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Thema: Probeleser/in gesucht, Zusammenfassung: Spezielle Relativitätstheorie

  1. #1
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    Standard Probeleser/in gesucht, Zusammenfassung: Spezielle Relativitätstheorie

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    Hallo Forenuser,
    Ich hoffe mal, das ist der richtige Thread. Ich suche eine/n Probleser/in, welche/r sich meine Facharbeit zur Speziellen Relativitätstheorie und relativistischen Mechanik durchliest (enthält auch ein wenig Mathematik). Die Facharbeit soll zunächst dazu dienen, dass ich lerne, wie man wissenschaftliche Arbeiten fasst und wie man mit LaTeX umgeht. Desweiteren hatte ich schon seit längerem vor, eine Facharbeit zu schreiben und da mein Wissen zur speziellen Relativitätstheorie noch eher bescheiden war, habe ich es mir zugemutet, mich in das Thema SRT und relativistische Mechanik einzuarbeiten udn dies zusammen zu fassen. Wer würde sich als Leser/in zur Verfügung stellen ?
    Gerne könnt ihr mir PNs schreiben. Ich freue mich auf Anregungen und Kommentare.
    Mit freundlichem Gruß
    Danial
    PS.: Die Arbeit ist noch nicht fertig, bin in etwa bei der Hälfte (insgesamt 6 Seiten)

  2. #2
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    Standard

    Hallo Danial,

    Ankündigungen bergen immer ein gewisses Risiko, dass am Ende nichts fertig wird. Melde Dich doch bitte nochmal, wenn die Arbeit fertig ist. Das sollte die Wahrscheinlichkeit erhöhen Freiwillige zu finden. Dabei möchte ich gleich vorwarnen, dass ich mich wohl nicht als Lektor verpflichten lassen werde. Bei kompletten Arbeiten zur SRT möchte ich lieber kompetenteren Lesern den Vortritt lassen.
    Freundliche Grüße, B.

    Überhaupt droht ja jedem universelle Geltung heischenden Ansatz die Sphinx der modernen Physik, die Quantentheorie - T. Kaluza, 1921

  3. #3
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    Standard

    Hallo Danial,

    verpflichten lasse ich mich auch nicht, aber Du könntest ja der Forengemeinde mal ein Inhaltsverzeichnis und die (vorläufige) Einleitung präsentieren.

    Zudem wäre wichtig zu wissen, was für eine Schule das ist, an der Du diese Facharbeit präsentieren möchtest.


    Freundliche Grüsse, Ralf

  4. #4
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    Standard

    Hallo Bernhard, Hallo Ralf,
    Ich bedanke mich herzlich für eure Antworten. Zunächst sollte dieses Projekt in erster Linie dazu dienen, zu lernen, wie man überhaupt wissenschaftliche Facharbeiten schreibt und wie man mit LaTeX umgeht. Und da ich derzeit ein ziemlich gutes Buch zur Physik des 20. Jahrhunderts lese (von David J. Griffiths) und mir beim Kapitel spezielle Relativitätstheorie und relativistische Mechanik ein paar Unverständlichkeiten aufgefallen sind, dachte ich mir, setze ich mich ran, vertiefe mein Wissen diesbezüglich und lerne dabei noch was für die Zukunft. Hier schonmal Inhaltsverzeichnis und Einleitung:

    Inhaltsverzeichnis
    1 Einleitung 3
    2 Spezielle Relativitätstheorie 3
    2.1 Michelson-Morley Experiment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
    2.2 Einsteins Erklärung und die theoretischen Grundlagen der speziellen Relativit
    ätstheorie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
    2.3 Zeitdilatation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
    2.4 Längenkontraktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
    2.5 Paradoxien der speziellen Relativitätstheorie . . . . . . . . . . . . . . . . 8
    2.5.1 Zwillingsparadoxon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
    2.5.2 Großvater-Paradoxon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
    2.5.3 Scheunenparadoxon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
    3 Relativistische Mechanik 9
    3.1 Impulserhaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
    3.2 Energieerhaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

