Vom Lichtschall

Die Ausbreitung des Lichtes ist von der Bewegung des Lichtemitenten unabhängig behauptete Einstein 1905 in einem seiner berühmtesten Schriften.

Das ist unmittelbar einleuchtend. Selbiges gilt auch für den Schall, dem man genauso wie dem Licht Wellencharakter zuweist.

Ist ein Ton erst einmal emittiert, dann empfange ich ihn zu einem durch die konstante Schallgeschwindigkeit festgelegten späteren Zeitpunkt als Empfänger.

Das ist völlig unabhängig davon, wie schnell sich der Schallerzeuger wohin auch immer  bewegt. Er könnte sich auch auf der Stelle in nichts auflösen. Ist der Ton erst einmal emittiert, breitet er sich in Schallgeschwindigkeit konstant aus. Warum sollte das nicht auch für das Licht gelten?

Reflektieren wir den Schall vom Beobachter aus und senden ihn an den Schallemitenten zurück, breitet sich der Schall ebenfalls mit konstanter Schallgeschwindigkeit aus.

Wenn der ursprüngliche Schallemitent sich auf die reflektierende Schallquelle zubewegt, empfängt er das Signal früher als der Beobachter, der an der ursprünglichen Stelle an der das erste Schallsignal emittiert wurde, stehen geblieben ist.

Will ich den Zeitpunkt vorhersagen, an dem der Schall einer stehenden Quelle bei einem bewegten Beobachter ankommt, muss ich die in diesem Fall die Bewegungsgeschwindigkeit des Beobachters mit einbeziehen, also c-v.

Das gilt zweifelsohne für den Schall, warum sollte es für das Licht nicht gelten?

Dies wird aber in der SRT axiomatisch vorausgesetzt beziehungsweise „angenommen“. Meines Wissens gibt es dafür bis heute keine Erklärung.

Wer kann helfen?

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21 Gedanken zu „Vom Lichtschall

  1. Kardinal Novize Igor

    Die Frage ist gut. Tatsächlich hat man sich – noch vor Einstein – gedanken gemacht, ob die Geschwindigkeit des Lichtemittenten eine Rolle spielt.

    Experimentelles Ergebnis: Nein, tut sie nicht! Es gibt nämlich eine reihe von Michelson-Morley-ähnlichen Experienten. Man fragte sich, ob es einen Unterschied macht, ob Licht MIT dem Bezugssystem (Erde bzw. Spiegelanordnung) mitgeführt wird, oder ob es gleichgültig ist.

    Um das zu klären, benötigte man allerdings eine von der Erde unabhängige Lichtquelle – und man wählte die Sterne. Ergebnis: Mit Sternenlicht erhält man genau das selbe Resultat wie mit einer „irdischen“ Lichtquelle.

    Allein schon die Geschichte dieser Experimentreihe zeigt, wie selbstkritisch damals verfahren wurde. Immer wieder die Frage: Können wir uns nicht doch geirrt haben?

    Ja, ganz ausschließen kann natürlich bis heute nicht, aber bis jetzt deutet kein einziges Experiment auf die Unwahrheit der RT hin. Der Begriff „Wahrheit“ stellt sich dem Naturwissenschaftler nur als: „ist es eine gute Arbeitshypothese?“ – ganz offensichtlich ist sie es!

    Im übrigen gibt es einen weiteren wunderschönen Beweis (im obigen Wortsinn zu verstehen) für die Richtigkeit der RT: Den flüssigen Aggregatszustand des Quecksilbers. Aber das ist zu kompliziert, es hier zu erklären 🙂

    LG KNI

    ps.: Frage in eigener Sache: Wo ist das Post „Glaube und Naturwissenschaft“ hin?

