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Thema: Relativitätstheorie - eine Frage

  1. #1
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    Frage Relativitätstheorie - eine Frage

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    Hallo Leute,

    Ich beschäftige mich gerne mit der Relativitätstheorie und hab normalerweise auch kein Problem, Beispiele dazu zu verstehen. Nun hab ich mir aber selber ein Beispiel gemacht und ich kann es nicht erklären.

    Also nehmen wir an ich habe zwei Laser, einen in der rechten und linken Hand. Nun drücke ich gleichzeitig auf den On-Knopf und die Photonen fliegen in entgegengesetzter Richtung aus dem Laser. Nun haben ja die Photonen, die nach rechts fliegen Lichtgeschwindigkeit (wenn Luft nicht berücksichtigt) und die, die nach links fliegen ebenfalls, aber in negative Richtung. Von den Photonen rechts aus gesehen bewegen sich dann gemäss klassischer Physik (Bezugsystemwechsel) die Photonen links mit doppelter Lichtgeschwindigkeit. Das kann aber nicht sein. Wo liegt der Denkfehler? Wie sieht der Bezugssystemwechsel in der modernen Physik aus? Wie kann ich mir dieses Experiment mit Relativität vorstellen?

    Danke für Antworten!

  2. #2
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    Standard

    Hallo Pollux, gesundes Neues
    und stell dir vor, du bist der Schiedsrichter: ein Photon nach rechts mit c und das andere nach links mit c - Differenzgeschwindigkeit 2c ist von dir aus so.
    Mit Photonen kannst du aber kein Bezugssystem verbinden, es gibt kein System, in dem masselose Photonen ruhen - deine Frage "gibt es einfach nicht".
    Man kann nur Bezugssysteme untereinander vergleichen, deren Relativgeschwindigkeit untereinander v < c ist, speziell auch relativ zu dir.
    Nimm nach rechts ein Teilchen mit m > 0 und beschleunige es auf fast c, zB auf v = 0,99c, massebehaftete Teilchen können c nicht erreichen.
    Aus deinem Bezugssystem siehst du das Teilchen mit v = 0,99c und das Licht mit c, die Differenzgeschwindigkeit ist dann 1,99c von dir aus.
    Betrachtet man das Teilchen gleichberechtigt als Bezugssystem, "sieht" es dich mit v = 0,99c, das Licht aber auch nur mit Lichtgeschwindigkeit 1c.
    Die Lösung ist das relativistische Geschwindigkeitstheorem, also die "Summe" zweier Geschwindigkeiten w = (u+v)/(1+u*v/c²), die sich von
    der Differenzgeschwindigkeit u+v wegen des Maximalwertes der LG=c unterscheidet, so daß w auch nur maximal c werden kann, nie größer.
    Als Relativgeschwindigkeit eines anderen Bezugssystems zu dir muß v < c sein, für ein Photon zu dir ist dann u = c, im anderen System w = c.
    Grüße Senf

  3. #3
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    Standard

    Bei den Lasern fällt mir eine Anschlußfrage ein:

    Man schaltet also den Laser ein, und es kommen Photonen heraus... sind die da gerade entstanden? Aus was? Und haben die sofort c oder beschleunigen die auf c?

    Grüße,
    Frankie

  4. #4
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    Standard

    Zitat Zitat von Frankie Beitrag anzeigen
    Bei den Lasern fällt mir eine Anschlußfrage ein:

    Man schaltet also den Laser ein, und es kommen Photonen heraus... sind die da gerade entstanden? Aus was? Und haben die sofort c oder beschleunigen die auf c?

    Grüße,
    Frankie
    Hallo Frankie,

    warum schreibst Du nicht einfach, dass Du die Relativitätstheorien nicht magst ?


    Freundliche Grüsse, Ralf

  5. #5
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    Standard

    Hallo Frankie, das mit dem Laser ist die falsche Anschlußfrage, der macht Trommelfeuer.
    Wenn, mußt du "zum Portionieren" eine Einphotonen-Quelle nehmen, die auf "Knopfdruck" senden soll.
    Aber das Photon als masseloses Quantenobjekt hat nunmal die Geschwindigkeit LG=c zu haben, wenn es da ist - ist es da.
    Lediglich mit der Pünktlichkeit beim Starten hapert's, es ist eigenwillig und überlegt nach dem Knopfdruck noch, jedes etwas anders.
    Grüße Senf

  6. #6
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    Standard

    Hallo,

    wie will man überhaupt gleichzeitig 2 Knöpfe drücken? Da geht's doch schon los...