    1 Einleitung
    In diesem Paper werden die Grundlagen der speziellen Relativitätstheorie und die daraus
    folgende relativistische Mechanik erläutert. Albert Einstein kam 1905 durch Rechnungen
    mit den Maxwell Gleichungen des Elektromagnetismus zu der Erkenntnis, dass die Geschwindigkeit
    des Lichts konstant sein muss. Welche Folgen dies für die Mechanik hatte,
    wurde ihm erst später bewusst. Zunächst zweifelte Einstein selbst an seiner Theorie,
    doch je mehr er sie mathematisch ausformulierte, desto eher konnten sich andere Physiker
    mit der speziellen Relativitätstheorie anfreunden. Die Grundprinzipien der speziellen
    Relativitätstheorie sind recht simpel:
    1. In jedem Inertialsystem gelten die gleichen physikalischen Gesetze.
    2. Die Lichtgeschwindigkeit c ist konstant (und beträgt exakt 299 792 458 m/s).

    Ich hoffe, es hört sich nicht allzu ''narrativ'' bzw. so an wie eine Erzählung aus einem populärwissenschaftlichen Buch für Laien. Habe wie erwähnt auch etwas mathematische Tiefe in die Arbeit eingefügt. Mittlerweile bin ich fertig mit ''spezielle Relativitätstheorie'' - fehlt noch relativistische Mechanik.
    Ich bedanke mich nochmal herzlich für eure Antworten.
    Mit freundlichem Gruß
    Danial

  5. #5
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    Standard

    Zitat Zitat von Astrophysiker Danial Beitrag anzeigen
    Hier schonmal Inhaltsverzeichnis und Einleitung:

    Inhaltsverzeichnis
    Hallo Danial,

    das Inhaltsverzeichnis sieht gut aus, allerdings sprichst Du auf den nur 9 Seiten möglicherweise etwas gar viele Themen an. Wenn Du den Umfang inhaltlich beibehalten möchtest könnte das mehr werden.

    Zitat Zitat von Astrophysiker Danial Beitrag anzeigen
    2.3 Zeitdilatation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
    2.4 Längenkontraktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
    Hier fehlt noch die relativistische Geschwindigkeitsaddition.

    Müsste ich die spezielle Relativitätstheorie in 5 Schlagworten zusammenfassen, so wären das die beiden Postulate und die Zeitdilatation, die Längenkontraktion sowie die relativistische Geschwindigkeitsaddition.

    Zitat Zitat von Astrophysiker Danial Beitrag anzeigen
    1 Einleitung
    In diesem Paper
    Äh, nein, das ist kein "Paper". Paper werden von Leuten verfasst, die auf Niveau Doktor oder höher stehen. Was Du schreibst ist eine "Arbeit".

    Zitat Zitat von Astrophysiker Danial Beitrag anzeigen
    werden die Grundlagen der speziellen Relativitätstheorie und die daraus
    folgende relativistische Mechanik erläutert. Albert Einstein kam 1905 durch Rechnungen
    mit den Maxwell Gleichungen des Elektromagnetismus zu der Erkenntnis, dass die Geschwindigkeit
    des Lichts konstant sein muss.
    Oh je, schon im 2.Satz ein elementarer Fehler, dem ich entnehme, dass Du die Idee der speziellen Relativitätstheorie noch nicht im vollen Umfang verstanden hast. Dass die Lichtgeschwindigkeit konstant ist hat meines Wissens vorher auch niemand angezweifelt.

    Was genau sagt das 2.Postulat der speziellen Relativitätstheorie aus ?


    Zitat Zitat von Astrophysiker Danial Beitrag anzeigen
    Welche Folgen dies für die Mechanik hatte,
    wurde ihm erst später bewusst.
    Woher hast Du das ? Die Folgen für die Mechanik schreibt er ja schon im Jahre 1905 auf. Hier braucht es also noch eine Quellenangabe.