    Antwort
    1. hansarandt Autor

      Das Licht ist natürlich unabhängig vom Besegungszustand des Lichtemitenten, das ist auch beim Schall der Fall, genauso wie es völlig egal, wohin sich der Stein sich wie schnell bewegt, wenn er erst einmal ins Wasser gefallen ist. Die Wellen breiten sich ab diesem festen Zeitpunkt konstant aus. Wenn ich aber vom Ufer aus den Wellen mit einem Boot entgegenfahre, dann ereichen mich die Wellen früher als wenn ich am Ufer stehen geblieben wäre. das ist auch beim Schall so. Warum sollte es beim Licht anders sein und wenn ja aus welchem Grund?

      Antwort
    1. hansarandt Autor

      Ich habe mich versucht zu erinnern und habe es einfach noch mal neu und natürlich anders geschrieben. Wenn du dich an ein Thema oder eine Frage erinnerst, die jetzt nicht mehr drinn ist, sag einfach bescheid. Der erinnerte Artikel ist online unter Galuben und wissen im Hintergrund

      Antwort
  2. Gewitterkind

    Hier meine Hypothese dazu:
    Die Konstanz der Vakuumlichtgeschwindigkeit ergibt sich aus der Tatsache, dass bezogen auf die Systeme, die sich mit dieser Geschwindigkeit fortbewegen, alle übrigen Systeme, unabhängig von ihrem individuellen Zustand, in Ruhe verharren (in Systemen, die sich mit 100% Lichtgeschwindigkeit fortbewegen, erreicht die Zeitdilatation ihren maximalen Wert – die eigene Zeit dieser Systeme, bezogen auf die Zeit ihrer Ruhesysteme, vergeht nicht).
    Aus der Perspektive der Systeme, welche sich mit Lichtgeschwindigkeit c fortbewegen, existiert daher im Universum, außer ihrer eigenen, überhaupt keine Bewegung. D.h. unabhängig davon, mit welcher Geschwindigkeit sich ein Messsystem bezogen auf das Objekt der Messung (ein Lichtquant) bewegt, befindet es sich aus Sicht eines Photons stets im Ruhezustand.
    Wenn wir annehmen, dass sämtliche Bezugssysteme, in denen die Eigengeschwindigkeit nicht den Wert der Lichtgeschwindigkeit erreicht, aus der Perspektive eines Photons die gleiche, konstante und absolute Geschwindigkeit von 0.0 km/s besitzen, dann muss die Lichtgeschwindigkeit, die aus diesen Systemen heraus gemessen wird, den gleichen, konstanten und absoluten Wert besitzen – diese Konstanz hat ihre Ursache im relativen Stillstand, in dem sich jedes Messsystem in Bezug auf das Objekt der Messung – das Lichtquant – befindet.

    (i) Der Wert der Lichtgeschwindigkeit spiegelt nicht die Merkmale des Lichts wider – dieser Wert ist die Konsequenz des Zustandes, in dem sich das Messsystem in Bezug auf das Objekt der Messung befindet.

    Jede Messung der Lichtgeschwindigkeit erfolgt aus der Perspektive des Stillstands, aus der Perspektive der Mitte, aus der Perspektive eines Beobachters – jede Messung der Lichtgeschwindigkeit muss daher den gleichen konstanten Wert liefern, unabhängig von der relativen Bewegungsrichtung und unabhängig vom physikalischen Zustand des Systems, in dem sie durchgeführt wird.
    Wenn wir daher annehmen, dass sich das Licht unter stabilen Bedingungen mit einer konstanten Geschwindigkeit ausbreitet, dann muss jegliche Messung seiner Geschwindigkeit den selben, absoluten und konstanten Wert liefern.
    https://perspektivenlogik.wordpress.com/2013/03/07/definition-der-raumzeit-lichtgeschwindigkeit-c-c/

    Antwort
    1. hansarandt Autor

      Wie kann aus Sicht eines sich bewegenden Beobachters (Wenn das Photon Augen hätte) sich irgendetwas nicht bewegen? Wenn ich aus dem Fenster eines sich bewegenden Zuges schaue bewegt sich grundsälich alles, selbst wenn es steht und auch wenn es sich bewegt. Das wäre wenn überhaupt nur denkbar, wenn ich einen Film so schnell anschaue, das er auf mich wirkt wie ein kurz aufblitzendes Bild. Vielleicht habe ich dann die Bewegung tatsächlich nicht wahrgenommen, der Film ist aber trotzdem mit sehr hoher Geschindigkeit durch den Projektor bewegt werden.
      Viel wichtiger ist der Unterschied zwischen Bewegungswirkung eines Lichtemmitenten und eines Lichtbeobachters.

