Gedankenexperiment: Licht aus der Tiefe des Meeres

[me-$-on]

Hallo.
Ich habe mir mal versucht, auszumalen, wie Licht ( sagen wir jetzt mal NUR Licht) eine Änderug seiner Frequenz erfahren könnte.

Mir ist dazu folgendes Gedankenexperiment eingefallen:


Wir nehmen einen Laser, versenken den im Meer, an der tiefsten Stelle, die wir kennen. Dann feuern wir einen Laserstrahl ab und versuchen, diesen zu messen, von mir aus mit einem geostationären Satelliten.

Wir schiessen Laserlicht, welches das Wasser durchdringen und den Satelliten erreichen soll, von der Quelle mit einer besonderen Frequenz ab.
Wir vergleichen diese Frequenz mit der, die wir im Satelliten empfangen.

Ausgehend von einer interferenzfreien Verbindung von A nach B durch das Wasser, die Atmosphäre, die oberen Schichten zu dem Satelliten:

Wird sich die Frequenz des Strahls verändern?

Wie?

Warum? - Warum nicht?

Danke.

[JoAx]

Hallo me-$-on,

Zitat von me-$-on

Ausgehend von einer interferenzfreien Verbindung von A nach B durch das Wasser, die Atmosphäre, die oberen Schichten zu dem Satelliten:

was meinst du damit?

Gruss, Johann

[me-$-on]

Ich meine, dass wir keine anderen elektromagnetischen WW während der Strecke postulieren.

[JoAx]

Das geht nicht me-$-son. Die Wirkungen des Wasser, der Luft und sonstigem sind em-scher Natur. Wenn du die EM-WW wegnimmst, dann nimmst du damit Wasser und Luft (und sonstiges) mit weg.

Gruss, Johann

[me-$-on]

Na gut, anders formuliert:

Ich nehme in Betracht, mit kleinsten "Standard-Einflüssen" klar zu kommen, wie einige der VLT-Teleskope, die dass rechnerisch wieder herauskorrigieren.

Und dann nochmal:

- Würde sich die Frequenz ändern?

- wenn ja, wie und wieso ( bzw. wieso nicht)?

[JoAx]

Hi me-$-son,

nimm einfach Luft und Wasser weg, dann gibt's auch nichts zum Herausskorrigieren.

Ja, es wird zu einer Frequenzveränderung kommen.

1. Wegen eines anderen (höheren) G.-Potentials (ART).

2. Wegen der Geschwindigkeit des Satelliten relativ zum Sender (SRT).

zum 1.
Weil der Sender beschleunigt ist (keine Bewegung auf einer Geodäte), Satellit dagegen unbeschluenigt ist (Bewegung auf einer Geodäte).

zum 2.
Ist hoffentlich auch so klar. Wenn nicht, sag bescheid.

Gruss, Johann

[me-$-on]

Zu eins:

Aha, wegen der Gravitation, von dessen Zentrum, sich der Lichstrahl fortbewegt, wird es zu einer Frequenzveränderung kommen?

Sicher?

Zu zwei
Ne,, ich würde gerne dass die geostationäre Position des Satelliten nicht nur direkt über der Quelle bleibt, sondern auch, dass immer die gleiche Höhe beibehalten wird, so dass sich die Geschwindigkeit beider relativ zu 0 aufhebt.

Mir geht es ( und das hast Du in eins schon teilweise richtig dargelegt ) um die Frequenzveränderung die zum Einen durch ein dichteres Medium ( daher Wasser(tief), Wasser (mitte), Wasser (oben), Luft, All) oder zum Anderen durch die Gravitation ( mann kann sagen, beides ist sogar noch besser).

Also, wir sind uns einig, es findet eine statt.

Gut, hat der Strahl oben im Satelliten nun mehr Hertz oder weniger ?

[JoAx]

Zitat von me-$-on

Sicher?

zimlich: hier

Zitat von me-$-on

ich würde gerne dass die geostationäre Position des Satelliten nicht nur direkt über der Quelle bleibt, sondern auch, dass immer die gleiche Höhe beibehalten wird, so dass sich die Geschwindigkeit beider relativ zu 0 aufhebt.

Auch ein geostationärer Satellit würde mit einer Bodenstation kein Inertialsystem bilden! Die Bodenstation muss "vorleuchten", und der Satellit "vorschauen". Aberration des Lichtes.

Der Einfluss eines Mediums kommt durch ständige Wechselwirkung einer EM-Welle mit deisem.
Das mit dem Gravitatinsfeld ist ein rein relativistischer Effekt. Man kann, nein man muss!, die beiden auseinander halten.

Zitat von me-$-on

Gut, hat der Strahl oben im Satelliten nun mehr Hertz oder weniger ?

Ich würde sagen weniger. (siehe Link)

Gruss, Johann

[EMI]

Zitat von me-$-on

...hat der Strahl oben im Satelliten nun mehr Hertz oder weniger ?

Weniger Hertz me-§-on,
rotverschoben halt.

Ein Lichtquant verringert seine Energie E=hf, wenn es sich vom grav.Zentrum wegbewegt. Es tritt eine Frequenzverringerung auf.
Das Lichtquant hat Masse m=hf/c² und verrichtet gegen das grav.Feld die Hubarbeit W=mG∆r. Mit G der Erdbeschleunigung und ∆r der Höhe.

[1] W = hf/c² * G∆r
Das entspricht einer Verringerung der Quantenergie
[2] W = E = h∆f
also
[3] h∆f = hf/c² * G∆r
und schließlich:
[4] ∆f = f G∆r/c²

∆f = fGH/c² ,mit H=Höhe

Gruß EMI

[JoAx]

Willkommen zurück, EMI.

Darf man g, die Erdbeschleunigung, nicht nur bei geringen Höhenunterschieden nehmen?

Gruss, Johann