    Zitat Zitat von Astrophysiker Danial Beitrag anzeigen
    Zunächst zweifelte Einstein selbst an seiner Theorie,
    Auch das ist mir neu. Woher hast Du das ? Auch hier braucht es also noch eine Quellenangabe.

    Zitat Zitat von Astrophysiker Danial Beitrag anzeigen
    doch je mehr er sie mathematisch ausformulierte, desto eher konnten sich andere Physiker
    mit der speziellen Relativitätstheorie anfreunden.
    Und wieder: woher hast Du das ?

    Zitat Zitat von Astrophysiker Danial Beitrag anzeigen
    Die Grundprinzipien der speziellen
    Relativitätstheorie sind recht simpel:
    1. In jedem Inertialsystem gelten die gleichen physikalischen Gesetze.
    In der speziellen Relativitätstheorie gilt das nur für konstant zueinander bewegte Inertialsysteme. Man kann das verallgemeinern, aber auf dem Level, den Du anstrebst, ist es meines Erachtens nicht nötig, Dich weiter aus dem Fenster zu lehnen, und so ist es hieb- und stichfest.

    Zitat Zitat von Astrophysiker Danial Beitrag anzeigen
    2. Die Lichtgeschwindigkeit c ist konstant (und beträgt exakt 299 792 458 m/s).
    Leider falsch, und zwar völlig falsch. Etwas salopp gesagt ist die Lichtgeschwindigkeit nicht vom Bezugssystem abhängig. Ich würde an dieser Stelle Einsteins Originalfassung verwenden, sie steht dort im Paragraphen 2 und heisst "Prinzip der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit". Vorsicht noch: Einstein bezeichnet die Lichtgeschwindigkeit nicht mit c, sondern mit V. Später bezeichnet Einstein den Lorentzfaktor mit "beta", während der heute mit "gamma" bezeichnet wird. So Kleinigkeiten halt, die beim Laien Verwirrung auslösen können (und werden).

    Zitat Zitat von Astrophysiker Danial Beitrag anzeigen
    fehlt noch relativistische Mechanik.
    Ich frage mich, ob Du Dir das wirklich antun möchtest. Ich würde eher mehr Raum für die Gleichzeitigkeit und das Relativitätsprinzip geben. Und es ist sicherlich auch nicht verboten, Einsteins erste Seite dieser Arbeit nochmals zusammenzufassen, denn da steht in Prosa drin, wie Einstein auf die Idee kam, das herzuleiten. Obgleich ds prominent auf Seite 1 steht ist das heutzutage etwas in Vergessen geraten, was ich schade finde.


    Freundliche Grüsse, Ralf
    Geändert von ralfkannenberg (14.08.2015 um 23:55 Uhr)

  6. #6
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    Zitat Zitat von Astrophysiker Danial Beitrag anzeigen
    Zunächst sollte dieses Projekt in erster Linie dazu dienen, zu lernen, wie man überhaupt wissenschaftliche Facharbeiten schreibt und wie man mit LaTeX umgeht.
    Hallo Danial,

    der Begriff "wissenschaftliche Facharbeit" ist gewissermaßen ein Widerspruch in sich, weil man an der Uni keine Facharbeiten, sondern vielmehr Seminar-, Diplom-, Bachelor-,Masterarbeiten usw. schreibt. In einer schulischen Facharbeit musst du vielmehr zeigen, dass du dich fundiert und kritisch mit einem bestimmten Thema auseinandersetzen kannst. Du solltest dich dabei nicht allzu sehr auf theoretische Aspekte konzentrieren, weil man dabei auch Lehrer relativ schnell langweilen kann, was dann schnell zu einer schlechten Bewertung führt. Dem kann man entgegenwirken, indem man Bezüge zur Realität herstellt, d.h. "Welche Experimente gab es historisch gesehen?", "Wie wurden diese Experimente von der Öffentlichkeit aufgenommen?", "Wo wird die SRT heute angewendet?", "Wie kann man Effekte der SRT möglichst anschaulich nachweisen?" usw.

