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Quantenmechanik, Relativitätstheorie und der ganze Rest. Wenn Sie Themen diskutieren wollen, die mehr als Schulkenntnisse voraussetzen, sind Sie hier richtig. Keine Angst, ein Physikstudium ist nicht Voraussetzung, aber man sollte sich schon eingehender mit Physik beschäftigt haben.

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  #1  
Alt 17.11.18, 12:50
Benutzerbild von physicus
physicus physicus ist offline
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Registriert seit: 17.11.2018
Beitr?ge: 196
Standard Zur Längenkontraktion (Lorentzkontraktion)

Hallo zusammen ;-)

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

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

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

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

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

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

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

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

Was messen wir jeweils?

Vom Bahnsteig aus:

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

IM Zug passiert allerdings etwas anderes.

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

Warum? Die Antwort heisst Zeitdilatation...

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

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

Alles korrekt, und stimmt ihr in allem überein?

Freue mich auf Feedback.

Viele Grüße
Chris
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  #2  
Alt 17.11.18, 13:15
Bernhard Bernhard ist offline
Moderator
 
Registriert seit: 14.06.2017
Beitr?ge: 2.635
Standard AW: Zur Längenkontraktion (Lorentzkontraktion)

Hallo Chris,

Zitat:
Zitat von physicus Beitrag anzeigen
Vom Bahnsteig aus:

Durch Messen der Zeitspanne, die der Zug braucht, um einen Bahnsteigpunkt zu passieren, kommen die Bahnsteigler auf die korrekte Länge des Zuges.
Also nichts mit "Längenkontraktion" in Bewegungsrichtung, oder? Woher sollte eine solche auch kommen?
Das Fragezeichen zeigt schon, dass Du da unsicher bist und zwar zu recht, weil das eben nur eine (falsche) Annahme ist.

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

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

Ge?ndert von Bernhard (17.11.18 um 13:22 Uhr)
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  #3  
Alt 17.11.18, 14:00
Benutzerbild von physicus
physicus physicus ist offline
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Registriert seit: 17.11.2018
Beitr?ge: 196
Standard AW: Zur Längenkontraktion (Lorentzkontraktion)

Hallo Bernhard,
Zitat:
Zitat von Bernhard Beitrag anzeigen
Das Fragezeichen zeigt schon, dass Du da unsicher bist und zwar zu recht, weil das eben nur eine (falsche) Annahme ist.
Sicher...? Bin keineswegs überzeugt. Das Gedankenexperiment ist richtig, s.u.
Zitat:
Was ist mit dem Relativitätsprinzip? Sind die beiden Systeme (Bahnsteig und Zug) nun gleichberechtigt oder nicht?
Spielt bei dem Gedankenexperiment keine Rolle, denn s.u.
Zitat:
EDIT: Überlege Dir auch mal etwas genauer, wie die Länge des Zuges gemessen werden soll. Üblicherweise benutzt man dazu Lichtschranken und Lichtsignale. Letztlich muss man bei der Längenkontraktion verstehen, dass zwei gleichzeitige Zeitpunkte im Zugsystem im Bahnsteigsystem nicht mehr gleichzeitig sind.
Auch igendwelche "Gleichzeitigkeit" macht mir keine Probleme. Es lässt sich übrigens mit Leichtigkeit eine Messanordnung vorstellen, die ohne Verfälschung einen sich mit relativitischer Geschwindigkeit vorbei bewegenden Körper ausmisst (nämlich genau wie Du sagst, mit Lichtschranken ;-) ).

