etc. hinweisen zu lassen. Die ich damals als Neuling natürlich falsch gemacht habe und - ganz klar - ganz viel von Dir gelernt habe. Trotzdem waren wir immer unterschiedlicher Auffassung. Mir kam die Annahme, das Licht sich in jedem KS mit c bewegt, schon immer fishy vor. Deswegen fand ich Lorentz einleuchtender - bis ich jetzt feststellen konnte, das Einstein genau den gleichen Ansatz verfolgt, der heute nur durchgehend falsch dargestellt wird. Ich weiß heute tatsächlich mehr als früher - und zum guten Teil, weil ich Einstein selbst gelesen habe. Ich habe versucht, Euch die zentralen Begründungen von Einstein für die KdL darzustellen. Da wird von Dir aber überhaupt nicht drauf eingegangen. Das ist alles historisches Geschreibsel und und nur geeignet, kleine Lichter wie mich zu verwirren. Ich würde mir wünschen, dass Du mal was in der Art sagst wie "Na schön, Jan, Du hast also Einstein im Original gelesen. Das ist löblich. Und Du hast neue Erkenntnisse gewonnen - glaubst Du. Dann schildere Du doch mal, wie Du glaubst, dass die Lorentz-Transformation mit den beiden Prämissen abzuleiten ist. Dann können wir hinterher gucken, ob sich da eine Abweichung zur modernen Formulierung ergibt oder nicht." Das würde diese Diskussion glaube ich wesentlich produktiver und entspannter machen.


Hallo JoAx, Du schreibst:

Zitat:

Zitat:

Zitat von Jan R.
1. Relativitätsprinzip: Da Lichtgeschwindigkeit eine elektrodynamische Grundkonstante darstellt und in allen KS die gleichen Gesetzmäßigkeiten gelten sollen, muss die die Lichtgeschwindigkeit in jedem KS mit c gemessen werden.

2. Konstanz der Lichtgeschwindigkeit: Licht bewegt sich in jedem KS mit c.
Absolut falsch. Jemand, der sich mit Physik etwas näher ernsthaft beschäftigt, merkt ziemlich schnell, dass das Relativitätsprinzip der SRT exakt das selbe ist, wie bei Newton. Da kommt die Lichtgeschwindigkeit nicht mal ansatzweise vor.
Ach, JoAx. Bei Newton kam die Lichtgeschwindigkeit nicht mal ansatzweise vor, weil es zu Newtons Zeiten noch keine Elektrodynamik gab. Aus dem Relativitätsprinzip folgt, aus genau den Gründen, die ich da hingeschrieben habe, dass die Lichtgeschwindigkeit in jedem lokalen Koordinatensystem mit c gemessen wird. Dafür steht das Relativitätsprinzip da rum! Gut, vielleicht glaubst Du ja wenigstens Einstein selbst:

Zitat:

Einstein, 1907, S. 440:
„S und S' seien gleichwertige Bezugssysteme, d. h. diese Systeme mögen gleichlange Einheitsmaßstäbe und gleichlaufende Uhren besitzen, falls diese Gegenstande im Zustande relativer Ruhe miteinander ver- glichen werden. Es ist dann einleuchtend, daß jedes Naturgesetz, das in bezug auf S gilt, in genau gleicher Form auch in bezug auf S' gilt, falls S und S' relativ zueinander ruhen. Das Relativitäts- prinzip verlangt jene vollkommene Übereinstimmung auch fur den Fall, daß S' relativ zu S in gleichförmiger Translationsbewegung begriffen ist. Im speziellen muß sich also für die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum in bezug auf beide Bezugssysteme dieselbe Zahl ergeben“.
http://einsteinpapers.press.princeton.edu/vol2-doc/476

So. Jetzt zurück zu Deiner Herleitung der Lorentz-Transformation, Ich. Gegeben sind zwei zueinander bewegte KS, in denen die Lichtgeschwindigkeit gemessen werden soll. Die physikalische Situation soll aufgrund der beiden gegebenen Postulate interpretiert werden, und als Ergebnis soll zwingend die Lorentz-Transformation abgeleitet werden. Das ist der Zweck der Übung.

Als erster Schritt postulieren wir mit dem Relativitätsprinzip (s.o.), dass jedenfalls in beiden KS die Lichtgeschwindigkeit mit c gemessen wird. Dafür brauchen wir nicht die "Konstanz der Lichtgeschwindigkeit", das sagt uns das Relativitätsprinzip.

Als zweiten Schritt müssen wir eine bewußte, theoretisch fundierte Entscheidung zwischen zwei Möglichkeiten treffen. Dieses Problem taucht bei Dir überhaupt nicht auf, Ich. Es gibt für den Umstand, dass Licht in beiden Ks mit c gemessen wird, eine galileo-konforme und eine nicht-galileo-konforme Erklärungsmöglichkeit, in Abhängigkeit davon, was wir über das tatsächliche Verhalten der Lichstrahlen in Bezug zu den KS und in Bezug zueinander annehmen.

Die galileo-konforme Erklärung lautet: die gemessenen Lichtstrahlen in den beiden KS bewegen sich in Bezug zum jeweiligen lokalen KS mit c. Die Geschwindigkeit der beiden Lichtstrahl-Entitäten in Bezug zueinander unterscheidet sich mit mit dem Betrag v. Die Lichtstrahlen verhalten sich wie "Jede-KS-Drohnen".

Und dann sind wir auch schon fertig. Der Umstand, dass die LG in jedem der beiden lokalen KS mit c gemessen wird, liegt daran, dass sie sich in jedem der beiden lokalen KS mit c bewegen. Zu dem Zeitpunkt t1 Deiner Rechnung, an dem der eine Teil der Lichtstrahlen im ungestrichenen KS die 300.000 km zurückgelegt hat, hat der andere Teil die 300.000 km im KS' zurückgelegt. Die beiden Lichtstrahl-Teile treffen also zur exakt gleichen Zeit bei ihren Beobachtern ein. t1=t1'. Damit können wir übrigens prüfen, ob sich die beiden Lichtstrahlen den KS-Relativgeschwindigkeiten angepasst haben oder nicht.

Solche Erklärungsansätze waren zu Einsteins Zeiten noch absolut im Rennen. Michelson (von Michelson & Morley) hatte bei seinem Experiment erwartet, dass ein Null-Ergebnis rauskommt. Er war Anhänger der "mitgeführten Äther-Theorie" und erklärte das Null-Ergebnis damit, dass sowohl im Frühjahr als auch im Herbst sich das gemessene Licht im ruhenden Äther rund um seine Messapparatur lokal mit c bewegte. Das bedeutet im Umkehrschluss, dass das Licht im Frühjahr und im Herbst in Bezug zueinander unterschiedliche Geschwindigkeiten einnahm - weil der jeweils lokal mitgeführte Äther im Frühjahr und im Herbst in Bezug zueinander bewegt war.

Eine zweite Alternativ-Theorie nahm an, dass Licht eine Art Partikelstrahlung ist, die stets mit 300.000 km/s von der Lichtquelle ausgestoßen wird. Nach dieser Theorie wäre in jedem von beliebig zueinander bewegten KS zu erwarten, dass die LG mit c gemessen wird, solange die Lichtquelle und die Messtrecke zueinander in Ruhe sind. Was sowohl bei den Fizeau- als auch bei den Michelson-Morley-Experimenten der Fall war.

Genau wegen dieser alternativen Deutungsmöglichkeit des Umstands, dass Licht in allen damaligen Experimenten mit c gemessen worden war, schreibt Einstein auch 1911:

Zitat:

Es ist allgemein bekannt, daß auf das Relativitätsprinzip allein eine Theorie der Transformationsgesetze von Raum und Zeit nicht gegründet werden kann.
http://einsteinpapers.press.princeton.edu/vol4-doc/205
Dafür muss man diese alternativen Erklärungen explizit ausschließen. Deswegen führt Einstein als zweite notwendige Prämisse zur Ableitung seine Definition der Konstanz der LG ein.

Zitat:

Wir können daher im Einklang mit der H. A. Lorentz'schen Theorie den folgenden Grundsatz aufstellen, den wir "Prinzip von der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit" nennen: "Es gibt ein Koordinatensystem, inbezug auf welches sich jeder Vakuum- Lichtstrahl mit der Geschwindigkeit c fortpflanzt." Dieser Satz enthält eine weitgehende Behauptung. Es wird durch ihn behauptet, dass die Fortpflanzungsgeschwindigkeit des Lichtes weder von dem Bewegungszustande der Lichtquelle noch vom Bewegungszustande der den Fortpflanzungsraum umgebenden Körper abhänge. Die Frage, inwieweit dieser Satz als gesichert gelten kann, ist von fundamentaler Bedeutung für die Relativitätstheorie. (1914)
http://einsteinpapers.press.princeton.edu/vol4-doc/51
Einstein schließt mit dieser Definition also die alternativen, galileo-konformen Erklärungsansätze aus. Und jetzt sind wir in der Lage, unter Rückgriff auf diese Definition die Rechnung zu machen, die Du einfach als implizit gegeben voraussetzt:

Wenn Licht sich in einem KS mit c bewegt, dann folgt daraus, dass es sich in allen anderen NICHT mit c bewegt. Wenn wir annehmen, dass Licht sich im ungestrichenen KS mit c bewegt, sind wir genau und nur deswegen befugt, anzunehmen, dass es sich im KS' nicht mit c bewegt. Sondern mit c-v. Genau, wie Du es berechnest:

Zitat:

x2'= 300.000 km- 180.000 km = 120.000 km
Die Lichtgeschwindigkeit in K' ist also dx'/dt' = 120.000 km/s.
Ja. Das folgt aber nicht "aus der Galileo-Transformation" allein. Das folgt aus der Galileo-Transformation, wenn Du vorher definierst, dass Licht sich in K mit c und in K' nicht ebenfalls mit c bewegt. Sondern mit c-v. Dafür brauchst Du Einsteins Original-KdL.

Der dritte Schritt der Herleitung der Lorentz-Transformation ist dann, festzustellen, dass es einen Widerspruch zwischen dem Relativitätsprinzip, der KdL und der Galileo-Transformation gibt. Das Relativitätsprinzip sagt voraus, dass Licht so gemessen wird, als ob es automatisch in Bezug zu jedem lokalen KS die Galileo-Transformation ausführen würde. Die KdL sagt dagegen, dass es sich nur in einem KS mit c bewegt und in allen anderen NICHT. Wenn die beiden Postulate richtig sind, muss irgendwas anderes korrigiert werden. Und das ist die Galileo-Transformation.

Der vierte Schritt der Herleitung ist, die aus der KdL gewonnene Geschwindigkeitsdifferenz c-v bzw. c+v in KS' durch die notwendigen Ableitungen zu führen, bis sie sich am Ende im Lorentzfaktor Gamma wiederfindet. In dem Term (v/c) hoch 2.


So würde ich die korrekte Herleitung der LT unter Heranziehung der beiden Postulate beschreiben. Ist das schlüssig oder siehst Du da Korrekturbedarf?

