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Wissenschaftstheorie und Interpretationen der Physik Runder Tisch für Physiker, Erkenntnis- und Wissenschaftstheoretiker |
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#41
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AW: Die korrekte Formulierung und Herleitung der "Konstanz der Lichtgeschwindigkeit"
Zitat:
Jan verbreitet irgendwelche Theorien mit unterschiedlichen Lichtgeschwindigkeiten in unterschiedlichen Inertialsystemen und beruft sich dabei auf Einstein als Kronzeugen. Selbst wenn er seine Behauptungen soweit zurücknimmt wie in #31, so dass es nur noch Wissenschaftshistorie ist, bleibt aber eines übrig: Einstein schreibt genau dasselbe, was man heutzutage auch schreibt, und das Gegenteil von dem, was Jan behauptet. Jan kennt das einschlägige Zitat und sieht es immer noch nicht: Zitat:
Das Prinzip der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit in Verbindung mit dem Relativitätsprinzip verlangt, daß sich das Licht auch im bewegten System gemessen mit der Geschwindigkeit V fortpflanzt. Das ist also die Prämisse, die man benötigt, um die Lorentzgleichungen abzuleiten. Das ist nicht das Ergebnis der Herleitung, sondern die Voraussetzung. Mir ist auch nicht klar, wie man dieses Zitat so weit missverstehen kann. Das hat vermutlich mit dieser fixen Idee von Jan zu tun, dass da ein Unterschied wäre zwischen der "in einem KS gemessenen Geschwindigkeit" und der "Geschwindigkeit in einem KS" bzw. der "Geschwindigkeit in Bezug zu einem KS". Das ist natürlich Unsinn, und dementsprechend gibt es auch keinen Beleg dafür bei Einstein. Das steht nur ein Satz, den Jan dahingehend missverstanden hatte. Den Satz kannte ich aber schon und ich wusste auch, dass Cranks sich den immer raussuchen, dewegen habe ich ihn darauf aufmerksam gemacht. Hat aber alles nichts geholfen. Vielleicht bringt ja es was, wenn er sich mal ernsthaft mit meiner #35 beschäftigt. Ge?ndert von Ich (02.02.18 um 10:02 Uhr) |
#42
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Invarianzen
Hallo!
Ich möchte mal etwas erläutern, was hier noch nicht betrachtet wurde, aber meiner Ansicht nach emminent wichtig für das Verständnis des Konzeptes LICHT ist. Licht, bzw. allgemein elektromagnetische Wellen, sind eine Vorhersage der Maxwell-Gleichungen, also der Gesetze des Elektromagnetismus. Bei der Herleitung ergibt sich eine Invariante, die für jede Art der Ausbreitung dieser Wellen im Vakuum gilt! Die Lichtgeschwindigkeit! Es ergibt sich c^2=1/(eps0*µ0) Jetzt stellt sich die Frage, in welchem Bezugssystem gelten die EM-Gesetze? Sie haben ja mit Mechanik im ersten Moment nichts zu tun.. Die Antwort ist: Sie gelten in allen Bezugssystemen. Sie sind aufgrund ihrer mathematischen Struktur in beliebigen Bezugssytemen immer dieselben. Dies läßt sich (viel später) mittels der Lorentz-Transformation nachweisen. Die Aussagen Lichtgeschwindigkeit sei in allen BS immer dieselbe und die physikalischen, hier EM, Gesetze sind von speziellen Koordinaten unabhängig, bedeuten letztlich ein- und dasselbe. Der Bezug zur Mechanik ergibt sich dann daraus, daß Energie und Impuls eng zusammenhängen und durch die Ruheenergie, bzw. die Energie bewegter Masse, ergänzt werden müssen. Der Umrechnungsfaktor, ergibt sich aus dem Verhältnis von Raum zu Zeit, welcher eine Geschwindigkeit ist. Eben die Lichtgeschwindigkeit. Grüße, ghosti
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Koordinatensysteme sind die Extremstform von Egoisten- sie beziehen alles auf sich selbst. http://thorsworld.net/ |
#43
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AW: Der Unterschied zwischen Prämissen und Endergebnissen
Zitat:
1. Das selbe Relativitätsprinzip, 2. die Beiden Postulate über Raum und Zeit. Um ... die Galilei Trafos herzuleiten. Zitat:
Jetzt kann man die Galilei-Raumzeit als Hintergrund nehmen. (Inkl. der dazugehörenden Trafos natürlich.) Den Punk 2 von oben. Dann und erst dann ergeben sich Widersprüche. Oder man ersetzt den Punkt 2 von oben durch ... Invarianz der LG - das zweite experimentelle Resultat. Und macht sich an die Arbeit, genau wie Newton, die neuen Trafos herzuleiten. Das sind dann die Lorentz Trafos. Die Minkowski Raumzeit. Bleibt man bei Galilei-Raumzeit, braucht man zwingend Äther (was auch immer das sein soll), um die Lorentz Trafos als "Überzug" über die Galilei Trafos zu rechtfertigen.
