Die Gewinner des UWudL-Quiz vom Dezember 2018 Zu den Gewinnern

Willkommen, Gast
Benutzername: Passwort: Angemeldet bleiben:
  • Seite:
  • 1

THEMA: Gedankenexperiment bewegte Lichtuhr

Gedankenexperiment bewegte Lichtuhr 14 Nov 2018 10:57 #44918

Liebes Forum!

Beim klassischen Gedankenexperiment mit der Lichtuhr, die sich im fahrenden Zug befindet, habe ich zwei Probleme, dich mich schon seit längerem beschäftigen. Wäre super, wenn mir das jemand beantworten könnte.
Die Fragen beziehen sich auf den ruhenden Beobachter, der die bewegte Lichtuhr beobachtet.

1. Angenommen, der Photodetektor, der den reflektierten Strahl registriert, würde auch die Lichtintensität messen und die Lichtintensität würde mit der Weglänge des Lichtes abnehmen.
Wenn nun der ruhende Beobachter eine Laufzeitverlängerung des Lichtstrahls aufgrund der längeren Strecke feststellt, müsste dieser nicht auch eine Abnahme der Lichtintensität aufgrund des längeren Laufweges feststellen, die der bewegte Beobachter aber nicht feststellen wird?

2. Müsste sich der ruhende Beobachter nicht irgendwie darüber wundern, dass die Lichtuhr den Lichtstrahl plötzlich nicht mehr vertikal nach oben, sondern schräg aussendet? Dass also in der bewegten Lichtuhr plötzlich andere physikalische Effekte zum Tragen kommen als in der ruhenden?

Vielen Dank,
rd

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

Verwandte Themen

Betreff des ThemasRelevanzDatum des letzten Beitrages
SRT Zeitdilatation Lichtuhr6.84Donnerstag, 13 Dezember 2018
Bewegte Uhren 26.16Donnerstag, 15 Februar 2018
Bewegte Uhrensysteme6.16Donnerstag, 21 Dezember 2017
Bewegte Uhren - Eigenzeitvarianz und Längenkontraktionsproblem6.03Samstag, 24 März 2018
Gedankenexperiment mit Spiegeln5.01Mittwoch, 23 August 2017
Problem bei Gedankenexperiment mit der RT5.01Freitag, 23 Dezember 2016
Gedankenexperiment Quantentelefon5.01Freitag, 27 Mai 2016
Gedankenexperiment - Zeitdilatation5.01Donnerstag, 12 April 2018
Gedankenexperiment und Logik5.01Dienstag, 15 Mai 2018
Gedankenexperiment zu Naturkonstanten-Zusammenhang4.95Montag, 21 März 2016

Gedankenexperiment bewegte Lichtuhr 14 Nov 2018 11:51 #44920

  • Rupert
  • Ruperts Avatar
  • Offline
  • Benutzer ist gesperrt
  • Benutzer ist gesperrt
  • Beiträge: 816
  • Dank erhalten: 145
Servus,

was meinst Du denn mit „Lichtintensität“?
Das, was man klassischer Weise als Lichtstärke oder allgemein als Strahlungsintensität bezeichnet? Das ist ja definiert als \(\frac{Strahlungsleistung}{Raumwinkel}\). Das trifft im Gedankenbeispiel der Lichtuhr meines Wissens nicht zu, denn da wäre ja der Raumwinkel unendlich klein, da ja nur ein Strahl, bzw. der Weg eines einzelnen Photons, angenommen wird. Das Photon verliert, wenn ich mich nicht komplett täusche, keine Energie, dazu müsste das Licht an Frequenz verlieren, was ja aber in diesem Beispiel nicht passiert, da der zurückgelegte Weg das nicht beeinflusst; oder anders gesagt: Licht ermüdet nicht nur weil es längere Strecken zurücklegt.
Wundern wird sich der Beobachter zuerstmal immer, schon wenn er dann den berühmten Uhrenvergleich macht und feststellt, dass die aufeinmal unterschiedlich gehen.

Das ist jetzt aber, ich sag‘s gleich dazu, meine zusammengezimmerte Erklärung, da können die SRT-Cheffes sicher mehr dazu sagen.

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

Gedankenexperiment bewegte Lichtuhr 18 Nov 2018 10:38 #45041

Hallo Rupert,
erst mal danke für die Antwort!
Müsste aber nicht das Gedankenexperiment auch mit dem Wellenbild des Lichtes funktionieren?
Dann müsste die Strahlungsintensität abnehmen, weil sich das Licht weiter im Raum ausbreitet, bevor es am Detektor auftritt...

Und zur Frage 2: Wenn man bei der Photonensicht bleibt, bleibt bei mir die Frage, warum die Lichtuhr die Photonen plötzlich schräg, und nicht mehr vertikal aussendet. Der ruhende Beobachter stellt dann doch eine Änderung der physikalischen Eigenschaften der bewegten Lichtuhr im Unterschied zur ruhenden fest?

Viele Grüße,
Rainer.

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

Gedankenexperiment bewegte Lichtuhr 18 Nov 2018 11:20 #45046

  • Rupert
  • Ruperts Avatar
  • Offline
  • Benutzer ist gesperrt
  • Benutzer ist gesperrt
  • Beiträge: 816
  • Dank erhalten: 145
Das ist ja das, was ich meinte: Betrachtet man da einzelnes Photon, dann verliert das keine Energie und trifft, egal ob es einen oder zehn Meter zurücklegt, mit der gleichen Energie am Detektor auf. Eine Strahlungsintensität kann es für ein Photon, meiner Ansicht nach, nicht geben (siehe die Definition der Strahlungsintensität oben) - auch dann nicht, wenn man es als Welle betrachtet.

Welche physikalische Eigenschaft soll sich denn da ändern? Die eine Uhr bewegt sich halt relativ zum ruhenden Beobachter.
Das ausgesendete Licht der Lichtuhr fliegt für die, also für den Beobachter im bewegten System, immer senkrecht weg; nur der ruhende beobachtet nun ein schrägen, längeren Lichtweg, was dann zu der Konsequenz führt, dass im bewegten System die Zeit langsamer verstreicht verglichen zum Ruhesystem.

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

Gedankenexperiment bewegte Lichtuhr 18 Nov 2018 12:07 #45049

@rd1406 zu Frage 2

www.geogebra.org/m/NPvfsHQ8

Stell doch mal den Winkel α' auf 90°. Beweg den Schieber t'. Dann bewegt sich das Photon entlang der blauen Linie erst nach oben und dann nach unten.

Und bevor du jetzt auf "Systemwechsel" klickst, überleg erst einmal. Auch im Beobachtersystem muss sich das Photon entlang der blauen Linie bewegen.

Wenn du fertig bist mit nachdenken, mach Systemwechsel und betätige den t-Schieber. Was genau ist da jetzt unklar?

Die Uhrzeit in der Lichtuhr musst du jetzt übrigens (wegen Relativität der Gleichzeitigkeit) an den Timelines ablesen.

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

  • Seite:
  • 1
AUF Zug
Powered by Kunena Forum