Viele Grüße allerseits
Jan

Ich 13.02.18 10:32

AW: Die korrekte Formulierung und Herleitung der "Konstanz der Lichtgeschwindigkeit"
 
Zitat:

Zitat von Jan R. (Beitrag 86868)
So würde ich die korrekte Herleitung der LT unter Heranziehung der beiden Postulate beschreiben. Ist das schlüssig oder siehst Du da Korrekturbedarf?

Du hast mehrere massive Fehler in deiner Argumentation. Auf die ich auch schon hingewiesen habe.
Der Unterschied zu früheren, angenehmeren Diskussionen ist m. E. nicht nur, dass ich älter, weniger humorvoll und ingsesamt ekelhafter bin. Er ist auch, dass du nicht mehr zuhörst und stattdessen deine Meinung wieder und wieder zu erklären versuchst, statt sie anhand der hier gebotenen Argumente anzuzweifeln. Ich kann das belegen, gehen wir also mal durch.

Zitat:

Ich habe versucht, Euch die zentralen Begründungen von Einstein für die KdL darzustellen. Da wird von Dir aber überhaupt nicht drauf eingegangen. Das ist alles historisches Geschreibsel und und nur geeignet, kleine Lichter wie mich zu verwirren.
Ich bin darauf eingegangen. Was Einstein schreibt ist ziemlich eindeutig: Aus den beiden Postulaten folgt, dass das Licht sich auch in K' mit c bewegt - welche Trafo kann das erfüllen?
Zitat:

Ich würde mir wünschen, dass Du mal was in der Art sagst wie "Na schön, Jan, Du hast also Einstein im Original gelesen. Das ist löblich. Und Du hast neue Erkenntnisse gewonnen - glaubst Du. Dann schildere Du doch mal, wie Du glaubst, dass die Lorentz-Transformation mit den beiden Prämissen abzuleiten ist.
Ja, es ist löblich. Und ich nehme an, was folgt ist diese Schilderung.
Zitat:

So. Jetzt zurück zu Deiner Herleitung der Lorentz-Transformation, Ich.
Du liest nicht, was ich schreibe. Ich habe gar nichts hergeleitet. Ich habe dir nur vorgerechnet, was Koordinatensysteme, Transformationen und dieselbe Lichtgeschwindigkeit in verschiedenen Bezugssystemen bedeuten. Weil du, soweit ich sehe, nicht bei einer Herleitung scheiterst, sondern schon vorher am Verständnis dieser Dinge.
Zitat:

Als erster Schritt postulieren wir mit dem Relativitätsprinzip (s.o.), dass jedenfalls in beiden KS die Lichtgeschwindigkeit mit c gemessen wird. Dafür brauchen wir nicht die "Konstanz der Lichtgeschwindigkeit", das sagt uns das Relativitätsprinzip.
Nein, das sagt uns das Relativitätzprinzip nicht. Mit dem Relativitätsprinzip wären auch ballistische Theorien, wie du sie später anführst, kompatibel.
Zitat:

Als zweiten Schritt müssen wir eine bewußte, theoretisch fundierte Entscheidung zwischen zwei Möglichkeiten treffen. Dieses Problem taucht bei Dir überhaupt nicht auf, Ich. Es gibt für den Umstand, dass Licht in beiden Ks mit c gemessen wird, eine galileo-konforme und eine nicht-galileo-konforme Erklärungsmöglichkeit, in Abhängigkeit davon, was wir über das tatsächliche Verhalten der Lichstrahlen in Bezug zu den KS und in Bezug zueinander annehmen.
Das taucht bei mir sehr wohl auf: Ich habe dir gezeigt, dass es keine zwei solchen Möglichkeiten gibt...
Zitat:

Die galileo-konforme Erklärung lautet: die gemessenen Lichtstrahlen in den beiden KS bewegen sich in Bezug zum jeweiligen lokalen KS mit c. Die Geschwindigkeit der beiden Lichtstrahl-Entitäten in Bezug zueinander unterscheidet sich mit mit dem Betrag v. Die Lichtstrahlen verhalten sich wie "Jede-KS-Drohnen".
...weil es keine solche "galileo-konforme" Erklärung gibt: In meinem Beispiel gibt es nur eine einzige "Lichtstrahl-Entität". Ihre Geschwindigkeit relativ zu sich selbst kann sich gar nicht um einen Betrag v unterscheiden, das ist Blödsinn. Ich habe mit Fettdruck und allen mir zur Verfügung stehenden Mitteln darauf aufmerksam gemacht, dass dein "Jede-KS-Drohne-Ansatz" überhaupt nicht funktionieren kann, wenn es nur einen einzigen Lichtstrahl gibt. Warum äußerst du dich nicht dazu?
Zitat:

Und dann sind wir auch schon fertig. Der Umstand, dass die LG in jedem der beiden lokalen KS mit c gemessen wird, liegt daran, dass sie sich in jedem der beiden lokalen KS mit c bewegen. Zu dem Zeitpunkt t1 Deiner Rechnung, an dem der eine Teil der Lichtstrahlen im ungestrichenen KS die 300.000 km zurückgelegt hat, hat der andere Teil die 300.000 km im KS' zurückgelegt. Die beiden Lichtstrahl-Teile treffen also zur exakt gleichen Zeit bei ihren Beobachtern ein. t1=t1'. Damit können wir übrigens prüfen, ob sich die beiden Lichtstrahlen den KS-Relativgeschwindigkeiten angepasst haben oder nicht.
Das kommt überhaupt nicht in meiner Rechnung vor.
Zitat:

Genau wegen dieser alternativen Deutungsmöglichkeit des Umstands, dass Licht in allen damaligen Experimenten mit c gemessen worden war, schreibt Einstein auch 1911:
Es gibt keine alternative Deutungsmöglichkeit. Ballistische Theorien sind durch das zweite Postulat ausgeschlossen, und Lichtstrahlen, die sich relativ zu sich selbst mit verschiedenen Geschwindigkeiten bewegen, sind Blödsinn.
Zitat:

Einstein schließt mit dieser Definition also die alternativen, galileo-konformen Erklärungsansätze aus. Und jetzt sind wir in der Lage, unter Rückgriff auf diese Definition die Rechnung zu machen, die Du einfach als implizit gegeben voraussetzt:
Er schließt ballistische Theorien aus, sonst nichts. Und ich setze keine Rechnung als implizit gegeben voraus, sondern die Tatsache, dass Licht sich in allen KS mit c bewegt. Weil das direkt folgt, und auch das habe ich x Mal klargemacht, ohne dass du darauf eingegangen wärst.
Zitat:

Wenn Licht sich in einem KS mit c bewegt, dann folgt daraus, dass es sich in allen anderen NICHT mit c bewegt.
Nein, das folgt natürlich nicht. Wie kommst du überhaupt darauf? Das würde nur folgen, wenn die Galileotrafos gälten.
Zitat:

Wenn wir annehmen, dass Licht sich im ungestrichenen KS mit c bewegt, sind wir genau und nur deswegen befugt, anzunehmen, dass es sich im KS' nicht mit c bewegt. Sondern mit c-v. Genau, wie Du es berechnest:
Wir sind nicht befugt das anzunehmen, wir sind vielmehr, Einsteins klar geschriebenen Worten folgend, aufgefordert, anzunehmen, dass sich Licht in K' auch mit c bewegt. Und was ich berechnet habe zeigt explizit, dass das unter Galileotrafos nicht der Fall ist. Wobei das sowieso offensichtlich ist.
Zitat:

Ja. Das folgt aber nicht "aus der Galileo-Transformation" allein.
Doch das folgt aus der Galileotrafo allein, und ich habe das ausführlich aufgeschrieben, damit du die Möglichkeit hast, das nachzuvollziehen. Wenn zwei Ereignisse in K gegeben sind, dann folgen ihre Koordinaten (und damit die Geschwindigkeit) im anderen KS natürlich aus der Trafo allein. Dafür ist die da.
Zitat:

Der dritte Schritt der Herleitung der Lorentz-Transformation ist dann, festzustellen, dass es einen Widerspruch zwischen dem Relativitätsprinzip, der KdL und der Galileo-Transformation gibt.
Schmarrn, das ist von vornherein offensichtlich. Deswegen schreibt Einstein ja gleich am Anfang von einem "scheinbaren Widerspruch". Der nur scheinbar ist, weil man die Gültigkeit der Galileotrafo nicht voraussetzen darf, so wie du es offensichtlich tust.
Zitat:

Das Relativitätsprinzip sagt voraus, dass Licht so gemessen wird, als ob es automatisch in Bezug zu jedem lokalen KS die Galileo-Transformation ausführen würde.
Nein, es sagt, dass kein IS vor einem anderen ausgezeichnet ist, was physikalische Gesetze angeht. Es hat nichts mit der Galileitrafo zu tun.
Zitat:

Die KdL sagt dagegen, dass es sich nur in einem KS mit c bewegt und in allen anderen NICHT.
Nein, das sagt sie nicht. Sie sagt, dass Licht sich in einem Bezugssystem mit c bewegt.
Und das Relativitätsprinzip sagt: Wenn das in einem so ist, dann muss es in allen so sein, sonst wäre das eine vor allen anderen ausgezeichnet.
Zitat:

Wenn die beiden Postulate richtig sind, muss irgendwas anderes korrigiert werden. Und das ist die Galileo-Transformation.
Obwohl du beide Postulate falsch wiedergegeben hast, stimmt diese Schlussfolgerung. Nur eben, wie gesagt: Das ist von vornherein klar.
Zitat:

Der vierte Schritt der Herleitung ist, die aus der KdL gewonnene Geschwindigkeitsdifferenz c-v bzw. c+v in KS' durch die notwendigen Ableitungen zu führen, bis sie sich am Ende im Lorentzfaktor Gamma wiederfindet. In dem Term (v/c) hoch 2.
Nein, eine solche Geschwindigkeitsdifferenz in K' kommt im ganzen Papier nicht vor. Erinnerst du dich nicht mehr, du hattest das falsch gelesen? Darauf habe ich dich schon ganz am Anfang des Threads hingewiesen.
Was Einstein schreibt und auch macht: Er führt die Tatsache, dass die LG auch in K' gleich c ist, "durch die notwendigen Ableitungen" und kommt so auf die Lorentztrafos.


So, jetzt bin ich auf alles ein zweites und drittes Mal eingegangen. Du hast jetzt wieder die Möglichkeit, alles zu ignorieren, nur auf ein paar unbedeutende Randpunkte einzugehen und ansonsten ungeändert zu wiederholen, was du schon immer sagst. Obwohl es, wie gezeigt, an allen Ecken und Enden falsch ist. Und dann sind meine Nerven am Ende, und du musst für den Rest deines Lebens Crank sein.

Oder du liest diesmal genau, was ich schreibe, und versuchst, jeden Punkt zu verstehen. Es mögen Fehler drin sein, aber du kannst nicht so tun, als seien diese vielen Kritikpunkte irrelevant. Es reicht auch nicht, einen davon händewedelnd auszuräumen, du musst jeden einzelnen verstanden haben und mit vernünftiger Argumentation und ggf. Mathemaik ausräumen können. Wenn dir das bei nur einem nicht (für dich selbst) zufriedenstellend gelingt, dann musst du neu nachdenken. Hoffentlich klappt das.

soon 13.02.18 11:46

AW: Die korrekte Formulierung und Herleitung der "Konstanz der Lichtgeschwindigkeit"
 
Jan R. hat in seinem Profil ganz offen angegeben: 'Beruf: Psychologe'

Das Experiment, das hier läuft, lautet ungefähr so: "Wie lange kann ich konkreten Fragen mit unkonkreten Antworten ausweichen?"