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Gruß, Johann ------------------------------------------------------------ Eine korrekt gestellte Frage beinhaltet zu 2/3 die Antwort. ------------------------------------------------------------ E0 = mc² Ge?ndert von JoAx (02.02.18 um 11:47 Uhr) |
#44
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AW: Die korrekte Formulierung und Herleitung der "Konstanz der Lichtgeschwindigkeit"
Hi Jan,
ich als Schaffner würde mich vorallem fragen, warum das gemessene IR-Photon (entsprechend rotverschoben gegenüber Bahnsteig) das Rückfenster überhaupt durchqueren konnte, da es solche Photonen normalerweise reflektieren würde. Nur falls du dich mit anderen interessanten Fragestellung beschäftigen möchtest. Gruß EvB
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Phantasie ist wichtiger als Wissen, denn Wissen ist begrenzt. A.E |
#45
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AW: Die korrekte Formulierung und Herleitung der "Konstanz der Lichtgeschwindigkeit"
Zitat:
Ge?ndert von Slash (05.02.18 um 22:11 Uhr) Grund: - |
#46
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AW: Die korrekte Formulierung und Herleitung der "Konstanz der Lichtgeschwindigkeit"
Alex, Slash - wenn Euch etwas interessiert, dann stellt die Fragen. In eigenen Threads, bitte.
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Gruß, Johann ------------------------------------------------------------ Eine korrekt gestellte Frage beinhaltet zu 2/3 die Antwort. ------------------------------------------------------------ E0 = mc² |
#47
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AW: Die korrekte Formulierung und Herleitung der "Konstanz der Lichtgeschwindigkeit"
Kompromiss? Ich werde mich nur noch äußern, wenn Du, ICH, Bernhard, TomS mich direkt ansprechen und Lust auf eine Diskussion haben. (o.K eher fällt ne Tasse nach oben).
Dafür bitte ich nur diese, meine letzte, Aussage zur Kenntnis zu nehmen. Thema A) Feynman und SRT (siehe ggf. auch OnlyMember Bereich für Bilder) Meine letzte "Anregung" an Jan führt zwangsweise zur Feynman-Darstellung zur Ausbreitung des Lichts. Ausbreitung des Lichts zum Schaffner und zum Heckfenster. Und daher finde ich A.E. Postulat „ein Lichtstrahl“ zu ungenau. Es gibt mehrere mögliche Lichtstrahlen. Man müsste doch eher sagen, ein Beobachter misst nur die Summe aller Pfade die für ihn am Ende c ergeben. Für jeden Beobachter gibt es also am Ende ein Photon, für das er c als Messergebnis erhält. Wenn für ein Beobachter ein Ereignis früher stattgefunden hat, dann haben ihn auch die Photonen getroffen, die früher am Ereignisort „ausgelaufen“ sind. Nur die können ihn rechtzeitig erreichen. Er „sieht in die Zukunft“ bzw. sieht das Ergebnis tatsächlich „früher“. Aber eben rotverschoben, da die Summe aller Wege die c als Ergebnis beim Schaffner erzeugen geringer ist. Ich meine dass der Blitz sozusagen, „gleichzeitig“ bei A und B einschlägt. Wenn sich B bewegt sogar ein bisschen früher, aber nicht mehr von allen Photonen, sondern nur die messen kann, die es aus seinem BS es geschafft hätten ihn von A mit c zu erreichen. (sorry, besser geht es nicht) B) D’Alembert-Operator Zu: Zeitkomponente kann nicht dasselbe Vorzeichen haben wie die Raumkomponenten. Wenn es doch vorkommen konnte (früher)/kann. Dann könnte man denken, dass Antimaterie (als in der Zeit rückwärts reisende Teilchen) noch bevor es Ladung gab (meine Meinung) – einen energetischen Nachteil beim Entstehungsprozess hatten. Die Entropie erklären. Erklären warum „Der seltsame Fall des Benjamin Button“ (ein Film den ich nicht so mag*) energetisch ungünstig wäre. Naja und die anderen Dinge die ich angesprochen habe. *Aber so sieht ein Prozess/Film aus der rückwärts läuft - es geht dabei nicht um die Bewegung im Raum. Es geht allein um den vorherigen Zustand zu erreichen. Und ein beschleunigter Beobachter ist so ein Benjamin Button nur eben „5mal vor und einmal zurück“ (das Verhältnis von Prozess und Umkehrprozess (5:1) ist natürlich frei erfunden, am EH sicher 1:1). Am EH ist zeitlicher stillstand, da Prozess vorwärts und rückwärts gleich wahrscheinlich ist. Trotzdem kann er weiter fallen, da hier die Raumkomponente relevant ist. Gut das war’s von meiner Seite. Schöne Zeit euch allen – falls man sich nicht mehr hört. Gruß EvB