    Du kannst in kleinerem Umfang, beispielsweise in der Einleitung oder dem Ausblick, zusätzlich auch persönliche Meinungen, Erfahrungen und Beziehungen zur SRT einflechten, damit nicht der Eindruck entsteht, die Arbeit sei eine reine Kollage aus bereits bestehenden Texten.

    Entwickle also neben deinen analytischen Fähigkeiten ein Stück weit auch deine literarischen Fähigkeiten.
    Freundliche Grüße, B.

    Überhaupt droht ja jedem universelle Geltung heischenden Ansatz die Sphinx der modernen Physik, die Quantentheorie - T. Kaluza, 1921

  7. #7
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    Guten Morgen Ralf, Guten Morgen Bernhard.
    Zu Ralf:
    Erstmal vielen Dank für die ausführliche Kritik. Ein ''Paper'' ist für mich ein wissenschaftlicher Aufsatz, aber wenn das der objektiven, allgemeinen Definition widerspricht, änder ich das natürlich gerne. Desweiteren sei erwähnt, es ist keine Facharbeit für die Schule. Ich schreibe das für mich privat. Dass Einstein einige Grübel bezüglich seiner Arbeit hatte, werde ich evtl. rausnehmen. Diese Information habe ich von einer Doku, an derren Namen ich mich leider nicht erinnere.
    Die relativistische Geschwindigkeitsaddition habe ich gewiss erläutert, nur nicht im Inhaltsverzeichnis direkt stehen (sondern unter ''Spezieller Relativitätstheorie''). Es wäre evtl. sinnvoller, wenn man sich meine ganze Arbeit anschaut, dann wird auch deutlich, dass dort keine inhaltlichen Fehler vorkommen (sollten). Ich habe die Arbeit Albert Einsteins zur Elektrodynamik bewegter Körper überflogen, woraus deutlich wurde, dass die Beschäftigung mit der Maxwell'schen Theorie zum Elektromagnetismus ihn zu diesem Schluss hatte kommen lassen. Vorher war man wie in der klassischen Physik der Annahme, dass sich das Licht erst auf den Wert 299 792 458 m/s beschleunigt, was (meines Wissens nach) nicht der Fall ist. Deine Aussage, die Lichtgeschwindigkeit ist vom Inertialsystem unabhängig ist vollkommen richtig und habe ich auch so verstanden (wenn man meine Arbeit weiter lesen würde, dann würde das auch daraus hervorgehen). Dass die Lichtgeschwindigkeit genau einen Wert hat bedeutet für mich das selbe, dass dieser unabhängig vom Inertialsystem ist (da aus der Perspektive eines anderen Inertialsystems die Lichtgeschwindigkeit sonst einen anderen Wert haben müsste, was nicht der Fall ist). Gleichzeitigkeit und Relativitätsprinzip habe ich gewiss ebenfalls erläutert, das kommt alles noch ;-)
    Relativistische Mechanik möchte ich auch gerne noch machen, 9 Seiten sind etwas mager (ich habe mit etwa 15 Seiten gerechnet).

    Zu Bernhard:
    Auch Dir vielen Dank für die Antwort. Ich sehe in dem Wort ''wissenschaftliche Facharbeit'' keinen Widerspruch, aber das ist wieder Definitionssache (wie in der Mathematik :P). Es sei erwähnt - ich schreibe diese Arbeit nicht für die Schule, sondern nur für mich privat um halt eben zu lernen, wie man wissenschaftliche Aufsätze strukturiert und schreibt. Und spontan habe ich das Thema Relativitätstheorie gewählt. Ich werde die Arbeit evtl. meinem Lehrer zeigen, vllt wird er sie auch bewerten - aber in erster Linie ist das eine ''Freizeitaktivität''. Da es sich wirklich um einen wissenschaftlichen Aufsatz handeln sollte statt um eine Arbeit als Schüler für einen Lehrer, versuche ich gewiss, alles objektiv und direkt zu schildern (ich habe manchmal leider die Tendenz, all zu lange Sätze zu bilden). Ich habe mich bei dem inhaltlichen hauptsächlich an das Buch von David J. Griffiths (Einfürhung in die Physik des 20. Jahrhunderts) orientiert.