Das ist einerseits ganz lustig anzuschauen, andererseits aber inakzeptabel, da wir Ich's Ressourcen an anderer Stelle brauchen.

Bernhard 13.02.18 12:04

AW: Die korrekte Formulierung und Herleitung der "Konstanz der Lichtgeschwindigkeit"
 
Zitat:

Zitat von Jan R. (Beitrag 86868)
Das Relativitätsprinzip sagt voraus, dass Licht so gemessen wird, als ob es automatisch in Bezug zu jedem lokalen KS die Galileo-Transformation ausführen würde. Die KdL sagt dagegen, dass es sich nur in einem KS mit c bewegt und in allen anderen NICHT.

Sollte da keine Einsicht eintreten, sollten wir für Jan R. ausreichend Bedenkzeit verordnen.

JoAx 13.02.18 21:42

AW: Die korrekte Formulierung und Herleitung der "Konstanz der Lichtgeschwindigkeit"
 
Mama mia, Jan!

Zitat:

Zitat von Jan R. (Beitrag 86868)
Bei Newton kam die Lichtgeschwindigkeit nicht mal ansatzweise vor, weil es zu Newtons Zeiten noch keine Elektrodynamik gab.

Ganz genau. Und trotzdem hat er (der Schlingel) das Relativitätsprinzip munter genutzt. Nur - es reicht nicht um eine Theorie aufzustellen. Weder die Newton'sche noch die SRT. Genau das meint A.E. hier:

Zitat:

Zitat von A.E.
Es ist allgemein bekannt, daß auf das Relativitätsprinzip allein eine Theorie der Transformationsgesetze von Raum und Zeit nicht gegründet werden kann.

Newton postuliert nun den Raum für sich und Zeit für sich (= Galilei-Raumzeit), nicht kopflos freilich, um mit diesen beiden Eckpfeilern die Galileitransformationen herzuleiten. Die Naturgesetze der klassischen, nichtrelativistischen Mechanik haben in allen IS-en die selbe Form dank des Umstandes, dass sie invariant gegenüber Galileitransformationen sind. Die Elektrodynamik erwies sich allerdings als nicht Galilei-invariant. Deswegen ist man überhaupt auf die Suche nach dem Lichtäther gegangen.

A.E. verzichtet auf die vordefinierte Raumzeit, damit selbstverständlich auch auf die Galileitransformationen, und verlangt nun von der zu entwickelnden Theorie, dass diese außer dem Relativitätsprinzip speziell den Gesetzen der Elektrodynamik genügt. Hier:

Zitat:

Zitat von A.E.
S und S' seien gleichwertige Bezugssysteme, d. h. diese Systeme mögen gleichlange Einheitsmaßstäbe und gleichlaufende Uhren besitzen, falls diese Gegenstande im Zustande relativer Ruhe miteinander ver- glichen werden. Es ist dann einleuchtend, daß jedes Naturgesetz, das in bezug auf S gilt, in genau gleicher Form auch in bezug auf S' gilt, falls S und S' relativ zueinander ruhen. Das Relativitäts- prinzip verlangt jene vollkommene Übereinstimmung auch fur den Fall, daß S' relativ zu S in gleichförmiger Translationsbewegung begriffen ist. Im speziellen muß sich also für die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum in bezug auf beide Bezugssysteme dieselbe Zahl ergeben.

Grün - Relativitätsprinzip.
Rot - Invarianz der Lichtgeschwindigkeit.

Es sind zwei separate Bedingungen hier anwesend, nicht bloß eine.

Solange dir das nicht klar ist, macht es überhaupt keinen Sinn weiter zu reden.

Jan R. 16.02.18 00:04

Wasserstandsmeldung
 
Hallo allerseits,
ich tüftele an einer konstruktiven und nach vorn gerichteten Antwort. Ich komme aber erst im Laufe des Wochenendes dazu, diese zu formulieren.

Viele Grüße
Jan

Slash 18.02.18 10:03

AW: Wasserstandsmeldung
 
Zitat:

Zitat von Jan R. (Beitrag 86904)
ich tüftele an einer konstruktiven und nach vorn gerichteten Antwort.

Inwiefern nach vorn gerichtet?

Jan R. 18.02.18 16:54

AW: Die korrekte Formulierung und Herleitung der "Konstanz der Lichtgeschwindigkeit"
 
Hallo allerseits,

Zwei kurze Vorbemerkungen:

1. Hallo Soon, ich bin zwar tatsächlich Psychologe, aber ich kann Dir versichern, dass ich hier keine Psycho-Spiele spiele. Ich versuche, eine interessante und herausfordernde Kommunikation mit "Ich" fortzusetzen, die vor 10 Jahren begonnen hat.

2. Hallo JoAx, Du schreibst:
Zitat:

Zitat:

Zitat von A.E.
S und S' seien gleichwertige Bezugssysteme, d. h. diese Systeme mögen gleichlange Einheitsmaßstäbe und gleichlaufende Uhren besitzen, falls diese Gegenstande im Zustande relativer Ruhe miteinander ver- glichen werden. Es ist dann einleuchtend, daß jedes Naturgesetz, das in bezug auf S gilt, in genau gleicher Form auch in bezug auf S' gilt, falls S und S' relativ zueinander ruhen. Das Relativitätsprinzip verlangt jene vollkommene Übereinstimmung auch fur den Fall, daß S' relativ zu S in gleichförmiger Translationsbewegung begriffen ist. Im speziellen muss sich also für die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum in bezug auf beide Bezugssysteme dieselbe Zahl ergeben.
Grün - Relativitätsprinzip.
Rot - Invarianz der Lichtgeschwindigkeit.

Es sind zwei separate Bedingungen hier anwesend, nicht bloß eine.
Leider kann ich Dein Argument nicht nachvollziehen. Wo erkennst Du in dieser Aussage die Begründung für eine zweite separate Bedingung? Da steht klipp und klar: Aus dem Einsteinschen Relativitätsprinzip folgert Einstein unmittelbar diejenige Aussage, die Du bislang unter der Bezeichnung "KdL" für eine zweite separate Bedingung gehalten hast. Punkt.
Die Frage, die ich an Dich (wie auch an "Ich") hätte: welchen Sinn soll es haben, ein zweites Postulat aufzustellen, in dem noch mal explizit drinsteht, was sich aus dem ersten unmittelbar ergibt? Welchen Mehrwert soll das haben? Die SRT ist stets stolz darauf, dass sie besonders sparsame Grundannahmen macht, nämlich nur zwei. Wenn diese beiden praktisch identisch sind, dann könnte sie doch eine der beiden bedenkenlos einsparen. Also, das verstehe ich nicht.

3. Hallo Ich,
erst mal vielen Dank für Deine ausführliche Kommentierung meines letzten Beitrags. Und Du beklagst zu Recht, dass der zum Teil auf Dein Beispiel gar nicht zutrifft, weil es da nur einen Lichtstrahl gibt. Das stimmt. Ich habe beim erneuten Lesen meines Beitrags gemerkt, dass ich in ein allgemeines Beispiel abgerutscht bin, in dem es separate Lichtstrahlen in jedem KS gibt. Sorry.

Jetzt aber wirklich zu Deinem Beispiel. Ich hatte mir schon viele Gedanken darüber gemacht. Wobei mein Verständnis war, dass Du hier mit der Beschränkung auf einen Lichtstrahl in Bezug zu zwei KS eine eigenständige Variante zur Herleitung der SRT vertrittst. Heute morgen habe ich noch mal Einstein 1917 gelesen und konnte feststellen, dass er in seiner "gemeinverständlichen" Darstellung bereits genau dieses Beispiel verwendet.
Im Wesentlichen steht das in § 7 ("Die scheinbare Unvereinbarkeit des Ausbreitungsgesetzes des Lichtes mit dem Relativitätsprinzip."):

http://einsteinpapers.press.princeton.edu/vol6-doc/463 ff.

Also spare ich mir meine eigenen Überlegungen. Wir können anhand dieses Textes von Einstein direkt vergleichen, ob Du die beiden Postulate der "Konstanz der Lichtgeschwindigkeit" und des "Relativitätsprinzips" so verwendest wie Einstein selbst - oder nicht.

::::::::::::::::::::::::::: Postulate bei Ich ::::::::::::::::::::::::::::::::

Wenn wir uns Dein Beispiel angucken, können wir feststellen, dass Du nur Bezug auf das Postulat der "Konstanz der Lichtgeschwindigkeit" (in Deiner Formulierung) nimmst:

Zitat:

Zitat von Ich (Beitrag 86791)
Galileotrafo erfüllt also nicht die Anforderung, dass die Lichtgeschwindigkeit in allen Koordinatensystemen gleich ist.

Das Relativitätsprinzip kommt in Deiner Ableitung nicht vor. Dafür machst Du aber einige "selbstverständliche" Annahmen über die Ausbreitung des einen Lichtstrahls. Das sind Deine impliziten Zusatzannahmen:

Zitat:

Zitat von Ich (Beitrag 86558)
Wir stellen uns einen Zug vor, dessen Enden zu einem bestimmten Zeitpunkt mit den Enden des Bahnsteigs zusammenfallen. Zu genau diesem Zeitpunkt schlagen die besagten Blitze ein.
Etwas später treffen die Signale gleichzeitig in der Bahnsteigmitte ein. Der Punkt ist, dass sich dort zu diesem Zeitpunkt nicht mehr die Mitte des Zuges befindet, weil der ein Stück weitergefahren ist.(...) Isso. Das ist noch keine Relativitätstheorie, sondern einfach eine Tatsache.

Zitat:

Zitat von Ich (Beitrag 86869)
...weil es keine solche "galileo-konforme" Erklärung gibt: In meinem Beispiel gibt es nur eine einzige "Lichtstrahl-Entität". Ihre Geschwindigkeit relativ zu sich selbst kann sich gar nicht um einen Betrag v unterscheiden, das ist Blödsinn.

Da hast Du recht. Ein Lichtstrahl ist ein physikalisches Objekt mit endlicher Geschwindigkeit. Wobei Geschwindigkeit immer etwas ist, was relativ zu einem Bezugssystem zu messen ist. Es ist schwer vorstellbar, dass sich ein Lichtstrahl in zwei Teile aufteilt und mit den beiden Teilen jeweils die Geschwindigkeit derjenigen Mess-Apparatur einnimmt, von der die entsprechenden Photonen gemessen werden.

Soweit Deine theoretischen Annahmen zur Herleitung der LT.

