Spiegel auf fast c

[sale]

Hallo mal wieder!

Mir ist beim erneuten Durchgehen des Experiments eine neue Frage aufgetreten, welche ich z.Z. nicht selbst beantworten kann. Vl. könnt ihr mir wieder helfen.


Szenario:

Wir sind im nicht-relativistischen Fall. Wir nehmen nicht-EM-Wellen und eine Oberfläche / einen Körper zum reflektieren / spiegeln. Die Apparatur sehe so aus wie am Anfang dieses Threads, sprich Spiegel und Detektor. Sie bewege sich an uns vorbei mit einer Geschwindigkeit von, sagen wir einmal 1m/s. Die nicht-EM-Wellen bewegen sich mit 1.1 m/s. Diesmal aber ist der Winkel zw. „Spiegel“ (reflektierende Oberfläche) und Detektor der gleiche, wie der bei der schnell bewegten Apparatur, sprich an die 90°, sagen wir 88.8°. Der Detektor ist auch von Anfang an kürzer gebaut.
Wir simulieren sozusagen den Fall des fast senkrecht stehenden Spiegels und die ihm nachfliegenden Wellen, im nicht-relativitischen Falle. Die Differenz zwischen den Geschwindigkeiten Aparatur-Wellen sei die gleiche wie Anfangs zwischen Spiegel und Licht. Der Beobachter sieht beide Male eine minimale Differenz.


Meine Frage: sieht der Beobachter die Wellen so reflektieren, sodass der Detektor erreicht wird? Stellt er sich auf die Apparatur, sprich ist er im Ruhesystem (der Winkel ist immer noch 88.8°) sollten die Wellen den Detektor nicht erreichen. Was sieht er als externer Beobachter? Wo ist der Unterschied zum relativistischen Falle?


LG
sale

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Hallo!

Ich habe mir das jetzt noch nicht so genau durchdacht, aber auf diese Frage möchte ich Dir trotzdem schon eine Antwort geben:

[sale]

Hallo Marco!

Kann man das nicht wiederum mit dem Impuls rechnen so wie einst? Müssen nicht unbedingt Wellen sein.

Grüße

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Hallo!

Klar, auch hier kann man mit dem Impuls rechnen. Im Prinzip ist das ja ein elastischer Stoß zwischen Spiegel und Teilchen. Da kann man ganz normal mit den nicht-relativistischen Formeln rechnen und wird dann herausfinden, dass sowohl im Spiegel-Ruhesystem, wie auch im "bewegtem-Spiegel-System" das selbe Ergebnis raus kommt. Hier allerdings, dass das Teilchen den Spiegel wohl eher nicht treffen wird.
Ich denke, dass der Unterschied zum relativistischen Fall mit Licht ist, dass das reflektierte Teilchen sich nach dem Stoß fest in Ruhe befinden wird und der Detektor mit einer viel größeren Geschwindigkeit sich bewegt. Bis das Teilchen auf der Ebene des Detektors ist, ist der Detektor schon weit weg. Im Unterschied dazu ist die Geschwindigkeit des reflektierten Photons aber immer noch c (dafür machen wir ja das ganze Zeug mit Lorentz-Transformation und so...) und ist damit auch viel schneller auf der Detektor-Ebene.
Mit anderen Worten: Wenn Du den relativistischen Fall nicht-relativistisch nachbauen wolltest, müsstest Du das reflektierte Teilchen bei der Reflexion nochmal einen Stubs geben, so dass es wieder genau seine Geschwindigkeit vom Anfang hat. Dieser Stubs wäre aber vom Bezugssystem abhängig, weil ja auch die Anfangsgeschwindigkeit in jedem Bezugssystem unterschiedlich ist. Was genau quantitativ mit der Flugrichtung passiert, das müsste man sich mal überlegen. Es kann gut sein, dass die Reflexionsrichtung in den beiden Situation auch wieder unterschiedlich ist und nicht nur die Absolutgeschwindigkeit nach der Reflexion. Aber lohnt sich das wirklich, das zu rechnen?

Gruß
Marco

[sale]

Hallo!

Rechnen müssen wir noch nicht. Aber wie du am Ende angedeutet hast, müsste auch die Reflexionsrichtung eine andere sein. Nur, warum?

Gruße
sale

[sale]

Nabend.

Nochmals. Der Reflexions-Winkel müsste im relativistischen Falle größer sein, als im nicht relativistischen Falle. Mit der LK hätte ich ihn - wenn überhaupt - kleiner eingeschätzt.

Im nichtrel. Falle könnte man etwas tun: das reflektierte Teilen wird nach der Reflexion beschleunigt; egal auf welchen Wert. Es sollte den Detektor trotzdem nie erreichen. Oder?

Grüße,
sale

[sale]

Hallo nochmals.

Allgemeine Frage. Wieder bei den EM-Wellen. Konvergiert die Geschwindigkeit des Spiegels gegen c, konvergiert auch der Winkel zum Detektor gegen 90 und somit auch der Brechungswinkel gegen 180. Aight?

Sei nun der Winkel im bewegten Falle genau 90° groß (d.h. im Ruhesystem auch bereits). Das Photon wird exakt zurückreflektiert. Ist der Spiegelwinkel 89.9999999999999999° groß, ist der Reflexionswinkel nahezu 180°. Spiegelwinkel = 90.0, so ist der Reflexionswinkel 0°. Aight?


Grüße,
sale

[sale]

Irgendeine Antwort?