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#48
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Vielleicht zur Positionsklärung geeignet
Hallo allerseits,
erst mal vielen Dank für Eure Beiträge! Ich brauchte mal ein paar Tage Zeit zum Nachdenken. Zur Klärung meiner Position möchte ich das Folgende sagen: ich habe mich ausführlich mit der SRT sowohl in den Darstellungen der Sekundärliteratur als auch mit Einstein (und,was das angeht, auch Lorentz) im Original befasst. Das garantiert nicht, das ich alles richtig verstanden habe. Aber es könnte ja zumindest die theoretische Möglichkeit bestehen. Das, was Du anführst, Ich, (und auch Ihr anderen), verstehe ich. Mir ist klar, was Du da sagst. Das ist eine bestimmte (und heute allgemein, aber nicht durchgängig) akzeptierte Interpretation der SRT. Ich kennzeichne sie mal als die starke SRT-Interpretation. Sie steht auf der dritten Stufe des SRT-Diskurses. Einstein selbst vertritt sie jedenfalls ab 1917, wahrscheinlich auch schon früher, z.B. in dem 1914er-Zitat. Der frühe Einstein scheint mir eher eine andere Position zu vertreten, die ich als die "schwache" SRT-Interpretation kennzeichnen würde. Das ist Stufe 2 des SRT-Diskurses. Was ist Stufe 1? Klar: die Interpretation von Lorentz (1904) selbst. Der ja die Lorentz-Transformation schon vor Einstein (1905) abgeleitet hatte. :::::::::Interpretationsebenen::::::::::::: Das heißt, man kann die Lorentz-Transformation durchaus unter unterschiedlichen Gesichtspunkten interpretieren. Meiner Ansicht nach ist die "schwache" (frühe) Einstein-Position besonders geeignet, um die zugrundeliegenden physikalischen Sachverhalte widerspruchsfrei zu beschreiben. Um diese Position überhaupt zu verstehen, ist es aber notwendig, sich genau anzugucken, was Einstein voraussetzt (Prämissen) und was er mit den Prämissen anstellt, um die Lorentz-Transformation abzuleiten. Im Übrigen ist es nicht mein Interesse, über die angemessene Interpretation zu philosophieren, da kann man sich lange streiten. Ich habe mir eine Reihe von Gedankenexperimenten überlegt, mit denen ich glaube, beweisen zu können, dass die schwache Position die richtige ist. Weil es möglich ist, die starke Position anhand empirischer Daten in theoretische Widersprüche zu bringen. Und weil die schwache Position beliebte Herausforderungen wie "das Zwillingsparadoxon" wesentlich schlanker und simpler erklärt als die starke Position. 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. Leider hat Ich mit seinem Zugbeispiel mich dazu gebracht, gleich eins meiner stärksten Asse auszuspielen. Ohne vorher die gemeinsame Diskussionsbasis zu sichern. Dumm gelaufen. Aber seis drum. Hilft jetzt nix. Die drei Interpretationsstufen dessen, was die Lorentz-Transformation physikalisch tut, können nach meinem Verständnis folgendermaßen gekennzeichnet werden: 1. Stufe: Lorentz 1904: Licht bewegt sich objektiv in einem einzigen Koordinatensystem mit c - nämlich dem Koordinatensystem des absolut unbewegten elektromagnetischen Äthers. Das ist so, das bleibt so. Licht wird allerdings in allen beliebig zueinander bewegten Koordinatensystemen mit c gemessen. Die Lorentz-Transformation erklärt das: Objekte, die sich schnell im Koordinatensystem des Äthers bewegen, sind im Verhältnis zu Objekten, die im Äther ruhen, längendilatiert, ihre physikalischen Prozesse laufen langsamer ab (Zeitdilatation), und Uhren an unterschiedlichen Orten in Bewegungsrichtung zum Licht weisen eine systematische Differenz in der angezeigten Zeit auf (Uhren "vorne" im Koordinatensystem zeigen eine frühere Zeit als Uhren "hinten"). Der Umstand, dass Licht (und auch alle anderen elektrodynamischen Gesetzmäßigkeiten) in allen Koordinatensystemen gleich erscheint (=gleich gemessen wird), liegt an den physikalischen Veränderungen der Messapparaturen, die durch die Lorentz-Transformation mathematisch gefasst wird. Pointiert gesagt: es handelt sich um eine Form von "Licht-Tacho-Tuning". In einem Raumschiff, das mit 200.000 km/s durch das Äther-Koordinatensystem dübelt, bewegt sich das Licht von hinten nach vorne nur mit 100.000 km/s, zurück dagegen mit 500.000 km/s. Aufgrund der physikalisch veränderten Mess-Systeme (s.o.) wird mit einer Lichtmessapparatur im Raumschiff die Lichtgeschwindigkeit trotzdem mit c gemessen. Das ist aber nicht das echte c. Das echte c wird nur im Äther korrekt gemessen. 