:::::::::::::::::::::: Einsteins Verwendung der Postulate :::::::::::::::::

Jetzt also zum Vergleich Einstein, 1917, S. 11 ff. Sein Szenario ist das gleiche wie bei Dir.
http://einsteinpapers.press.princeton.edu/vol6-doc/464
Was sind Einsteins theoretische Überlegungen? Er erläutert die Schwierigkeiten, die das
Zitat:

einfache Gesetz von der konstanten Lichtgeschwindigkeit c (im Vakuum)
bereitet. Die Schwierigkeit kommt daher:

Zitat:

Natürlich müssen wir den Vorgang der Lichtausbreitung wie jeden anderen auf einen starren Bezugskörper (Koordinatensystem) beziehen. Als solchen wählen wir wieder unseren Bahndamm.
Einstein nimmt also als gesetzt an, dass Licht sich im KS Bahnsteig mit c bewegt. Dann führt er den mit v bewegten Zug ein und fragt:

Zitat:

Wir fragen nach der Fortpflanzungsgeschwindigkeit des Licht- strahles relativ zum Wagen.
Mit Rückgriff auf eine vorher erläuterte Galileo-Berechnung schließt Einstein:

Zitat:

w ist die gesuchte Geschwindigkeit des Lichtes gegen den Wagen, für welche also gilt:
w = c - v.
Die Fortpflanzungsgeschwindigkeit des Lichtstrahles relativ zum Wagen ergibt sich also als kleiner als c.
:::::::::::::::::::::::::::::::: Zwischenstand :::::::::::::::::::::::::::
So, soweit erst mal. Jetzt zum Vergleich von dem, was Einstein bis hierher schreibt, zu Deiner Darstellung. Ich deute es so:
Deine impliziten Annahmen über das Verhalten eines einzelnen Lichtstrahls in Bezug zu zwei zueinander bewegten KS ("Zug bewegt sich eben weiter - isso. Licht kann ja schlecht zwei Geschwindigkeiten annehmen!") werden von Einstein explizit als Teil seiner Theorie formuliert. Und zwar unter dem Begriff "Konstanz der Lichtgeschwindigkeit". Es ist diese KdL, die Einstein erlaubt, Annahmen darüber zu machen, welche Geschwindigkeit das Licht im bewegten KS einnimmt. So, wie ich es geschrieben hatte:

Zitat:

"Wenn Licht sich in einem KS mit c bewegt, dann folgt daraus, dass es sich in allen anderen NICHT mit c bewegt."
Dem hattest Du widersprochen und etwas weiter unten behauptet:
Zitat:

Nein, eine solche Geschwindigkeitsdifferenz in K' kommt im ganzen Papier nicht vor. Erinnerst du dich nicht mehr, du hattest das falsch gelesen?
Nun, das obige Zitat scheint mir aber zu belegen, dass ich RICHTIG gelesen habe. Oder, wie siehst Du das?

Jetzt zu der Frage, mit was dieser Befund (im einen KS c, im anderen c-v) laut Einstein in Widerspruch steht:

:::::::::::::::::::::::: Einsteins Postulate - Fortsetzung ::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::
Zitat:

Dies Ergebnis verstößt aber gegen das im § 5 dargelegte Relativitätsprinzip.Das Gesetz der Lichtausbreitung im Vakuum müßte nämlich nach dem Relativitätsprinzip wie jedes andere allgemeine Naturgesetz für den Eisenbahnwagen als Bezugskörper gleich lauten wie für das Geleise als Bezugskörper. Das erscheint aber nach unserer Betrachtung unmöglich. Wenn sich jeder Lichtstrahl in bezug auf den Damm mit der Geschwindigkeit c fortpflanzt, so scheint eben deshalb das Licht- ausbreitungsgesetz in bezug auf den Wagen ein anderes sein zu müssen - im Widerspruch mit dem Relativitätsprinzip.

::::::::::::::::::::: Schlussfolgerungen :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::

Im Vergleich mit Deiner Herleitung zeigt sich, dass Einstein hier das Relativitätsprinzip in Stellung bringt, während Du auf die "moderne Fassung der KdL" zurückgreifst. Das steht aber im Widerspruch zu dem, was Einstein hier schreibt. Die genauen Ausführungen könnt ihr ja alle selber weiterlesen. Im Wesentlichen sagt Einstein hier:

1. Konstanz der Lichtgeschwindigkeit: Wenn Licht sich in Bezug zu einem KS mit c bewegt, dann bewegt es sich in einem zweiten, mit v bewegten KS mit c-v.

2. Relativitätsprinzip: Licht muss aber in beiden KS den selben Wert haben.


Beide Aussagen sind laut Einstein unzweifelhaft richtig. Also muss irgendeine dritte entsprechend modifiziert werden. Das ist die Galileo-Transformation. FÜr diese Modifikation müssen KdL und Relativitätsprinzip kombiniert werden. Und wenn wir dann die Lorentz-Transformation haben, DANN bewegt sich das Licht in jedem KS mit c. Das ist die letztliche Schlussfolgerung. Aber nicht die Prämisse vor der Lorentz-Transformation.

Gut, soweit erst mal. Ich hoffe, ich habe meine Position unter direkten Bezug auf Einstein klarer gemacht. Und wenn ich mich geirrt habe, besteht ja die Möglichkeit, es anhand des Einstein-Textes aufzuzeigen.

Herzliche Grüße allerseits
Jan

Ich 18.02.18 20:05

AW: Die korrekte Formulierung und Herleitung der "Konstanz der Lichtgeschwindigkeit"
 
Zuerst mal: Ich schreibe mir hier die Finger wund, um sicherzugehen, dass du die Fehler in deiner Argumentation nicht mehr verdrängen kannst, und um eindeutig nachzuweisen, dass Einstein das Gegenteil von dem behauptet, was du ihm in den Mund legst. In deiner Antwort ignoriierst du das alles (wenn ich richtig gezählt habe, zum fünften Mal!) und schwenkst auf etwas ganz anderes um. Das ist eine typische Cranktaktik. Dieser Thread wäre hiermit einfach beendet und dein Account temporär gesperrt.
Es ist alleine der Umstand, dass ich dich von früher kenne, der mich annehmen lässt, dass du weder nur trollen willst noch komplett zum Crank geworden bist. Ich habe die Hoffnung, dass du dich nur in etwas verrannt hast und du wegen einiger Schwächen im Leseverständnis da nicht mehr alleine rausfindest.
Ich gehe also noch einmal auf dich ein, in Kauf nehmend, dass man mich für einen naiven Trottel hält. Mir ist nicht ganz wohl dabei, weil ich damit auch die Forenregeln ziemlich dehne.
Zitat:

Zitat von Jan R. (Beitrag 86932)
Und wenn ich mich geirrt habe, besteht ja die Möglichkeit, es anhand des Einstein-Textes aufzuzeigen.

Du solltest den Text einfach lesen, und nicht aus dem Kontext zitieren.
Wir haben in §6: "Das Additionstheorem der Geschwindigkeiten gemäß der klassischen Mechanik." - nämlich W=v+w, das Gesetz, das er dann in §7 verwendet und das du von dort zitierst. Hier steht aber auch sofort: "Später werden wir sehen, daß diese Überlegung, welche das Additionstheorem der Geschwindigkeiten gemäß der klassischen Mechanik ausdrückt, nicht aufrecht erhalten werden kann, daß also das soeben hingeschriebene Gesetz in Wahrheit nicht zutrifft. Einstweilen aber werden wir auf dessen Richtigkeit bauen." Mir ist nicht klar, wie man das überlesen oder nicht verstehen kann, aber ich will dir mal zugestehen, dass dir das passiert ist.
Wir haben in §7 "Die scheinbare Unvereinbarkeit des Ausbreitungsgesetzes des Lichtes mit dem Relativitätsprinzip.", aus dem du zitierst, auch einen Kontext zu deinem Zitat:
"Statt dessen Geschwindigkeit W gegen den Bahndamm tritt hier die Lichtgeschwindigkeit gegen diesen; w ist die gesuchte Geschwindigkeit des Lichtes gegen den Wagen, für welche also gilt: w = c - v. Die Fortpflanzungsgeschwindigkeit des Lichtstrahles relativ zum Wagen ergibt sich also als kleiner als c. Dies Ergebnis verstößt aber gegen das im § 5 dargelegte Relativitätsprinzip."
Auch hier gilt wieder, dass mir vollkommen schleierhaft ist, wie man das ohne bösen Willen so missverstehen kann. Einstein breitet hier einfach lang und breit das aus, was ich die ganze Zeit sage: Die Galileotrafo lässt die Lichtgeschwindigkeit in verschiedenen Bezugssystemen nicht unverändert und ist deswegen falsch. Der Widerspruch zwischen Relativitätsprinzip und Konstanz der LG nur ein scheinbarer, der sich auflöst, wenn man statt der Galileotrafo die richtige Trafo herleitet und verwendet.
Zitat:

Es ist diese KdL, die Einstein erlaubt, Annahmen darüber zu machen, welche Geschwindigkeit das Licht im bewegten KS einnimmt. So, wie ich es geschrieben hatte:

Zitat:

Zitat von Jan R.
"Wenn Licht sich in einem KS mit c bewegt, dann folgt daraus, dass es sich in allen anderen NICHT mit c bewegt."

Dem hattest Du widersprochen und etwas weiter unten behauptet:
Zitat:
Zitat:

Zitat von Ich
Nein, eine solche Geschwindigkeitsdifferenz in K' kommt im ganzen Papier nicht vor. Erinnerst du dich nicht mehr, du hattest das falsch gelesen?

Nun, das obige Zitat scheint mir aber zu belegen, dass ich RICHTIG gelesen habe. Oder, wie siehst Du das?
Erstens: Du verstehst jetzt hoffentlich, dass Einstein hier keine "Annahmen über die Geschwindigkeit des Lichts im bewegten KS" macht, sondern nur zeigt dass die Galileotrafo zu einem falschen Resultat führt, nämlich eben der Veränderlichkeit der LG.
Zweitens: Nein, du hast nicht richtig gelesen. Zum einen, weil ich von 1905er Papier sprach, in dem er diesen (für Fachleute absolut offensichtlichen) Widerspruch nicht so ausführlich darlegt. Zum zweiten, weil auch in dieser anderen Quelle, auf die du jetzt geschwenkt bist, ganz eindeutig steht, dass eine solche Annahme über die LG im bewegten System definitiv und offensichtlich falsch ist und verworfen werden muss.
Zitat:

1. Konstanz der Lichtgeschwindigkeit: Wenn Licht sich in Bezug zu einem KS mit c bewegt, dann bewegt es sich in einem zweiten, mit v bewegten KS mit c-v.

2. Relativitätsprinzip: Licht muss aber in beiden KS den selben Wert haben.

Beide Aussagen sind laut Einstein unzweifelhaft richtig.
So, jetzt gibt es wirklich keine Ausrede mehr für dich. Wenn du das immer noch nicht verstanden haben willst, dann muss das Böswilligkeit sein oder Neuverdrahtung im Crankmodus. Ich hoffe wider allen Augenschein sehr, dass das nicht der Fall ist.

JoAx 18.02.18 20:47

AW: Die korrekte Formulierung und Herleitung der "Konstanz der Lichtgeschwindigkeit"
 
Zitat:

Zitat von Jan R. (Beitrag 86932)
Leider kann ich Dein Argument nicht nachvollziehen. Wo erkennst Du in dieser Aussage die Begründung für eine zweite separate Bedingung?

Ich warte jetzt ab, wie du auf Ich's Erläuterungen reagierst. Sollte sich ein positiver Trend abzeichnen und dich "meine Begründung" tatsächlich interessieren, kannst du das gerne noch mal fragen.