    Ich bedanke mich bei euch beiden. Vielleicht wäre es ganz sinnvoll, meine ganze Arbeit, die ich bisher geschrieben habe, einen von euch beiden zu geben (gewiss nur, wenn Zeit und Interesse besteht - ich möchte hier niemanden etwas aufzwingen ;-) ).
    Mit freundlichem Gruß
    Danial

  8. #8
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    Zitat Zitat von Astrophysiker Danial Beitrag anzeigen
    Ich bedanke mich bei euch beiden. Vielleicht wäre es ganz sinnvoll, meine ganze Arbeit, die ich bisher geschrieben habe, einen von euch beiden zu geben
    Hallo Danial,

    nochmal: Warum sollte man diese Buchzusammenfassung lesen, wenn man die SRT bereits aus x anderen Büchern und Darstellungen her kennt? Denkbar wäre eventuell Querlesen und das Prüfen grober grammatikalischer Fehler, wozu ich die nächsten paar Wochen aber auch definitiv keine Zeit habe. Idealerweise müsste man sogar das Buch von Griffiths o.ä. anschaffen. Für mich wird da deswegen deinerseits eine ziemlich unrealistische Gutmütigkeit vorausgesetzt.

    Falls du Fragen zur SRT hast, kannst du die ja auch separat hier stellen.
    Freundliche Grüße, B.

    Überhaupt droht ja jedem universelle Geltung heischenden Ansatz die Sphinx der modernen Physik, die Quantentheorie - T. Kaluza, 1921

  9. #9
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    Hallo Bernhard,
    Das ist gewiss nachvollziehabr. Ich wollte mich eher versichern lassen, dass ich die SRT richtig verstanden habe.
    Mit freundlichem Gruß
    Danial

  10. #10
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    Zitat Zitat von Bernhard Beitrag anzeigen
    Hallo Danial,

    nochmal: Warum sollte man diese Buchzusammenfassung lesen, wenn man die SRT bereits aus x anderen Büchern und Darstellungen her kennt?
    Es kommt drauf an, für welches Zielpublikum er schreibt. Manch einer will vielleicht nur eine möglichst kurze und knappe Zusammenfassung lesen. Und da könnte man doch gleich am Anfang mit der Tür ins Haus fallen und mit der Lorentztransfomation beginnen.

    Dass die ganz leicht abzuleiten geht, hab ich ja hier gezeigt.

    https://de.wikibooks.org/wiki/Diskus...eitung_der_LT.

    Da kann man sich doch Längenkontraktion, Zeitdilatation, Relativität der Gleichzeitigkeit usw. sparen, weil das Alles schon in der Lt drin steckt.

    Und anstatt Minkowskidiagramme malen, warum denn nicht die Mittel des 21. Jahrhunderts nutzen?

    Also ich hab die Lt erst dann begriffen, als ich mir solche Skizzen angefertigt habe.

    http://tube.geogebra.org/material/show/id/1432531

    http://tube.geogebra.org/material/show/id/1452091

    Und da ich vor wenigen Wochen erst "geogebra" entdeckt habe, kann ich die Sache auch simulieren (zum Beispiel den Tausch der zeitlichen Reihenfolge von A und B).

    Warum also nicht Links zu dynamischen Arbeitsblättern im Buch verwenden?

    Was spricht dagegen, die SRT spielerisch kennen zu lernen?

    Ich habe übrigens vor, die Linksammlung noch ein wenig zu erweitern. Und wer ein paar Schieber hin und her schieben will, kann ja hier ein Feedback geben, wenn was nicht korrekt sein sollte, oder einen Verbesserungsvorschlag hat.

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