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Ich
Anmeldedatum: 29.06.2006
Beiträge: 624
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 Verfasst am: 18.01.2007, 09:43 Titel: |
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Was wäre, wenn auf einem sehr direktem Wege (hoher Wirkungsgrad und damit möglichst geringe Nebeneffekte, die das Experient beeinflussen könnten, z.B. mit einem Laserstrahl in einer Vakuum-Röhre) eine Absolutbewegung zum Äther nachgewiesen werden könnte?
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Dann hätte man es längst getan.
Was propagierst du hier? Die Lorentz'sche Deutung der Welt? Die ist experimentell ununterscheidbar von der RT.
Oder irgendeine andere Theorie? Dann sag konkret, für welches Experiment die Theorie welches abweichende Ergebnis voraussagt. Und ich sag dir, ob dieses Experiment bereits durchgeführt wurde und mit welchem Ergebnis.
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Optimist71
Anmeldedatum: 03.07.2006
Beiträge: 367
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| Verfasst am: 19.01.2007, 10:37 Titel: |
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Waverider schrieb:
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Jetzt musst du mir mal helfen: Was ist der Unterschied zwischen "Konstanz" und "Invarianz" ? Letzter Begriff heißt doch auf deutsch "Unveränderlich" was für mich das gleiche wie "Konstanz" ist.
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Hallo Waverider,
zwischen Konstanz und Invarianz besteht schon ein wesentlicher Unterschied. Eine konstante ist zeitlich unveraenderlich, fuer eine invariante Groesse dagegen wird, unabhaengig vom Bezugssystem des Beobachters, immer der gleiche Wert gemessen.
Einfaches Beispiel im klassischen dreidimensionalen Raum: Eine Strecke delta s. Diese kann ich ueber Pythagoras mit Hilfe der Koordinatendifferenzen delta x, delta y und delta z bestimmen. Wechselt der Beobachter das Koordinatensystem (das z.B. zum ersten System um einen bestimmten Winkel gedreht ist und / oder entlang eines Abstandes d verschoben ist), wird er fuer delta x, delta y und delta z i.a. verschiedene Werte erhalten. Das Ergebnis fuer delta s ist aber das gleiche. Die Strecke s ist also eine Invariante.
Sie muss deshalb noch lange nicht konstant sein. Die Laenge eines Stabes kann z.B. mit der Temperatur variieren. Der Messwert haengt jedoch nicht von der Wahl des Koordinatensystemes ab ==> daher Invarianz.
Im vier-dimensionalen Fall (mit der (Licht-)Zeit c*t als vierter Koordinate) sind Groessen eben dann invariant, wenn fuer verschiedene delta x, delta y, delta z und c * delta t der gleiche Wert herauskommt. In der Praxis bedeutet dass eben auch, dass verschiedene Bezugssysteme sich jetzt relativ zueinander gleichfoermig bewegen koennen, und trotzdem ist die Groesse invariant. Man spricht dann auch von Bewegungsinvarianz.
Im Falle der Lichtgeschwindigkeit gilt, dass diese sowohl konstant als auch bewegungsinvariant ist.
- Konstant, weil Kehrwehrt der Wurzel aus dem Produkt zweier Naturkonstanten epsilon0 und mu0.
- Invariant, weil dieser konstante Wert als Ausdruck der Ausbreitungsgeschwindigkeit in der Wellengleichung auftaucht, die sich wiederum aus den Maxwellschen Gleichungen herleiten laesst. Irgendwelche Ausdruecke, die von delta x, delta y, delta z oder delta t abhaengen, kommen eben nicht vor im Ausdruck 1/sqrt(epsilon0*mu0).
Ærbødigst
-- Optimist
P.S. Verspaetetes frohes neues Jahr an alle hier im Forum!
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"Det er meget nedslående å leve i en tid da det er lettere å sprenge et atom enn en fordom."
A. Einstein |
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ralfkannenberg
Anmeldedatum: 22.02.2006
Beiträge: 4788
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| Verfasst am: 19.01.2007, 11:23 Titel: |
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Optimist71 schrieb am 19.01.2007 10:37 Uhr:
Waverider schrieb:
| Zitat: |
Jetzt musst du mir mal helfen: Was ist der Unterschied zwischen "Konstanz" und "Invarianz" ? Letzter Begriff heißt doch auf deutsch "Unveränderlich" was für mich das gleiche wie "Konstanz" ist.