Ansonsten bin ich eher verwirrt, dass jemand, für den die deutsche Sprache (offenbar) Muttersprache ist, da meine Hilfe braucht. Ich könnte das glatt für ein Kompliment halten, wenn nicht der Verdacht da wäre, dass trollige Böswilligkeit dahinter stehen würde.

Lubbert 19.02.18 00:43

AW: Die korrekte Formulierung und Herleitung der "Konstanz der Lichtgeschwindigkeit"
 
Ich kann Jans Argumentation an der Stelle verstehen: Das vorangestellte "Im Speziellen" in dem von Dir rot gefärbten Satz sagt doch gerade, dass es sich nicht um etwas Neues/Zusätzliches handelt, sondern um einen Spezialfall des zuvor ausgesprochenen (von Dir grün gefärbten) Prinzips.

Trotzdem benötigt man natürlich eine weitere Zutat neben dem Relativitätsprinzip. Denn in der Mechanik (auf die sich das Galileische Relativitätsprinzip bezieht) gab es vorher kein Naturgesetz, das eine Geschwindigkeit von was auch immer festgelegt hätte. Man kann es auch so ausdrücken, dass Einstein das Galileische Relativitätsprinzip von der Mechanik auf Mechanik+Elektrodynamik ausgedehnt hat.

Just my 2 ¢...

LB

JoAx 19.02.18 08:05

AW: Die korrekte Formulierung und Herleitung der "Konstanz der Lichtgeschwindigkeit"
 
Hi, Lubbert,

deinen zweiten Absatz finde ich super! Jetzt versuche in dem "roten" Satz genau die gesuchte Einschränkung / "Zutat" / Spezifizierung zu erkennen. :)

Ich 19.02.18 08:14

AW: Die korrekte Formulierung und Herleitung der "Konstanz der Lichtgeschwindigkeit"
 
Zitat:

Zitat von Lubbert (Beitrag 86936)
Trotzdem benötigt man natürlich eine weitere Zutat neben dem Relativitätsprinzip. Denn in der Mechanik (auf die sich das Galileische Relativitätsprinzip bezieht) gab es vorher kein Naturgesetz, das eine Geschwindigkeit von was auch immer festgelegt hätte. Man kann es auch so ausdrücken, dass Einstein das Galileische Relativitätsprinzip von der Mechanik auf Mechanik+Elektrodynamik ausgedehnt hat.

Ja, das ist auch tatsächlich der Hintergrund der ganzen Sache. Es ist allerdings erkenntnistheoretisch und auch praktisch ziemlich unbefriedigend, mit einem Postulat "das Relativitätsprinzip gilt auch für die Maxwellsche Elektrodynamik" zu starten.
Das einfachste und am leichtesten nachprüfbare Postulat ist wohl, dass die Lichtgeschwindigkeit immer denselben Wert hat, unabhängig von der Bewegung der Quelle. Wobei es hier nicht auf das Licht an sich ankommt, sondern darauf, dass es genau eine invariante Geschwindigkeit gibt. Der Rest ergibt sich dann automatisch.
Es ist klar, dass dieses Postulat nicht im Relativitätsprinzip enthalten ist.

Lubbert 19.02.18 09:04

AW: Die korrekte Formulierung und Herleitung der "Konstanz der Lichtgeschwindigkeit"
 
Zitat:

Zitat von JoAx (Beitrag 86937)
Jetzt versuche in dem "roten" Satz genau die gesuchte Einschränkung / "Zutat" / Spezifizierung zu erkennen. :)

Das habe ich. Das Einsteinsche Relativitätsprinzip (grün) sagt, dass alle Naturgesetze invariant gegenüber Inertialsystemwechsel sein müssen (und enthält damit bereits eine Zutat zum Galileischen Relativitätsprinzip, das dies nur für die Gesetze der Mechanik fordert). Dies impliziert ohne weitere Zutat, dass das auch für den Spezialfall Naturgesetz=LG (rot) gelten muss.

NB: Spezifizierung ≠ Zutat

LB

JoAx 19.02.18 11:22

AW: Die korrekte Formulierung und Herleitung der "Konstanz der Lichtgeschwindigkeit"
 
Zitat:

Zitat von Lubbert (Beitrag 86941)
Das habe ich. Das Einsteinsche Relativitätsprinzip (grün) sagt, dass alle Naturgesetze invariant gegenüber Inertialsystemwechsel sein müssen (und enthält damit bereits eine Zutat zum Galileischen Relativitätsprinzip, das dies nur für die Gesetze der Mechanik fordert). Dies impliziert ohne weitere Zutat, dass das auch für den Spezialfall Naturgesetz=LG (rot) gelten muss.

Ach so! Nein. Das "Grüne" impliziert nichts der gleichen. Das "Einstein'sche Relativitätsprinzip" ist exakt das selbe, wie bei Newton. Die dort erwähnten Naturgesetze sind ganz abstrakt gemeint und sind überheupt nicht näher spezifiziert. Irgendwas halt, was wir später "Naturgesetz" nennen wollen.

Was macht an dieser Stelle Newton? Er definiert Raum + Zeit und leitet die Galileitrafos ab. Dann und erst dann werden die mechanischen Gesetze formuliert/aufgestelt, welche automatisch galilei-invariant werden. Man könnte sagen - Newton kennt noch keine Naturgesetze, die er als zusätzliche Spezifizierung nutzen könnte, wenn er das Relativitätsprinzip einführt.

Die Elektrodynamik hat sich ausserhalb der Mechanik, ohne Rücksicht auf das Relativitätsprinzip, entwickelt. Und so liefert diese ("linear"-) unabhängige Bedigungen mit ihren Gesetzmäsigkeiten. (Wenn man es so ausdrücken möchte.) Genau so setzt A.E. die LG auch ein, und was u.a. heraus kommt, sind andere mechanische Naturgesetze, als bei Newton.

Lubbert 19.02.18 12:46

AW: Die korrekte Formulierung und Herleitung der "Konstanz der Lichtgeschwindigkeit"
 
Zitat:

Zitat von JoAx (Beitrag 86944)
Ach so! Nein. Das "Grüne" impliziert nichts der gleichen.

Aber gewiss doch! Zitat: "Es ist dann einleuchtend, daß jedes Naturgesetz, das in bezug auf S gilt, in genau gleicher Form auch in bezug auf S' gilt, falls S und S' relativ zueinander ruhen. Das Relativitäts- prinzip verlangt jene vollkommene Übereinstimmung auch fur den Fall, daß S' relativ zu S in gleichförmiger Translationsbewegung begriffen ist."

Das heißt doch klipp und klar, dass jedes Naturgesetz invariant unter Inertialsystemwechsel ist. Das streitest Du ab?


Zitat:

Zitat von JoAx (Beitrag 86944)
Das "Einstein'sche Relativitätsprinzip" ist exakt das selbe, wie bei Newton.

Einspruch! Siehe den zweiten Absatz in meinem vorherigen Posting, den Du vermeintlich super fandest.


Zitat:

Zitat von JoAx (Beitrag 86944)
Die dort erwähnten Naturgesetze sind ganz abstrakt gemeint und sind überheupt nicht näher spezifiziert. Irgendwas halt, was wir später "Naturgesetz" nennen wollen.

Auf welcher Quelle fußt diese Behauptung? Die Naturgesetze, um die es geht, liegen doch auf der Hand: In der Mechanik sind es die Newtonschen Axiome plus sämtliche Kraftgesetze (wie z.B. das Gravitationsgesetz). In der Elektrodynamik sind es die Maxwell-Gleichungen plus Lorentz-Kraft. Die kamen aber nun mal sehr viel später, als das Galileische Relativitätsprinzip schon lange in trockenen Tüchern war.

Und Einstein hat das Relativiätsprinzip auf alle damals bekannten Naturgesetze ausgedehnt (die aus Mechanik und Eletrodynamik eben). Gut möglich, dass er hinreichend fest davon überzeugt war, dass er es auch für zukünftig noch zu entdeckende Naturgesetze für gültig hielt.


Zitat:

Zitat von JoAx (Beitrag 86944)
Was macht an dieser Stelle Newton? Er definiert Raum + Zeit und leitet die Galileitrafos ab. Dann und erst dann werden die mechanischen Gesetze formuliert/aufgestelt, welche automatisch galilei-invariant werden. Man könnte sagen - Newton kennt noch keine Naturgesetze, die er als zusätzliche Spezifizierung nutzen könnte, wenn er das Relativitätsprinzip einführt.

Was ändert das an der Feststellung, dass die Galilei-Invarianz nur für die Naturgesetze der Mechanik gilt (bzw. für gültig gehalten wurde), im Gegensatz zu Einsteins Relativitätsprinzip, das die der Elektrodynamik mit einschließt?

LB

Lubbert 19.02.18 13:51

AW: Die korrekte Formulierung und Herleitung der "Konstanz der Lichtgeschwindigkeit"
 
Zitat:

Zitat von Lubbert (Beitrag 86950)
Das heißt doch klipp und klar, dass jedes Naturgesetz invariant unter Inertialsystemwechsel ist. Das streitest Du ab?

Das streitest Du wahrscheinlich nicht ab. Aber Du stimmst nicht zu, dass "alle Naturgesetze" das "Naturgesetz Lichtgeschwindigkeit" einschließt, richtig? Weil es Letzteres für Dich gar nicht gibt?

LB

JoAx 19.02.18 14:16

AW: Die korrekte Formulierung und Herleitung der "Konstanz der Lichtgeschwindigkeit"
 
Zitat:

Zitat von Lubbert (Beitrag 86950)
Das heißt doch klipp und klar, dass jedes Naturgesetz invariant unter Inertialsystemwechsel ist. Das streitest Du ab?

Ich streite ab, dass zu diesem Zeitpunkt der Aufstellung einer Theorie die "Naturgesetze" näher spezifiziert sind. Es ist angedacht, dass so etwas geben wird, später, aber noch gibt es sie nicht. Speziell - es gibt noch keine mechanischen Naturgesetze, auf die man Bezug nehmen könnte.

Zitat:

Zitat von Lubbert (Beitrag 86950)
Einspruch! Siehe meinen zweiten Absatz in meinem vorherigen Posting, den Du vermeintlich super fandest.

Den finde ich an sich nach wie vor gut. Nur legst du in die Worte wohl etwas anderes rein, als ich daraus lese.

Zitat:

Zitat von Lubbert (Beitrag 86950)
Die Naturgesetze, um die es geht, liegen doch auf der Hand: In der Mechanik sind es die Newtonschen Axiome plus sämtliche Kraftgesetze (wie z.B. das Gravitationsgesetz).

Nö, nö, nö. Postulate sind Postulate und Gesetze sind Gesetze. Speziell hängt die Form der (Kraft-) Gesetze von den gewählten Postulaten ab.

Zitat:

Zitat von Lubbert (Beitrag 86950)
In der Elektrodynamik sind es die Maxwell-Gleichungen. Die kamen aber nun mal sehr viel später, als das Galileische Relativitätsprinzip schon lange in trockenen Tüchern war.