    Edit:
    also rein haptisch wären da schon schön runter skaliert Welten zwischen. Käme noch die vom Bewusstsein nachkorrigierte Latenzzeit der verschiedenen Nervenbahnlängen hinzu...
    Dies aber nur nebenbei erwähnt.

    das Entscheidende ist, dass es nach der Relativitätstheorie überhaupt gar keine absolute Gleichtzeitigkeit gibt...

    Egal wie auch immer man das maschinell lösen wollte.

    Gruß,
    Dgoe
    Geändert von Dgoe (06.01.2015 um 23:01 Uhr)

  7. #7
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    Hallo Dgoe, wie kommst du darauf?
    Denk nochmal nach, du brauchst nur einen Knopf und "bei zwei Ereignissen, die am selben Ort erfolgen,
    ist unmittelbar beobachtbar, ob sie gleichzeitig stattfinden" sagt wiki zur Gleichzeitigkeit.
    Grüße Senf

  8. #8
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    Zitat Zitat von Herr Senf Beitrag anzeigen
    Hallo Pollux, gesundes Neues
    Danke gleichfalls!
    Zitat Zitat von Herr Senf Beitrag anzeigen
    Aus deinem Bezugssystem siehst du das Teilchen mit v = 0,99c und das Licht mit c, die Differenzgeschwindigkeit ist dann 1,99c von dir aus.
    Betrachtet man das Teilchen gleichberechtigt als Bezugssystem, "sieht" es dich mit v = 0,99c, das Licht aber auch nur mit Lichtgeschwindigkeit 1c.
    Achso danke! Das hat wieder einen Knopf gelöst! Wie würde ich die Welt also sehen, wenn ich das Teilchen wäre? Meine Überlegung dazu ist, dass sich dann die "Aussenwelt" massiv strecken müsste und zwar aus folgendem Grund: Nehmen wir an ein Lichtteilchen fliegt durch ein Haus, durchs linke Fenster rein durchs rechte wieder raus. Ein Hausbewohner misst die Zeit, die es dazu benötigt. Nun fliege ich als Teilchen mit 0.99c am Haus vorbei. Da auch mit 0.99c für das Licht noch eine Geschwindigkeit von 1c messe müsste das Licht von mir aus gesehen ja viel schneller durchs Haus rasen als vom Beobachter im Haus. Da Licht aber immer gleich schnell ist muss sich deshalb von mir als Teilchen aus gesehen die Strecke verlängern, die das Teilchen im Haus drin zurücklegt. Damit wird das Haus in die Länge gestreckt (wie auch alles andere).

    Da kommt mir aber noch eine andere Frage: Hat deshalb alles eine Standartgrösse? Also wenn ich mich relativ zu einem Objekt nicht bewege, ist die Grösse die ich beim Objekt dann sehe also die "normale" Grösse? Weil ich kann ja nie sicher sein ob sich nicht ein Objekt vor meinen Augen gaaanz schnell hin und herbewegt und ich es deshalb kompakter sehe als dass es eigentlich ist?

  9. #9
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    Zitat Zitat von Herr Senf Beitrag anzeigen
    wie kommst du darauf?
    Wenn man 1 Knopf drückt und dieser 2 Laser starten soll, dann sollte der Knopf mit den beiden Lasern verbunden sein, sonst kann man lange drücken oder ewig warten.

    Sicherlich wirst Du mir auch zustimmen, dass sich die 2 Laser keineswegs am gleichen Ort befinden. Entsprechend können sie also niemals gleichzeitig starten. Ganz zu schweigen davon, dass eine 100-prozentige Symmetrie der Entfernung zum Knopf in der Praxis nicht realisierbar sein dürfte.

    Gruß,
    Dgoe

  10. #10
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    Hallo Dgoe,
    Frankie hat gefragt, wie das bei *einem* Laser funktioniert , aber besser erklärt es eine Einphotonen-Quelle.
    Dabei nimmt man eine Zweiphotonen-Quelle als Einphotonen-Quelle, die beiden kommen gleichzeitig vom gleichen Ort.
    Eins der beiden Photonen wird zum Triggern benutzt (ob was kommt), das zweite "angekündigte" für Experimente.
    Wenn du zwei Ereignisse aber an zwei Orten hast, gibt es auch immer ein Inertialsystem, in dem sie gleichzeitig sind.
    Rede das nicht mit technischen Kleinigkeiten weg, Physiker sind erfinderisch.
    Alles machbar - Senf

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