2. Stufe: Einstein früh: Im Prinzip ist das genau so wie Lorentz das darstellt. Licht bewegt sich in einem Koordinatensystem mit c. Aus dem Relativitätsprinzip folgt, dass es in allen KS mit c gemessen werden muss. Die Lorentz-Transformation leistet das. Die Lorentz-Transformation hat aber eine Rückseite (nicht das die Lorentz entgangen wäre): Es erscheinen nicht nur aus Sicht des "korrekten" Ätherkoordinatensystems schnell dazu bewegte Objekte relativistisch verändert. Aus Sicht von bewegten Systemen erscheinen auch das Objekte im "korrekten" ÄtherKS genauso relativistisch verändert. Es gibt also überhaupt keine Möglichkeit, anhand von empirischen Messungen das "Wahre" KS herauszufinden. Es ist auch nachgerade egal: Alle physikalischen Messungen, die in einem Koordinatensystem unter der Annahme gemacht werden, dass sich das Licht in diesem Koordinatensystem mit c bewegt, bleiben völlig identisch, wenn wir statt dessen annehmen, dass es sich in einem anderen Koordinatensystem mit c bewegt. Es ist nach wie vor irgendwie richtig, dass Licht sich nur in einem Koordinatensystem "wirklich" mit c bewegt. Aber jedes beliebige Koordinatensystem kommt dafür genauso gut in Frage wie jedes andere - jedes KS ist gleich "berechtigt". Für die Erklärung der physikalischen Messungen, die vorzufinden sind, ist der "wahre" Wert völlig unerheblich. 3. Stufe (Einstein spät): Realität ist das, was gemessen wird. Wenn Licht in allen KS mit c gemessen wird, dann heißt das, das es sich in allen KS mit c bewegt. Das zeigt auch Minkowski mit seinen quadrierten Raum-Zeit-Abständen, die für alle Koordinatensystem den gleichen Abstand aufweisen. So, dies als Vorbereitung auf die Beantwortung Deiner beiden Fragen, Ich. Du schreibst: Zitat:
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. Zitat:
So. Ich habe wie ich hoffe meine Position genauer dargestellt und eingeordnet. Ich habe Deine beiden Fragen beantwortet, Ich. Ich würde mich freuen, wenn Du mir meine Frage beantwortest. Und ansonsten würde ich gerne die drei verschiedenen Funktionen herausarbeiten, die Einsteins klassische Formulierung der KdL besitzt. Und dann können wir uns mit mehr Hintergrund darüber unterhalten, ob die moderne Fassung tatsächlich genau das Gleiche oder sogar mehr leistet als Einsteins ursprüngliche Fassung. Viele Grüße allerseits Jan |
#49
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AW: Vielleicht zur Positionsklärung geeignet
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Wozu meinst du, hat Newton die Galilei-Transformationen hergeleitet? Zitat:
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Aus "Zur Elektrodynamik bewegter Körper" (hervorhebungen von mir): Zitat:
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Gruß, Johann ------------------------------------------------------------ Eine korrekt gestellte Frage beinhaltet zu 2/3 die Antwort. ------------------------------------------------------------ E0 = mc² |
#50
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AW: Vielleicht zur Positionsklärung geeignet
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Oder anders ausgedrückt, man fragt nach dem Transformationsverhalten physikalischer Größen. Letztendlich landet man bei Symmetrien: die Transformationen der Lorentz-Gruppe (dazu gehören auch Drehungen und Translationen) lassen die Bewegungsgleichungen selbst (die Gesetze der Physik) unverändert. Physikalische Größen lassen sich gemäß ihres Transformationsverhaltens unter Lorentz-Transformationen klassifizieren. Manche Größen sind invariant (Skalare, z.B. Ruhemasse), andere transformieren wie Vektoren (z.B. 4-Impuls) oder wie Tensoren. Siehe z.B. http://www.physik.uni-luebeck.de/files/Kapitel_5.pdf Solche Symmetrie-Diskussionen gibt es in der nichtrelativistischen klassischen Physik natürlich auch schon; da geht es meist um das Transformationsverhalten unter Drehungen O(3) oder Galileitransformationen. |
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