      Antwort
      1. Gewitterkind

        Siehe das Phänomen der Zeitdilatation.
        Wenn die Eigenzeit der Photone nicht vergeht (max. Wert der Zeitdilatation), kann in Bezug auf ihren Zustand keine Bewegung im Universum existieren (denn Bewegung entsteht dann, wenn eine Strecke im Raum innerhalb einer Zeiteinheit bewältigt wir…Fehlt die Zeitkomponente oder beträgt sie null, kann von einer Bewegung des Messsystems in Bezug auf das Lichtteilchen keine Rede sein)

      2. hansarandt Autor

        Heißt das, dass wenn ich in einem schnell fahrenden Zug an meinem Platz sitze, meine Geschwindigkeit relativ zum Zug gleich Null ist? Wenn du das meinst, das wird kaum jemand bestreiten wollen und das braucht auch nicht erklärt zu werden, weil diese Erfahrung jeder schon einmal gemacht hat.

      1. Gewitterkind

        Nein, wir sprechen über Lichtgeschwindigkeit.
        Die messbare Zeitdilatation findet bei sehr hohen Geschwindigkeiten statt (s. Zwilling-Paradoxon). In der Welt der Zuggeschwindigkeiten ist sie als Effekt kaum messbar. Bei den relativistischen Geschwindigkeiten spielt sie dagegen die entscheidende Rolle. Bei den Systemen, welche sich mit Lichtgeschwindigkeit fortbewegen beträgt sie 100%…
        100% Zeitdilatation bedeutet, dass die Zeitausdehnung maximal ist – die Zeit steht still….es findet keine Bewegung statt.
        Gruß

      2. hansarandt Autor

        Was genau sehe ich jetzt, wenn ich in einem Zug mit Lichtgeschwidigket vorbeifahre. Ich sehe das inertialsystem Zug als ruhend oder? und die Körper ausßerhalb des Zuges sehe ich wie?

    2. hansarandt Autor

      „in Systemen, die sich mit 100% Lichtgeschwindigkeit fortbewegen, erreicht die Zeitdilatation ihren maximalen Wert – die eigene Zeit dieser Systeme, bezogen auf die Zeit ihrer Ruhesysteme, vergeht nicht).“

      Heißt das, dass die Zeit in einem System mit LIchtgeschwindigkeit stehen bleibt?

      Ich verstehe bis heute nicht, was ein ein Ruhesystem ist oder sein soll. Sind das zwei gleichartige Bewegung die relativ zueinander ruhig sind? Dann müsste aber nicht nur die Geschwindigkeit sondern auch die Richtung gleich sein. Nun gibt es Licht, dass sich nach allen Seiten gleichzeitig stark ausbreitet wie die Sonne und Lichtquellen, die aussließlich sehr genau in einer Richtung unterwegs sind, wie die Laser.

      Antwort
    1. hansarandt Autor

      Auf einem Foto, wenn es einmal gemacht ist, fehlt auch die Koordinate Zeit, ich kann darum umso besser alles erkennen. Das ist keine Hypothese, das ist eine Erfahrung, die du sicher auch schon gemacht hast.

      Antwort
  3. Gewitterkind

    Lieber Hans – auf dem Foto ist die Zeitkoordinate sehr wohl festgehalten. Beweis: Belichtungszeit-Einstellung der Aufnahme / ggf. unscharfes Foto.
    Auch das perfekt scharfe Foto ist in dem Sinne unscharf, in dem wir die Unschärfe nicht wahrnehmen können (weil sie mit dem Auge nicht messbar (wahrnehmbar) ist, oder weil die Bewegung des fotografierten Objektes nicht schnell genug ist, um die Unschärfe der Aufnahme zu offenbaren).

    Antwort

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