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

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

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

Viele Grüße
Chris
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  #4  
Alt 17.11.18, 14:30
Timm Timm ist offline
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Registriert seit: 26.03.2009
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Standard AW: Zur Längenkontraktion (Lorentzkontraktion)

Zitat:
Zitat von physicus Beitrag anzeigen
Woher auch. Materie (aus Atomen, Molekülen etc. bestehend) "staucht" sich doch nicht in Bewegungsrichtung, bloss weil sie mit relativistischen Geschwindigkeiten bewegt wird.
Natürlich nicht. Niemand behauptet, daß die Längenkontraktion in deren Ruhesystem stattfindet , sondern ... ?
__________________
Der Verstand schafft die Wahrheit nicht, sondern er findet sie vor - Aurelius Augustinus
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  #5  
Alt 17.11.18, 14:45
Benutzerbild von physicus
physicus physicus ist offline
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Beitr?ge: 196
Standard AW: Zur Längenkontraktion (Lorentzkontraktion)

Zitat:
Zitat von Timm Beitrag anzeigen
Natürlich nicht. Niemand behauptet, daß die Längenkontraktion in deren Ruhesystem stattfindet , sondern ... ?
Yepp ;-)

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

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

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

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

Viele Grüße.

Ge?ndert von physicus (17.11.18 um 14:47 Uhr)
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  #6  
Alt 17.11.18, 15:08
Bernhard Bernhard ist offline
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Standard AW: Zur Längenkontraktion (Lorentzkontraktion)

Zitat:
Zitat von physicus Beitrag anzeigen
Zeitdilatation und Massezunahme sind physikalische Effekte... wobei ich mir bei ersterer gar nicht mal unbedingt sicher bin, denn leitet sich die Zeitdilatation nicht (u.a.) direkt aus der Massezunahme von Materie ab...? (!)
Bei der Massezunahme handelt es sich um eine Energiezunahme, und die wird über die relativistische Energie-Impuls-Relation beschrieben. Grundlegend für alle relativistischen Effekte ist die Struktur der Raumzeit, d.h. der Minkowski-Raum.
__________________
Freundliche Grüße, B.
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  #7  
Alt 17.11.18, 16:04
Ich Ich ist offline
Moderator
 
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Beitr?ge: 2.423
Standard AW: Zur Längenkontraktion (Lorentzkontraktion)

Siehe diesen Thread und die Links darin.
Auch zur Massenzunahme.
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  #8  
Alt 17.11.18, 16:17
Bernhard Bernhard ist offline
Moderator
 
Registriert seit: 14.06.2017
Beitr?ge: 2.635
Standard AW: Zur Längenkontraktion (Lorentzkontraktion)

Zitat:
Zitat von physicus Beitrag anzeigen
Zeitdilatation und Massezunahme sind physikalische Effekte... wobei ich mir bei ersterer gar nicht mal unbedingt sicher bin, denn leitet sich die Zeitdilatation nicht (u.a.) direkt aus der Massezunahme von Materie ab...? (!)
Dass die Zeitdilatation ein ziemlich realer Effekt ist, zeigt das Hafele-Keating-Experiment in beeindruckender Weise.
__________________
Freundliche Grüße, B.
Mit Zitat antworten
  #9  
Alt 17.11.18, 16:37
Benutzerbild von physicus
physicus physicus ist offline
Profi-Benutzer
 
Registriert seit: 17.11.2018
Beitr?ge: 196
Standard AW: Zur Längenkontraktion (Lorentzkontraktion)

Zitat:
Zitat von Bernhard Beitrag anzeigen
Dass die Zeitdilatation ein ziemlich realer Effekt ist, zeigt das Hafele-Keating-Experiment in beeindruckender Weise.
ja, kenne ich... die Frage, die ich mir stelle, ist, ob die Zeitdilatation nicht "einfach" die Folge der (leicht) vergrößerten Masse der Materie ist, wie von mir beschrieben... soweit ich weiss, gibt es dazu keine Experimente... die Idee ist auf meinem eigenen Mist gewachsen...

Viele Grüße
Chris
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  #10  
Alt 17.11.18, 17:12
Timm Timm ist offline
Singularität
 
Registriert seit: 26.03.2009
Ort: Weinstraße, Rheinld.Pfalz
Beitr?ge: 3.165
Standard AW: Zur Längenkontraktion (Lorentzkontraktion)

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