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Hallo Waverider,
zwischen Konstanz und Invarianz besteht schon ein wesentlicher Unterschied. Eine konstante ist zeitlich unveraenderlich, fuer eine invariante Groesse dagegen wird, unabhaengig vom Bezugssystem des Beobachters, immer der gleiche Wert gemessen.
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Danke Optimist !
Sorry Waverider, ich habe Deine Frage erst jetzt gesehen 
Vielleicht mit "meinen" Worten:
Eine Funktion ist konstant, wenn f(x) = k, unabhängig von x.
Eine Funktion ist invariant bezüglich einer Funktion F, wenn gilt F(f(x)) = f(x).
Beispiele:
Die Lichtgeschwindigkeit ist konstant über unterscheidliche Frequenzen, sie ist aber beispielsweise nicht kontant über unterschiedliche Brechungsindizes.
Die Vakuumlichtgeschwindigkeit ist invariant bezüglich konstant bewegter Bezugssysteme; in der klassischen Physik (Galileo-Transformation) indes glaubte man, die Zeit sei invariant bezüglich konstant bewegten Bezugssysteme.
Freundliche Grüsse, Ralf |
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Waverider
Anmeldedatum: 17.01.2007
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| Verfasst am: 20.01.2007, 16:23 Titel: |
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Joachim schrieb am 18.01.2007 09:04 Uhr:
... Die Tatsache, dass dir und ein paar anderen die Erklärungen der SRT und ART nicht zusagen, ist noch kein Gegenargument. Das Bessere ist des Guten Feind. Wo bleibt die bessere Theorie?
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Wenn ich mit einer Lichtuhr die Zweiweg-LG messe, indem ich die halbe Länge der Messstrecke durch die erhaltenen Zeit dividiere, erhalte ich in jedem IS, egal welche Absolutgeschw. es zu einem im Äther ruhenden IS hat, immer den gleichen Wert. Es relativiert sich der Gang einer Lichtuhr, welcher als Massstab der Zeitmessung in einem IS dient, genau um den selben Betrag 1/(1-v^2/c^2) wie das Lichtsignal zum Durchlauf ABA benötigt. Nur aus diesem Grund erhält man in jedem IS für "c" immer den gleichen Wert. Nur so ist das Einstein'sche Postulat von der Invarianz der LG zu verstehen.
Etwas süfisant könnte man vergleichsweise auch sagen:
3+5=8
Nun kommt ein Schlaumayer daher und postuliert 3-->2 und 5-->6. Damit hätten die neuen Prämissen 2 und 6 zwar keinen Bezug mehr zur Realität würden aber in ihrer Summe den ursprünglichen Wert 8 ergeben.
Mit "8" könnten alle Experimente gut erklärt werden, nur keiner weiß, wie "8" zustande kommt. Theorien dafür gäbe es viele, nur keine davon kann falsifiziert werden. Warum? Im Fall der SRT sind alle kinematischen Herleitungen zirkelschlüssig, auch die von Einstein.
Moral: Die Experimente bestätigen die Ergebnisse der Theorie, nicht aber ihre Herleitung, denn diese ist nicht schlüssig.
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Waverider schrieb:
Die Längenkontraktion hat er dann einfach erhalten, in dem er den Lichtweg äquivalent zur Lichtlaufzeit gesetzt hat, dabei aber Lichtweg und eigentliche Länge der Messstrecke verwechselt.
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| Zitat: |
Joachim schrieb
Verwechselt hat Einstein hier gar nichts. Die ganze Herleitung beruht auf das Relativitätsprinzip: Die physikalischen Gesetzmäßigkeiten sollten in zueinander geradlinig gleichförmig bewegten Koordinatensystemen identisch beschrieben werden können. Das ist natürlich ein Postulat, aber eines das sich bereits vorher in der Mechanik bewährt hatte und mit der SRT auch auf die Elektrodynamik anwendbar wurde.
