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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 21:22 Di 08.09.2009 | | Autor: | Niladhoc |
Hallo,
also der Relativitätstheorie zufolge ist die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum gegenüber jedem Beobachter konstant. Was zählt alles als Beobachter?
Nehmen wir ein Gedankenexperiment als Beispiel: zwei Wissenschaftler stehen um eine Hohlkugel herum,an deren Mittelpunkt eine Leuchtdiode befestigt ist. Es werden regelmäßig Lichtimpulse ausgestrahlt, die an der Wand der Kugel gemessen werden.
Befindet sich die Kugel in Ruhe, so wird an allen Achsen die gleiche Zeit gemessen.
Wenn sie sich in Bewegung befindet, wird in Bewegungsrichtung eine Zeitdifferenz zur vorigen Anordnung gemessen (senkrecht dazu muss das Weg ja einen geometrisch längeren Weg zurücklegen, das kann mit einer komplizierteren Konstruktion vermieden werden, sodass die dort gemessene Zeit sich nicht ändert).
Nun wird nicht die Kugel bewegt, sondern einer der beiden läuft einen Bogen um die Kugel, notiert die Ergebnisse und präsentiert sie dem anderen. Dieser überprüft sie. Sagt er nun:
a) Die mittlere Zeitdifferenz ist null, da er selbst sich relativ zur Kugel in Ruhe befand.
b) Die mittlere Zeitdifferenz ist null, da sich die Apparatur relativ zu den Lichtquanten in Ruhe befand.
c) Die mittlere Zeitdifferenz ist größer als null, weil sich der eine Wissenschaftler relativ zur Kugel bewegt hat.
d) Der andere Wissenschaftler habe sich geirrt, da steht doch was ganz anderes.
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 21:53 Di 08.09.2009 | | Autor: | rainerS |
Hallo!
Deine Beschreibung ist leider nicht ausreichend, mir ist nicht klar, was du fragst.
> also der Relativitätstheorie zufolge ist die
> Lichtgeschwindigkeit im Vakuum gegenüber jedem Beobachter
> konstant. Was zählt alles als Beobachter?
Nein. Die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum ist konstant und in allen Bezugssystemen gleich. Punkt. Von Beobachtern ist nicht die Rede.
> Nehmen wir ein Gedankenexperiment als Beispiel: zwei
> Wissenschaftler stehen um eine Hohlkugel herum,an deren
> Mittelpunkt eine Leuchtdiode befestigt ist. Es werden
> regelmäßig Lichtimpulse ausgestrahlt, die an der Wand der
> Kugel gemessen werden.
> Befindet sich die Kugel in Ruhe, so wird an allen Achsen
> die gleiche Zeit gemessen.
Welche Zeit? Ich nehme an, du meinst, dass an der Außernseite der Kugel miteinander synchronisierte Uhren angebracht sind, die den Zeitpunkt des Eintreffens des Lichtsignals messen. Wenn sie alle den gleichen Abstand von der Lichtquelle haben, registrieren sie das Eintreffen der Lichtblitze zum gleichen Zeitpunkt.
> Wenn sie sich in Bewegung befindet, wird in
> Bewegungsrichtung eine Zeitdifferenz zur vorigen Anordnung
> gemessen (senkrecht dazu muss das Weg ja einen geometrisch
> längeren Weg zurücklegen, das kann mit einer
> komplizierteren Konstruktion vermieden werden, sodass die
> dort gemessene Zeit sich nicht ändert).
OK, jetzt redest du davon, dass die Hohlkugel mit der Lichtquelle sich relativ zu den Uhren bewegt, und die Uhren sollen relativ zueinander in Ruhe sein?
> Nun wird nicht die Kugel bewegt, sondern einer der beiden
> läuft einen Bogen um die Kugel, notiert die Ergebnisse und
> präsentiert sie dem anderen.
Welche Ergebnisse? Ich vermute mal, du meinst, eine Uhr wird im Kreis um die Hohlkugel bewegt und jedesmal, wenn ein Lichtblitz registriert wird, der Zeitpunkt vermerkt.
> Dieser überprüft sie.
Was heisst das? Was misst er?
> Sagt
> er nun:
>
> a) Die mittlere Zeitdifferenz ist null, da er selbst sich
> relativ zur Kugel in Ruhe befand.