Und Einstein hat das Relativiätsprinzip auf alle damals bekannten Naturgesetze ausgedehnt (die aus Mechanik und Eletrodynamik eben).

Bloss, die Gesetze der Newtonschen Mechanik und die der Elektrodynamik sind intrinsisch nicht kompatibel. Die kann man nicht vereinigen. A.E. hat die Newtonsche Mechanik ad acta gelegt und eine neue - relativistische Mechanik - formuliert. Von Grund auf. Überlebt haben nur das Relativitätsprinzip und die grundsätzlichen mathematischen Instrumente - Differenzial-, Integralrechnung u.ä..

Zitat:

Zitat von Lubbert (Beitrag 86950)
Was ändert das an der Feststellung, dass die Galilei-Invarianz nur für die Naturgesetze der Mechanik gilt (bzw. für gültig gehalten wurde), im Gegensatz zu Einsteins Relativitätsprinzip, das die der Elektrodynamik mit einschließt?

Das Galilei'sche Relativitätsprinzip und Galilei-Invarianz sind schlicht unterschiedliche Dinge, die man nicht in einen Topf werfen darf.

Lubbert 19.02.18 15:35

AW: Die korrekte Formulierung und Herleitung der "Konstanz der Lichtgeschwindigkeit"
 
Zitat:

Zitat von JoAx (Beitrag 86955)
Ich streite ab, dass zu diesem Zeitpunkt der Aufstellung einer Theorie die "Naturgesetze" näher spezifiziert sind. Es ist angedacht, dass so etwas geben wird, später, aber noch gibt es sie nicht.

Du behauptest also, dass A.E. keine konkreten Naturgesetze im Sinn hatte, als er das Paper schrieb? Hast Du irgendwelche Quellen, die das nahelegen?


Zitat:

Zitat von JoAx (Beitrag 86955)
Speziell - es gibt noch keine mechanischen Naturgesetze, auf die man Bezug nehmen könnte.

Dreh-/Impulserhaltung? Energierhaltung?

Aber die sind hier gar nicht relevant, sondern vielmehr: Elektromagnetische Wellen breiten sich mit Geschwindigkeit c aus (unabhängig vom Emitter). Das folgte vor und nach Einstein aus den Maxwell-Gleichungen. Das ist kein Naturgesetz?


[2. Absatz]
Zitat:

Zitat von JoAx (Beitrag 86955)
Den finde ich an sich nach wie vor gut. Nur legst du in die Worte wohl etwas anderes rein, als ich daraus lese.

So scheint es. Es war mir nicht klar, wie viel Interpretationsspielraum der lässt.


Zitat:

Zitat von JoAx (Beitrag 86955)
Bloss, die Gesetze der Newtonschen Mechanik und die der Elektrodynamik sind intrinsisch nicht kompatibel. Die kann man nicht vereinigen.

Das habe ich auch nicht behauptet. Trotzdem hat das Relativitätsprinzip vor Einstein die Elektrodynamik nicht enthalten, zumindest darüber sind wir uns doch einig, oder? Insofern hat Einstein das Relativitätsprinzip erweitert, wenn auch nicht unbedingt durch Änderung seiner Formulierung (zu Newtons Zeiten hätte man ja auch von der Invarianz aller Naturgesetze sprechen können, da die Maxwellgleichungen noch nicht bekannt waren), sondern durch Einführung einer anderen Raumzeit. Das ist für mich ein Argument, Galileisches Relativitätsprinzip und Einsteinsches Relativitätsprinzip nicht gleich zu setzen.

Zitat:

Zitat von JoAx (Beitrag 86955)
A.E. hat die Newtonsche Mechanik ad acta gelegt und eine neue - relativistische Mechanik - formuliert. Von Grund auf. Überlebt haben nur das Relativitätsprinzip

Auch das wurde "verbessert".

Zitat:

Zitat von JoAx (Beitrag 86955)
und die grundsätzlichen mathematischen Instrumente - Differenzial-, Integralrechnung u.ä..

+ Dreh-/Impulserhaltung + Energierhaltung


Zitat:

Zitat von JoAx (Beitrag 86955)
Das Galilei'sche Relativitätsprinzip und Galilei-Invarianz sind schlicht unterschiedliche Dinge, die man nicht in einen Topf werfen darf.

Echt? Die Galilei-Invarianz ist nicht lediglich die mathematische Manifestation des Galileischen Relativitätsprinzips? Bitte kläre mich auf.

LB

Eyk van Bommel 19.02.18 16:13

AW: Die korrekte Formulierung und Herleitung der "Konstanz der Lichtgeschwindigkeit"
 
Zitat:

Zitat von Jan R. (Beitrag 86932)
Es ist schwer vorstellbar, dass sich ein Lichtstrahl in zwei Teile aufteilt und mit den beiden Teilen jeweils die Geschwindigkeit derjenigen Mess-Apparatur einnimmt, von der die entsprechenden Photonen gemessen werden.

Naja – nach Feynman eher nicht sooo schwer anzunhemen, da es nicht einen Lichtstrahl gibt.

Aber da ich keine Ahnung habe (ich aber genau das Annehme) – bin ich schon wieder ruhig.

Hawkwind 19.02.18 16:33

AW: Die korrekte Formulierung und Herleitung der "Konstanz der Lichtgeschwindigkeit"
 
Zitat:

Zitat von Jan R. (Beitrag 86932)
Es ist schwer vorstellbar, dass sich ein Lichtstrahl in zwei Teile aufteilt und mit den beiden Teilen jeweils die Geschwindigkeit derjenigen Mess-Apparatur einnimmt, von der die entsprechenden Photonen gemessen werden.

Verstehe ich recht?
Bei einer Messung ändert das Licht seine Geschwindigkeit und nimmt die Geschwindigkeit der Messapparatur an?
Und ich hatte tatsächlich gehofft, Karneval sei schon vorbei. :)

JoAx 19.02.18 16:45

AW: Die korrekte Formulierung und Herleitung der "Konstanz der Lichtgeschwindigkeit"
 
Zitat:

Zitat von Lubbert (Beitrag 86958)
Das behauptest also, dass A.E. keine konkreten Naturgesetze im Sinn hatte, als er das Paper schrieb?

Langsam. Etwas "im Sinn haben" und sich beim Aufbau einer Theorie direkt oder indirekt auf etwas zu stützen sind zwei paar Schuhe.

Zitat:

Zitat von Lubbert (Beitrag 86958)
Dreh-/Impulserhaltung? Energierhaltung?

Sind direkte Folgen der Raumzeitsymmetrien. Kommen zur gegebenen Zeit, aber nicht bereits beim Relativitätsprinzip.

Zitat:

Zitat von Lubbert (Beitrag 86958)
Elektromagnetische Wellen breiten sich mit Geschwindigkeit c aus (unabhängig vom Emitter). Das folgte vor und nach Einstein aus den Maxwell-Gleichungen. Das ist kein Naturgesetz?

Doch, aber das kommt erst als zweites Postulat, nach dem Relativitätsprinzip.

Zitat:

Zitat von Lubbert (Beitrag 86958)
Trotzdem hat das Relativitätsprinzip vor Einstein die Elektrodynamik nicht enthalten, zumindest darüber sind wir uns doch einig, oder? Insofern hat Einstein das Relativitätsprinzip erweitert,

Relativitätsprinzip enthält auch bei A.E. nicht die ED.

Zitat:

Zitat von Lubbert (Beitrag 86958)
... sondern durch Einführung einer anderen Raumzeit.

Es gibt halt 2 Raumzeiten, die mit RP kompatibel sind. Das zweite Postulat zeigt auf, welches der beiden man zu nehmen hat. ;)

Zitat:

Zitat von Lubbert (Beitrag 86958)
Auch das wurde "verbessert".

Nein. Es wurde nur etwas moderner ausgedrückt.

Zitat:

Zitat von Lubbert (Beitrag 86958)
Echt? Die Galilei-Invarianz ist nicht lediglich die mathematische Manifestation des Galileischen Relativitätsprinzips? Bitte kläre mich auf.

Nein. Es ist die mathematische Manifestation der Galilei-Raumzeit = euklidischer Raum E³ + absolute, eindimensionale Zeit.

Was denkst du, warum Newton von Raum, Zeit und RP spricht und sich nicht bloss mit RP begnügt, wenn bereits aus dem letzteren alleine sich alles andere ergibt?

=======================================

Zitat:

Zitat von Lubbert (Beitrag 86958)
So scheint es. Es war mir nicht klar, wie viel Interpretationsspielraum der lässt.

Na ja. Für dich ist die SRT im Grunde eine modifizierte Newtonsche Mechanik. Für mich sind es zwei unabhängige Theorien, die man miteinander vergleichen, einander gegenüber stellen kann.

Jan R. 22.02.18 16:22

AW: Die korrekte Formulierung und Herleitung der "Konstanz der Lichtgeschwindigkeit"
 
Hallo allerseits, hallo Ich,

Ok, diesmal habe ich bei meinen letzten Sätzen echt Bockmist gebaut. Dabei hatte ich es bei der Darstellung der einzelnen Schritte noch selbst hingeschrieben:

Zitat:

Mit Rückgriff auf eine vorher erläuterte Galileo-Berechnung schließt Einstein:
Zitat:

Zitat:
w ist die gesuchte Geschwindigkeit des Lichtes gegen den Wagen, für welche also gilt:
w = c - v.
Die Fortpflanzungsgeschwindigkeit des Lichtstrahles relativ zum Wagen ergibt sich also als kleiner als c.

Du hast also völlig recht, Ich, dass die Berechnung der Geschwindigkeitsdifferenz c-v als Anwendung des klassischen Additionstheorems Teil der Galileo-Transformationen ist. Und daher natürlich nicht Teil von Einsteins KdL. Also hält Einstein dieses c-v auch nicht für "richtig". Sondern hat bereits in § 6 angekündigt, dass dieses Theorem demnächst anders aussehen wird. Weiß ich ja eigentlich auch: im relativistischen Additionstheorem ist v +-c immer noch v. Das habe ich auch bei meinen bisherigen Versuchen, Einsteins Herleitung darzustellen, nicht richtig berücksichtigt. Also erst mal Danke für den Hinweis!

Ich würd jetzt gerne noch mehr schreiben, ich hätte gerne schon die letzten Tage was geschrieben... Dummerweise bin ich beruflich und ehrenamtlich gerade voll verklappt, muss gleich von der Arbeit zum nächsten Termin. Ich schreib am Wochenende wieder was. Es wäre wahrscheinlich hilfreich, noch einmal genau zu identifizieren, worüber wir uns uneinig sind. Sehr viel ist das nämlich nicht. Und dann festzustellen, welche Schritte notwendig sind, um diese Frage rational und konkret beantworten zu können. Die meisten davon haben wir bereits gemacht.

Noch eine kurze Bemerkung zu der Relativitätsprinzip-Frage, die auf den letzten Seiten diskutiert worden ist: Im Relativitätsprinzip alleine ist die Aussage, das Licht in jedem KS mit C gemessen wird, nicht enthalten. Sie läßt sich aber unmittelbar deduzieren. Ich finde die folgende logische Ableitung sehr überzeugend:
1. Alle Naturgesetze nehmen in beliebig translatierten KS die selbe Form an.
2. Licht ist eine naturgesetzliche Grundkonstante der Elektrodynamik.
Daraus folgt:
3. Licht muss in jedem KS mit c gemessen werden. Sonst würden die entsprechenden Elektrodynamischen Gesetze, in Abhängigkeit von der Translation ihres KS, mehr oder minder aus dem Ruder laufen.