Gruß,
Joachim
P.S.: Auch wenn tatsächlich niemand ein Elektron sah, lässt sich kaum leugnen, dass das Elektron das am besten erforschte Elementarteilchen überhaupt ist.
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Hier gilt das oben gesagte entsprechend:
Will ich ein physik. Gesetz bezüglich einem Beobachter eines beliebigen IS invariant machen, muss ich zwangsläufig andere, bisher als absolut betrachtete Größen relativieren. Dies bräuchte ich aber nicht, wenn ich z.B. ein viel schnelleres Signal als e.m.Signale für die Uhrensynchronisation zur Verfügung hätte.
Ein Pragmatiker respektive Positivist würde mir jetzt immer entgegenhalten:
Solange wir ein solches Signal nicht kennen, halte ich mich an die Einstein'sche (relative) Uhrensynchronisation und den Vorgaben der RT.
Ich kann ihm nun nichts weiter entgegensetzen. Nur den einen Gedanken:
Der Mensch respektive seiner Hilfsmittel ist immer nur in der Lage, einen sehr kleinen Teil der objektiven Realität wahrzunehmen. Die Grenzen der Wahrnehmbarkeit liegen insbesondere unterhalb submikroskopischer und oberhalb makroskopischer Auflösung. Um zu einer logisch einwandfreien und schlüssigen Theorie zu gelangen, müssen wir an den Grenzen dieser Wahrnehmbarkeit deshalb quasi Postulate setzen.
Es ist nun Ansichtssache, ob man davon ausgeht, dass sich die Materie in jenem, was wir wahrnehmen erschöpft, oder ob diese Materie noch andere unseren Sinnen und Messgeräten verborgenen Strukturen hat.
Für die Aufstellung nützlicher und anwendbarer Theorien ist der Pragmatiker im Vorteil, bezüglich der erkenntnistheoretischen Grundlagenforschung wäre eine gewisse materialistische Auffassung dienlich.
Gruß Waverider |
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Waverider
Anmeldedatum: 17.01.2007
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| Verfasst am: 20.01.2007, 16:32 Titel: |
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| Zitat: |
Optimist71 schrieb am 19.01.2007 10:37 Uhr:
Waverider schrieb:
| Zitat: |
Jetzt musst du mir mal helfen: Was ist der Unterschied zwischen "Konstanz" und "Invarianz" ? Letzter Begriff heißt doch auf deutsch "Unveränderlich" was für mich das gleiche wie "Konstanz" ist.
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Hallo Waverider,
zwischen Konstanz und Invarianz besteht schon ein wesentlicher Unterschied. Eine konstante ist zeitlich unveraenderlich, fuer eine invariante Groesse dagegen wird, unabhaengig vom Bezugssystem des Beobachters, immer der gleiche Wert gemessen....
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Danke Ralf und Optimist 71, Unterschied wurde erkannt, werde mich in Zukunft daran halten 
Gruß Waverider |
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Waverider
Anmeldedatum: 17.01.2007
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| Verfasst am: 20.01.2007, 17:04 Titel: |
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| Zitat: |
ralfkannenberg schrieb am 17.01.2007 19:43 Uhr:
| Zitat: |
Waverider schrieb am 17.01.2007 19:35 Uhr:
Auch Einstein hat nie abgestritten, dass es einen solchen Träger e.m. Wellen gibt, er hat lediglich seine SRT so "aufgebaut", dass er den "Äther"für seine Theorie nicht mehr benötigt hat.
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Hallo Waverider,
ich nehme an, Du beziehst Dich auf Einsteins berühmte Rede, die er am 5.Mai 1920 an der Universität Leiden gehalten hat. In dieser Rede hat er einen historischen Abriss über die unterschiedlichen Ätherbegriffe ab der zweiten Hälfte des 19.Jahrhunderts getätigt und auch eine Verallgemeinerung vorgenommen, in der ein Ätherbegriff beibehalten werden kann:
| Zitat: |
Indessen lehrt ein genaueres Nachdenken, daß diese Leugnung des Äthers nicht notwendig durch das spezielle Relativitätsprinzip gefordert wird. Man kann die Existenz eines Äthers annehmen; nur muß man darauf verzichten, ihm einen bestimmten Bewegungszustand zuzuschreiben, d.h. man muß ihm durch Abstraktion das letzte mechanische Merkmal nehmen, welches ihm Lorentz noch gelassen hatte.