> b) Die mittlere Zeitdifferenz ist null, da sich die
> Apparatur relativ zu den Lichtquanten in Ruhe befand.
> c) Die mittlere Zeitdifferenz ist größer als null, weil
> sich der eine Wissenschaftler relativ zur Kugel bewegt
> hat.
> d) Der andere Wissenschaftler habe sich geirrt, da steht
> doch was ganz anderes.
Die mittlere Zeitdifferenz zwischen welchen Ereignissen? Ich verstehe die Frage noch nicht. Meinst du den mittleren zeitlichen Abstand zweier unmittelbar nacheinander registrierter Lichtblitze?
Was genau möchtest du mit diesem Gedankenexperiment demonstrieren?
Viele Grüße
Rainer
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 22:36 Di 08.09.2009 | | Autor: | Niladhoc |
Hallo,
erst einmal danke für die Antwort, entschuldige bitte die Formulierungen, ich meinerseits weiß nicht ganz wann eine Aussage konkret ist (maleure passieren mir öfters). Ich werde versuchen Umschweife zu umgehen.
Also es geht mir vor allem um den Begriff "Gleichzeitigkeit", in unterschiedlichen Bezugssystemen finden unterschiedliche Ereignisse gleichzeitig statt, sprich die Zeigerstellungen mehrerer am selben Ort A synchron gemachten, baugleicher "Unruhuhren" unterscheiden sich.
Im Unterricht wurde es das Beispiel der Myonen, die in der Ionosphäre entstehen und deren Zerfall durch die Zeitdilatation verzögert wird angesprochen.
Nimmt man an sie seien relativ zur Erde bewegt, so folgt daraus, dass deren Zeit langsamer vergeht und sie später zerfallen. Nimmt man an, die Myonen seien in Ruhe und die Erde bewege sich relativ, so zerfiele der Großteil der Myonen und könnte nicht gemessen werden.
(Das Zwillingsparadoxon kann man umkehren, sodass der Zwilling auf der Erde langsamer altert).
Nun geschieht im historischen Zusammenhang (Kausalitätskette) nur eines von beidem. Heißt das nun dass unser Universum einen festen Bezugspunkt hat, der diese Kausalitätskette hervorbringt oder übersehe ich da etwas Grundlegendes?
mfg
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(Antwort) fertig | | Datum: | 22:44 Di 08.09.2009 | | Autor: | rainerS |
Hallo!
> Hallo,
>
> erst einmal danke für die Antwort, entschuldige bitte die
> Formulierungen, ich meinerseits weiß nicht ganz wann eine
> Aussage konkret ist (maleure passieren mir öfters). Ich
> werde versuchen Umschweife zu umgehen.
>
> Also es geht mir vor allem um den Begriff
> "Gleichzeitigkeit", in unterschiedlichen Bezugssystemen
> finden unterschiedliche Ereignisse gleichzeitig statt,
> sprich die Zeigerstellungen mehrerer am selben Ort A
> synchron gemachten, baugleicher "Unruhuhren" unterscheiden
> sich.
>
> Im Unterricht wurde es das Beispiel der Myonen, die in der
> Ionosphäre entstehen und deren Zerfall durch die
> Zeitdilatation verzögert wird angesprochen.
>
> Nimmt man an sie seien relativ zur Erde bewegt, so folgt
> daraus, dass deren Zeit langsamer vergeht und sie später
> zerfallen. Nimmt man an, die Myonen seien in Ruhe und die
> Erde bewege sich relativ, so zerfiele der Großteil der
> Myonen und könnte nicht gemessen werden.
> (Das Zwillingsparadoxon kann man umkehren, sodass der
> Zwilling auf der Erde langsamer altert).
>
> Nun geschieht im historischen Zusammenhang
> (Kausalitätskette) nur eines von beidem. Heißt das nun
> dass unser Universum einen festen Bezugspunkt hat, der
> diese Kausalitätskette hervorbringt oder übersehe ich da
> etwas Grundlegendes?
Nein, daraus kannst du keinen festen Bezugspunkt konstruieren. Du vergleichst Äpfel mit Birnen. 
Schau dir mal diese Antwort an. Dort wurde im Prinzip die gleiche Frage gestellt, nur nicht mit Myonen und Erde, sondern mit einem Astronauten, der an einer Messstrecke vorbeifliegt.
Viele Grüße
Rainer
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