(das würde übrigens nicht gelten, wenn Licht eine Partikelstrahlung wäre).

Viele Grüße allerseits
Jan

pauli 22.02.18 20:30

AW: Die korrekte Formulierung und Herleitung der "Konstanz der Lichtgeschwindigkeit"
 
Sie lässt sich auf jeden Fall denunzieren

soon 23.02.18 00:31

AW: Die korrekte Formulierung und Herleitung der "Konstanz der Lichtgeschwindigkeit"
 
Zitat:

Zitat von Jan R. (Beitrag 86967)
Es wäre wahrscheinlich hilfreich, noch einmal genau zu identifizieren, worüber wir uns uneinig sind. Sehr viel ist das nämlich nicht. Und dann festzustellen, welche Schritte notwendig sind, um diese Frage rational und konkret beantworten zu können.

Sag doch bitte nochmal ganz kurz, welches Problem - deiner Meinug nach - überhaupt zur Diskussion steht. Nur so, für die, die wie ich den Faden verloren haben.

Slash 23.02.18 08:01

AW: Die korrekte Formulierung und Herleitung der "Konstanz der Lichtgeschwindigkeit"
 
Zitat:

Zitat von soon (Beitrag 86970)
Sag doch bitte nochmal ganz kurz, welches Problem - deiner Meinug nach - überhaupt zur Diskussion steht. Nur so, für die, die wie ich den Faden verloren haben.

Gerne möchte ich ergänzen:

In kurzen, prägnanten Sätzen.

Ich hörte einmal (ob es stimmt weiß ich nicht), dass Schiller einmal einen Brief an seine Schwester schrieb und er begann mit den Worten:

"Liebe Schwester, entschuldige, dass der Brief so lang ist, aber ich hatte so wenig Zeit."

Jan R. 23.02.18 17:54

Das Problem und Vorschlag fürs Vorgehen
 
Hallo Soon, hallo Slash,
ich nehme die Kritik gerne an und gebe mir Mühe.

Die Einsteinsche SRT besteht im Kern aus zwei Postulaten und der Lorentz-Transformation, die sich aus diesen beiden Postulaten herleiten läßt.

Wir sind uns darüber einig geworden, dass Einstein in seinen historischen Schriften von vor 100 Jahren das Postulat "Konstanz der LG" mehrfach als "Licht bewegt sich in Bezug zu einem KS mit c" definiert hat. In der modernen SRT-Darstellung wird dieses Postulat dagegen als "Licht bewegt sich in Bezug zu jedem KS mit c" definiert. Die Frage ist, ob diese Umformulierung die SRT besser macht oder schlechter.

Einigkeit besteht auch darüber, dass die moderne Aussage jedenfalls NACH Herleitung der Lorentz-Transformation richtig ist. Das wird von mir nicht bestritten. Nach meinem Verständnis führt sie aber zu einem gravierenden Problem, wenn man sie als Prämisse VOR Existenz der LT zur Herleitung derselben verwenden soll. Meine Versuche, Euch dieses Problem zu erläutern, waren aber bislang komplette Fehlschläge.

Im Gegensatz zu meiner Einschätzung seit Ihr der Auffassung, dass die SRT durch die neue Formulierung besser wird, und dass diese Definition der KdL als Prämisse notwendig ist, um die SRT herzuleiten.

Das ist der Dissens. Wie kann man den jetzt vernünftig aufklären? Die sicherste Methode scheint mir, dass wir einmal Einverständnis darüber herstellen, wie Einstein selbst in seinen historischen Schriften die beiden historischen Postulate verwendet. Der Text von 1917 ist dafür besonders geeignet, weil er da die einzelnen Schritte sehr genau definiert und vorführt.

Wenn wir Einverständnis über die historische Herleitung hergestellt haben, dann sollte es im Wege des Vergleichs leicht möglich sein, zu gucken, wie sich die Herleitung unter Verwendung der modern formulierten KdL verändert. Ob sie also besser wird oder zu Problemen führt.

Bei meinem letzten Anlauf zur Darstellung der SRT hatte ich mich zum Schluss krass verhauen. Da hatte Ich mich drauf hingewiesen und das hatte ich schon eingeräumt. Insofern wäre die Frage an Euch: Leuchtet Euch dieses Vorgehen ein? Dann würde ich einen erneuten Anlauf nehmen, die historische Herleitung, diesmal aber korrekt, in jedem einzelnen Shritt darzustellen. Es sollte ja möglich sein, darüber Einigkeit zu erzielen. Dann können wir im nächsten Schritt gucken, was sich mit Einführung der modernen KdL ändert. Einverstanden?

Slash 23.02.18 19:45

AW: Das Problem und Vorschlag fürs Vorgehen
 
Hallo Jan,

vielen Dank für deine gute, kurze Zusammenfassung.

Zitat:

Zitat von Jan R. (Beitrag 86972)

Wir sind uns darüber einig geworden, dass Einstein in seinen historischen Schriften von vor 100 Jahren das Postulat "Konstanz der LG" mehrfach als "Licht bewegt sich in Bezug zu einem KS mit c" definiert hat. In der modernen SRT-Darstellung wird dieses Postulat dagegen als "Licht bewegt sich in Bezug zu jedem KS mit c" definiert. Die Frage ist, ob diese Umformulierung die SRT besser macht oder schlechter.

Ein Frage hierzu: Ist das nicht eine mathematische Ausdrucksweise?

Oder doch anders auf den Alltag formuliert:

"Eine Mahlzeit lässt sich durch Salz würzen."

Wie ist der Satz von Einstein genau zu verstehen?

Viele Grüße
Slash

PS:

Noch eine weitere Frage:
Wie schnell bewegt sich das Licht meiner Taschenlampe eigentlich in Bezug zu einem Koordinatensystem, welches sich auf einem Planeten in 100 Mrd. Lichtjahren Entfernung (jenseits des beoachtbaren Universums) befindet?

Gilt hier die Aussage von Einstein auch, in dem Fall, bei der die Expansion des Raumes über große Entfernungen auch berücksichtigt werden muss?
(PS: bin mir hier nicht sicher)

Marco Polo 23.02.18 20:59

AW: Das Problem und Vorschlag fürs Vorgehen
 
Zitat:

Zitat von Slash (Beitrag 86973)

Noch eine weitere Frage:
Wie schnell bewegt sich das Licht meiner Taschenlampe eigentlich in Bezug zu einem Koordinatensystem, welches sich auf einem Planeten in 100 Mrd. Lichtjahren Entfernung (jenseits des beoachtbaren Universums) befindet?

Gilt hier die Aussage von Einstein auch, in dem Fall, bei der die Expansion des Raumes über große Entfernungen auch berücksichtigt werden muss?
(PS: bin mir hier nicht sicher)

Ich habe da auf die Schnelle jetzt keine Formel zu gefunden. Fakt ist aber, dass nur in lokalen IS die LG gleich c ist. Es gibt aber kein IS, in dem wir die Bewegung von sehr weit entfernten Galaxien beschreiben können.

Ich 23.02.18 21:09

AW: Das Problem und Vorschlag fürs Vorgehen
 
Zitat:

Zitat von Jan R. (Beitrag 86972)
Wir sind uns darüber einig geworden, dass Einstein in seinen historischen Schriften von vor 100 Jahren das Postulat "Konstanz der LG" mehrfach als "Licht bewegt sich in Bezug zu einem KS mit c" definiert hat.

Das war nie ein Dissens, also sind wir uns nicht darüber einig geworden.
Zitat:

In der modernen SRT-Darstellung wird dieses Postulat dagegen als "Licht bewegt sich in Bezug zu jedem KS mit c" definiert. Die Frage ist, ob diese Umformulierung die SRT besser macht oder schlechter.
Es hat außer dir nie jemand behauptet, dass das zweite Postulat heutzutage anders als bei Einstein definiert wäre.
Zitat:

Einigkeit besteht auch darüber, dass die moderne Aussage jedenfalls NACH Herleitung der Lorentz-Transformation richtig ist. Das wird von mir nicht bestritten.
Ist doch schon mal was, auch wenn die Erkenntnis 86 Beiträge gebraucht hat.
Zitat:

Nach meinem Verständnis führt sie aber zu einem gravierenden Problem, wenn man sie als Prämisse VOR Existenz der LT zur Herleitung derselben verwenden soll. Meine Versuche, Euch dieses Problem zu erläutern, waren aber bislang komplette Fehlschläge.
Natürlich waren das Fehlschläge, weil das kompletter Blödsinn ist. Wenn man die beiden Einsteinschen Postulate zusammennimmt, dann ist diese angebliche "moderne Formulierung" ein Korrolar, also eine unmittelbar einsichtige gleichwertige Formulierung. Das habe ich schon oft dargelegt. Von dir steht noch immer aus, zu begründen, warum das angeblich nicht so sein soll.
Zitat:

Im Gegensatz zu meiner Einschätzung seit Ihr der Auffassung, dass die SRT durch die neue Formulierung besser wird, und dass diese Definition der KdL als Prämisse notwendig ist, um die SRT herzuleiten.
Dadurch wird nichts besser, weil es gleichwertig ist. Aber ja, wenn man diese Umformulierung nicht vornehmen dürfte, dann könnte man die SRT nicht herleiten.
Zitat:

Das ist der Dissens. Wie kann man den jetzt vernünftig aufklären? Die sicherste Methode scheint mir, dass wir einmal Einverständnis darüber herstellen, wie Einstein selbst in seinen historischen Schriften die beiden historischen Postulate verwendet. Der Text von 1917 ist dafür besonders geeignet, weil er da die einzelnen Schritte sehr genau definiert und vorführt.
Gute Idee. Aber nicht 1917...
Zitat:

Wenn wir Einverständnis über die historische Herleitung hergestellt haben, dann sollte es im Wege des Vergleichs leicht möglich sein, zu gucken, wie sich die Herleitung unter Verwendung der modern formulierten KdL verändert. Ob sie also besser wird oder zu Problemen führt.
...weil die historische Herleitung in 1905 steht. Und in beiden Texten, 1905 und 1917, verändert sich durch die Verwendung der "modern formulierten KdL" überhaupt nichts, weil in beiden Texten genau diese eingeführt wird, deutlich vor der Ableitung der LT:
Zitat:

Zitat von 1905
Mit Hilfe dieses Resultates ist es leicht, die Größen xi, eta, zeta zu ermitteln, indem man durch Gleichungen ausdrückt, daß sich das Licht (wie das Prinzip der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit in Verbindung mit dem Relativitatsprinzip verlangt) auch im bewegten System gemessen mit der Geschwindigkeit V fortpflanzt.

Zitat:

Zitat von 1917
Das Gesetz der Lichtausbreitung im Vakuum müßte nämlich nach den Relativitätsprinzip wie jedes andere allgemeine Naturgesetz für den Eisenbahnwagen als Bezugskörper gleich lauten wie für das Geleise als Bezugskörper.