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Freundliche Grüsse, Ralf
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Obwohl es sehr schwer vorstellbar ist, dass sich e.m. Wellen ohne Medium ausbreiten, wäre es für eine Theorie zunächst nicht notwendig, dem Äther eine bestimmte mech. Eigenschaft zuzuordnen.
Da aber jede Geschwindigkeit, auch "c", immer einen Bezugspunkt benötigt, genügt es, dem Äther zunächst nur das eine abstrakte Merkmal zuzuschreiben, Bezugspunkt von "c" zu sein.
Um Missverständnissen vorzubeugen: Nach meiner Auffassung trägt der Äther nicht die e.m. Signale mit sich fort, sondern e.m. Wellen benutzen die submikroskopischen Strukturen des Äthers, um sich bezüglich dieses Äthers mit "c" fortzubewegen.
Gruß Waverider |
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Joachim
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| Verfasst am: 20.01.2007, 17:36 Titel: |
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Hallo Waverider,
du scheinst anzunehmen, es gäbe nur Einwegmessungen der Lichtgeschwindigkeit. Auch wenn ich das aus dem Gesamtzusammenhang deiner Texte entnehme, zitiere ich mal einen Ausschnitt, der das besonders gut wiedergibt.
| Zitat: |
Waverider schrieb am 20.01.2007 16:23 Uhr:
Wenn ich mit einer Lichtuhr die Zweiweg-LG messe, indem ich die halbe Länge der Messstrecke durch die erhaltenen Zeit dividiere, erhalte ich in jedem IS, egal welche Absolutgeschw. es zu einem im Äther ruhenden IS hat, immer den gleichen Wert.
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Es wurden aber durchaus auch Experimente durchgeführt, in der die Isotropie (=Richtungsunabhängigkeit) der Lichtausbreitung untersucht wurde. Sie dir zum beispiel mal dieses Experiment zur Koinzidenz zweier Photonen (das zweite Experiment auf der Seite). Dort wird die Laufzeit zweier Photonen ermittelt, die genau zwischen zwei Detektoren entstehen. Das Ergebnis ist eindeutig. Es ist außerdem die Basis der Postitronen-Emissions-Tomographie (PET) als medizinische Diagnose-Methode.
Auch das Michelson-Morley-Experiment vergleicht zwei zueinander rechtwinklig angeordnete Lichtwege und könnte so eine Bewegung gegenüber dem Äther detektieren.
Es gibt also durchaus genügend experimentelle Bestätigungen für das Relativitätsprinzip, auf dem Einstein seine Theorie aufgebaut hat.
Gruß,
Joachim
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Waverider
Anmeldedatum: 17.01.2007
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| Verfasst am: 20.01.2007, 17:54 Titel: |
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Hallo, Joachim
Kleiner Denkfehler von mir, sorry:
Es muss natürlich heißen "wenn ich die doppelte Länge der Messstrecke durch die Laufzeit ABA dividiere, erhalte ich immer 'c'....."
Im Gegenteil, sowohl Einweg- als auch Zweiwegmessungen (erstere mit Hilfe von nach Einstein relativ synchronisierten Uhren) ergeben in jedem IS immer "c". Das könnte ich dir auch mal mathemat. vorrechnen, durch einige kinematische Überlegungen könnte man auch selber drauf kommen.
Gruß Waverider |
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Waverider
Anmeldedatum: 17.01.2007
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| Verfasst am: 20.01.2007, 19:35 Titel: |
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| Zitat: |
Joachim schrieb am 20.01.2007 17:36 Uhr:
Es wurden aber durchaus auch Experimente durchgeführt, in der die Isotropie (=Richtungsunabhängigkeit) der Lichtausbreitung untersucht wurde. Sie dir zum beispiel mal dieses Experiment zur Koinzidenz zweier Photonen (das zweite Experiment auf der Seite). Dort wird die Laufzeit zweier Photonen ermittelt, die genau zwischen zwei Detektoren entstehen. Das Ergebnis ist eindeutig. Es ist außerdem die Basis der Postitronen-Emissions-Tomographie (PET) als medizinische Diagnose-Methode.
Auch das Michelson-Morley-Experiment vergleicht zwei zueinander rechtwinklig angeordnete Lichtwege und könnte so eine Bewegung gegenüber dem Äther detektieren.
Es gibt also durchaus genügend experimentelle Bestätigungen für das Relativitätsprinzip, auf dem Einstein seine Theorie aufgebaut hat.
Gruß,
Joachim
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Ich bin wie gesagt kein Experimentalphysiker, wenn ich das Experiment richtig verstehe, soll hier die Invarianz der LG (Gamma-Quanten des Pions) in Abhängigkeit der Geschwindigkeit der Quelle (Pionen mit 0,2*LG) nachgewiesen werden.
Wenn man davon ausgeht, dass sich Photonen nicht nach den Gesetzen der Balistik bewegen, sondern nach Emission derart mit dem Äther wechselwirken, dass diese sich mit "c" bezüglich dieses Äthers bewegen, habe ich bezüglich des Postulates, dass sich Photonen unabhängig von der Bewegung der Quelle ausbreiten, kein Problem.
Das Problem liegt vielmehr in der Messung der "Gleichzeitigkeit" beim Auftreffen der Quanten im jeweiligen Detektor, was praktisch absolut synchronisierte Uhren in der "Nähe" der beiden Detektoren voraussetzt. Würde man jedoch die an den Detektoren ankommenden Signale an einen zentralen Punkt zurückführen und dann bezüglich der Gleichzeitigkeit messen, hätte man wieder einen Laufzeitunterschied, der den der Quanten wieder ausgleichen würde und damit einen Zirkelschluss:
Synchronisiert man also nach Einsteins Methode zwei Uhren in einem relativ zum Äther bewegten IS, so wird eine der beiden Uhren immer um die Laufzeitdifferenz der beiden Lichtsignale nachgehen, dummerweise genau um den Betrag, den ein Lichtstrahl bei einer Einwegmessung von A nach B länger braucht als bei einer Einwegmessung von B nach A. Egal mit welcher Relativgeschwindigkeit sich das IS zum Äther bewegt, mit Einsteins (relativer) Synchronisationsmethode ergibt sich praktisch immer ein synchroner Lauf der Signale von A nach B und von B nach A:
Von der geometr. Mitte M einer Strecke AB wird ein Synchronisationssignal gleichzeitig nach A und B ausgesandt.
Für die Strecke MA entgegen "v" ("v" ist hierbei die Absolutgeschwindigkeit gegenüber dem Äther) ergibt sich eine Laufzeit von
Eine Einwegmessung von "c" suggeriert also immer nicht nur eine Invarianz von "c", sondern auch eine Symmetrie für Hin- und Rückweg, egal wie groß die Geschwindigkeit des IS bezüglich eines Äthers wäre. Somit ist evident, dass auch Zweiwegmessungen in jedem IS immer den gleichen Wert von "c" anzeigen.
Dieser "Mythos" von der ewigen Invarianz von "c" in allen IS ist also durch die Relativierung der Zeitmessgeräte (Lichtuhren) und des Bezugsystems von "c" (jeweiliges IS), jeweils um den gleichen Faktor, zu erklären.
Insofern hat Einstein nicht den Äther abgeschafft, sondern er hat ihn für seine weitere Theorie nicht mehr benötigt, er hat in seine Theorie quasi einen Freiheitsgrad eingeführt, wodurch die Festlegung von v (hier: absolute Geschwindigkeit des IS bezüglich eines Äthers) nun nicht mehr notwendig war.
Mit dieser mathematisch nachgewiesenen Tatsache kann man nun beliebig postulieren:
Ich benötige ja nun keinen Äther mehr und die Isotropie und Invarianz der Lichtausbreitung ist "nachgewiesen".
Mitnichten. Die Einstein'sche RT ist genaugenommen ein Kompromiss aufgrund praktisch unmöglicher absoluter Synchronisation von Uhren und der damit verbunden unmöglichen Feststellung der absoluten Gleichzeitigkeit von Ereignissen an verschiedenen Orten
Solange die zu beobachtenden Ereignisse eine sehr kleine Geschwindigkeit bezüglich des benutzten Signalübertragungsverfahrens (e.m.Signal) haben, reicht die Feststellung der Gleichzeitigkeit den Genauigkeitsanforderungen.