Beide Zitate drücken ganz klar das aus, was ich immer schon sage: Die Lichtgeschwindigkeit muss auch im bewegten System gleich c sein. Und in beiden Texten kommt diese Aussage, bevor die LT abgeleitet werden.
Vielleicht bist du mittlerweile bereit dafür, das von Einstein Geschriebene auch so zu lesen, wie es da steht.

Hawkwind 23.02.18 21:29

AW: Das Problem und Vorschlag fürs Vorgehen
 
Zitat:

Zitat von Slash (Beitrag 86973)
Wie schnell bewegt sich das Licht meiner Taschenlampe eigentlich in Bezug zu einem Koordinatensystem, welches sich auf einem Planeten in 100 Mrd. Lichtjahren Entfernung (jenseits des beoachtbaren Universums) befindet?

Bist du sicher, dass du weisst, was ein Koordinatensystem ist?
Ein Koordinatensystem befindet sich nicht irgendwo auf einem fernen Planeten.
Ein Koordinatensystem ist vielmehr dazu da, alleRaumpunkte (bzw. Raumzeitpunkte in der SRT) eindeutig durch Zahlentupel spezifizieren zu können, und zwar alle Punkte: ferne wie nahe.

Deine Frage ist wohl eher, welche Geschwindigkeit ein Beobachter auf dem fernen Planeten für das Licht deiner Lampe messen wird. Wenn er soweit entfernt ist, dass es dort nie ankommt, dann wird er ein Problem mit dieser Messung haben.:)

Ich 23.02.18 21:33

AW: Das Problem und Vorschlag fürs Vorgehen
 
Zitat:

Zitat von Slash (Beitrag 86973)
Wie schnell bewegt sich das Licht meiner Taschenlampe eigentlich in Bezug zu einem Koordinatensystem, welches sich auf einem Planeten in 100 Mrd. Lichtjahren Entfernung (jenseits des beoachtbaren Universums) befindet?

Gilt hier die Aussage von Einstein auch, in dem Fall, bei der die Expansion des Raumes über große Entfernungen auch berücksichtigt werden muss?
(PS: bin mir hier nicht sicher)

Die Aussage gilt für Inertialsysteme. Das sind per definitionem solche, in denen weder Raumkrümmung berücksichtigt werden muss, noch solche Koordinatenartefakte wie "Expansion des Raums" zulässig sind.

Da man in jeder Raumzeit überall und jederzeit lokal gültige Inertialsysteme einführen kann, kann man das auch für den Planeten in 100 Mrd. Lichtjahren Entfernung tun. Und auch in diesem ist die Lichtgeschwindigkeit natürlich c.

Ein Koordinatensystem, das sowohl diesen Planeten als auch die Erde erfasst, ist im Allgemeinen - aufgrund der Gravitationswirkung aller möglichen Dinge im Universum - kein Inertialsystem, sondern irgendwas anderes. Und hier kommt das ins Spiel, was der allgemeinen RT den Namen verliehen hat: Man kann allgemeine Koordinatentransformationen durchführen, nicht nur die speziellen zwischen Inertialsystemen. Allerdings gelten dann auch nicht unbedingt die Aussagen, die für Inertialsysteme gelten. Insbesondere kann die Koordinatenlichtgeschwindigkeit irgendwas sein, oder gar nicht definierbar, oder wie auch immer. Allgemeine Freiheit und Beliebigkeit eben.

Aber, natürlich: Wenn man aus den Koordinaten wieder auf irgendwelche möglichen lokalen Messgrößen zurückrechnet, bewegt sich Licht mit c. Immer und überall.

Marco Polo 24.02.18 02:14

AW: Das Problem und Vorschlag fürs Vorgehen
 
Zitat:

Zitat von Hawkwind (Beitrag 86976)
Bist du sicher, dass du weisst, was ein Koordinatensystem ist?
Ein Koordinatensystem befindet sich nicht irgendwo auf einem fernen Planeten.

Zumindest kein globales IS.

Aber man kann schon sagen: Wir haben unser lokales IS hier in unser Galaxie und es gibt sicherlich auch ein lokales IS dort in einer weit weit entfernten Galaxie (Star Wars lässt grüssen :)).

Schwierig (unmöglich) wirds dann natürlich, eine Relativgeschwindigkeit zwischen diesen beiden Inertialsystemen in einer expandierenden Raumzeit zu ermitteln, da es kein globales IS gibt. Aber dafür haben wir ja die ART.

Slash 24.02.18 06:48

AW: Das Problem und Vorschlag fürs Vorgehen
 
Zitat:

Zitat von Hawkwind (Beitrag 86976)
Bist du sicher, dass du weisst, was ein Koordinatensystem ist?
Ein Koordinatensystem befindet sich nicht irgendwo auf einem fernen Planeten.

Ja, stimmt, es geht nur auf diesem Planeten und nur auf meinem (oder deinem?) Schreibtisch.

:D

Zitat:

Zitat von Hawkwind (Beitrag 86976)
Ein Koordinatensystem ist vielmehr dazu da, alleRaumpunkte (bzw. Raumzeitpunkte in der SRT) eindeutig durch Zahlentupel spezifizieren zu können, und zwar alle Punkte: ferne wie nahe.

Jo.

Zitat:

Zitat von Hawkwind (Beitrag 86976)
Deine Frage ist wohl eher, welche Geschwindigkeit ein Beobachter auf dem fernen Planeten für das Licht deiner Lampe messen wird. Wenn er soweit entfernt ist, dass es dort nie ankommt, dann wird er ein Problem mit dieser Messung haben.:)

Nö, meine Frage war theoretischer Natur, nicht welche er messen wird.

soon 24.02.18 07:07

AW: Das Problem und Vorschlag fürs Vorgehen
 
Zitat:

Zitat von Jan R. (Beitrag 86972)
Die korrekte Formulierung und Herleitung der "Konstanz der Lichtgeschwindigkeit"

1) Idee / Vermutung
2) Theorie
3) Vorhersagen
4) experimentelle Bestätigung der Vorhersagen
=> funktionierendes Modell

Die Herleitung der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit und die Bestätigung der SRT als funktionierende Theorie besteht in der experimentelle Bestätigung der Vorhersagen.

Mehr braucht es nicht.

Edit: Und weniger geht auch nicht, denn die SRT funktioniert nur als Ganzes. Ein Versuch der Herleitung der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit vorab, d.h. ohne Modell oder was immer du dir da vorstellst, ist grober Unfug.


Zitat:

Zitat von Jan R. (Beitrag 86972)
"Licht bewegt sich in Bezug zu einem KS mit c" ...dagegen ..."Licht bewegt sich in Bezug zu jedem KS mit c"

"Ein Baum hat Wurzeln" ... dagegen ... "Jeder Baum hat Wurzeln"

Hier und auch sonst gehst du auf Einwände inhaltlich nicht ein und reagierst mit stumpfer mehrfacher Wiederholung deiner (Pseudo-)Aussagen.

Damit disqualifizierst du dich für Kommunikation.

Slash 25.02.18 07:57

Zitat
 
Zitat:

Zitat von Jan R.
"Licht bewegt sich in Bezug zu einem KS mit c" ...dagegen ..."Licht bewegt sich in Bezug zu jedem KS mit c"
Hallo Ich,

wie ist aus deiner Sicht dieser Satz zu verstehen (nicht physikalisch, sondern sprachlich)?

Mir ist dieser Punkt, den Jan aufgegriffen hat, noch nicht ganz klar.

Viele Grüße
Slash

Bernhard 25.02.18 08:43

AW: Zitat
 
Zitat:

Zitat von Slash (Beitrag 86981)
Mir ist dieser Punkt, den Jan aufgegriffen hat, noch nicht ganz klar.

Das ist nicht verwunderlich, da Jan die grundlegenden Begriffe nicht kennt und durcheinander bringt. Ersetzt man in dem Zitat KS (Koordinatensystem) durch IS (Inertialsystem) wird es schon verständlicher. Ganz klar wird es, wenn man nun IS mit Beobachter gleichsetzt. Unterschiedliche Beobachter bewegen sich dann gleichförmig und kräftefrei im Bezug zu jedem anderen Beobachter.

Das Fehlen von Beobachtern ist, nachdem was ich bisher in Foren so gelesen habe, einer der häufigsten Ursachen für Mißverständnisse und Konfusion. Für exakt definierte Beobachter und Situationen lassen sich in diesem Rahmen auch immer exakte Aussagen ableiten.

Ich 25.02.18 09:16

AW: Zitat
 
Zitat:

Zitat von Slash (Beitrag 86981)
Zitat:

Zitat von Jan R.
"Licht bewegt sich in Bezug zu einem KS mit c" ...dagegen ..."Licht bewegt sich in Bezug zu jedem KS mit c"

Hallo Ich,

wie ist aus deiner Sicht dieser Satz zu verstehen (nicht physikalisch, sondern sprachlich)?

Er hat das so gemeint, dass das Licht sich nur in Bezug zu einem bestimmten KS mit c bewegt, nicht jedoch in Bezug zu jedem beliebigen KS. Wobei er den zweiten Halbsatz selbst hinzugedichtet hatte.

Bei Einstein (und allen anderen) ist die Logik so:
1 "Licht bewegt sich in Bezug zu einem KS mit c"
2 "Alle KS sind vollkommen gleichwertig"
und als direkte Folgerung:
3 "Also gilt Satz 1 für alle KS, nicht nur für eines, da dieses eine sonst nicht gleichwertig wäre mit den anderen".

Und mit dieser Aussage beginnt man dann die mathematische Herleitung der richtigen Transformationsformeln.

(Anmerkung: Ich denke, hier im Thread wir KS als Synonym von IS gebraucht, die Verwirrung liegt woanders.)

Slash 25.02.18 10:00

AW: Zitat
 
Hallo Ich,

danke für die Klarstellung.

Ja, der Satz, "... bewegt sich in einem ...." sollte bestimmt nicht so verstanden werden, dass es nur eines und genau nur eines gibt.

VG
Slash

Bernhard 25.02.18 10:37

AW: Zitat
 
Zitat:

Zitat von Ich (Beitrag 86983)
(Anmerkung: Ich denke, hier im Thread wir KS als Synonym von IS gebraucht, die Verwirrung liegt woanders.)

OK. Scheinbar stammt diese Gleichsetzung von AE, dessen Schriften ich aber nur in Grundzügen kenne. Die Unterscheidung zwischen IS und KS wird erst in der ART wichtig.

Ich 25.02.18 13:09

AW: Zitat
 
Zitat:

Zitat von Slash (Beitrag 86984)
Ja, der Satz, "... bewegt sich in einem ...." sollte bestimmt nicht so verstanden werden, dass es nur eines und genau nur eines gibt.

Es ist ja dieser Satz schon von Jan, nicht von Albert. Bei dem heißt es einfach "im leeren Raume", was überhaupt keine solche ausschließliche Deutung zulässt. Jan gibt halt wieder, was er verstanden hat, nicht was Einstein geschrieben hat.
Ich bin aber zuversichtlich, dass wir das noch zur Übereinstimmung bringen. Es fehlt doch nur noch der Dreisatz aus meinem letzen Beitrag, und der steht auch so bei Einstein.


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