Erst bei höheren "relativistischen" Geschwindigkeiten nahe "c" macht sich die relative Gleichzeitigkeit (z.B. von Uhren) bemerkbar, welche dann mittels der Lorentz-Transformation "ausgeglichen" werden soll.
Eine absolute Gleichzeitigkeit zwischen an verschiedenen Orten stattfindenden Ereignissen könnte nur mit einem Signal, welches eine unendliche Geschwindigkeit hat, festgestellt werden. Deshalb bleibt uns vorläufig praktisch nur die relative Synchronisation von Uhren und damit die Anwendung der RT.
Gruß Waverider
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Joachim
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| Verfasst am: 20.01.2007, 19:35 Titel: |
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Waverider schrieb am 20.01.2007 17:54 Uhr:
Im Gegenteil, sowohl Einweg- als auch Zweiwegmessungen (erstere mit Hilfe von nach Einstein relativ synchronisierten Uhren) ergeben in jedem IS immer "c".
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Sieh dir doch das Experiment lieber vorher an. Dort gibt es keine nach Einstein synchronisierten Uhren. Die beiden Photonen werden in gegenüberliegenden Detektoren nachgewiesen und über BNC-Kabel werden die Signale dann zum Zeit-zu-Amplituden-Konverter geleitet. Würde statt der Lorentztransformation die Galileotransformation mit klassischem Lichtäther gelten, dann würde eine Bewegung gegenüber dem Äther stärker auf das Lichtsignal wirken, dass immer zum Äther die Geschwindigkeit c hat, als auf das elektrische Signal im Kabel, das hauptsächlich durch die Bewegung der Elektronen im Kabel getragen wird.
Auch beim Michelson-Morley-Experiment werden keine nach Einstein synchronisierten Uhren benötigt.
Gruß,
Joachim
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Waverider
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| Verfasst am: 20.01.2007, 19:42 Titel: |
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Joachim, willst du mir die Relativität der Zeit am praktischen Beispiel nachweisen, indem du mir noch fast in der gleichen Sekunde auf meinen riesenlangen Thread antwortest oder bist du Hellseher 
Gruß Waverider |
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Waverider
Anmeldedatum: 17.01.2007
Beiträge: 179
Wohnort: Radeberg
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| Verfasst am: 20.01.2007, 19:59 Titel: |
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| Zitat: |
Joachim schrieb am 20.01.2007 19:35 Uhr:
Sieh dir doch das Experiment lieber vorher an. Dort gibt es keine nach Einstein synchronisierten Uhren. Die beiden Photonen werden in gegenüberliegenden Detektoren nachgewiesen und über BNC-Kabel werden die Signale dann zum Zeit-zu-Amplituden-Konverter geleitet. Würde statt der Lorentztransformation die Galileotransformation mit klassischem Lichtäther gelten, dann würde eine Bewegung gegenüber dem Äther stärker auf das Lichtsignal wirken, dass immer zum Äther die Geschwindigkeit c hat, als auf das elektrische Signal im Kabel, das hauptsächlich durch die Bewegung der Elektronen im Kabel getragen wird.
Auch beim Michelson-Morley-Experiment werden keine nach Einstein synchronisierten Uhren benötigt.
Gruß,
Joachim
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Richtig, beim MME braucht man keine absolut synchronisierten Uhren, weil man hier mittels Interferometer Wellenlängen vergleicht, dabei aber durch Drehung der Messapparatur die Lage der beiden Arme bezüglich des IS verändert und man somit keine mögliche reale Längenkontraktion ausschliesen könnte, die ja Fitzgerald und dann Lorentz als Argument des Nullergebnisses des MME hypothetisch annahmen.
Um dies zu umgehen, müsste man ein Nachweis des Äthers nur mit Hilfe einer unveränderten Messstrecke AB vornehmen und sich dabei auf eine Einwegmessung der LG beschränken. Dies wäre aber dann nur mit synchr. Uhren in A und B möglich, womit wir wieder beim alten Problem wären. |
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