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Basics spezielle Relativitätstheorie

Thema erstellt von Henry 
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Beiträge: 3.476, Mitglied seit 18 Jahren
Hallo Eugen, vielen Dank! Damit kann ich was anfangen.

Obwohl ich bei dem Satz

Bauhof schrieb in Beitrag Nr. 1985-221:
Die Drehung des Koordinatensystems um einen bestimmten Winkel repräsentiert eine Relativgeschwindigkeit zwischen den beiden Systemen.

ehrlich gesagt Schwierigkeiten habe, mir intuitiv vorzustellen, dass ein bestimmter Winkel eine Relativgeschwindigkeit repräsentliert. Aber ich weiß endlich, was gemeint ist.

Grüße
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Diese Welt gibt es nur, weil es Regeln gibt.
Beitrag zuletzt bearbeitet von Stueps am 23.03.2013 um 09:02 Uhr.
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Henry schrieb in Beitrag Nr. 1985-137:
PS, Eugen, ich empfehle dir dringend, die letzte Ergänzung im Bereich Arbeitsplattform - SRT bzgl. des Massenzuwachses zu überdenken, du liegst dort echt falsch!

http://de.wikibooks.org/wiki/Ruhemasse_und_relativi...

siehe dort besonders die Zusammenfassung vor der "Zugabe"

Hallo Henry,

in diesem Punkt muss ich dir nun nachträglich recht geben!
Von anderer Seite wurde mir deine Auffassung über dieses Thema nun bestätigt. Die diesbezüglichen Ausführungen von Claus habe ich deshalb gemäß deiner Empfehlung in der Arbeitsplattform SRT gelöscht und stattdessen einen Eintrag "Energie-Impuls-Beziehung" eingebracht. Ich hoffe, dass Zara.t. bald wieder auftaucht, damit wir dieses Thema zu Ende diskutieren können. Vielleicht möchtest du ja zu diesem Thema noch etwas Ergänzendes schreiben.

M.f.G. Eugen Bauhof
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und der Dumme weiß alles besser.
Sokrates.
Beitrag zuletzt bearbeitet von Bauhof am 06.04.2013 um 16:56 Uhr.
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Bauhof schrieb in Beitrag Nr. 1985-223:
Henry schrieb in Beitrag Nr. 1985-137:
PS, Eugen, ich empfehle dir dringend, die letzte Ergänzung im Bereich Arbeitsplattform - SRT bzgl. des Massenzuwachses zu überdenken, du liegst dort echt falsch!

http://de.wikibooks.org/wiki/Ruhemasse_und_relativi...

siehe dort besonders die Zusammenfassung vor der "Zugabe"

Hallo Henry,

in diesem Punkt muss ich dir nun nachträglich recht geben!
Von anderer Seite wurde mir deine Auffassung über dieses Thema nun bestätigt. Die diesbezüglichen Ausführungen von Claus habe ich deshalb gemäß deiner Empfehlung in der Arbeitsplattform SRT gelöscht und stattdessen einen Eintrag "Energie-Impuls-Beziehung" eingebracht. Ich hoffe, dass Zara.t. bald wieder auftaucht, damit wir dieses Thema zu Ende diskutieren können. Vielleicht möchtest du ja zu diesem Thema noch etwas Ergänzendes schreiben.

M.f.G. Eugen Bauhof

Danke für die Information, Eugen! Ihr macht das schon. ;-)
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Die Wolken ziehen hin. Sie ziehen auch wieder her.
Der Mensch lebt einmal. Dann nicht mehr.

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Henry schrieb in Beitrag Nr. 1985-224:
Danke für die Information, Eugen! Ihr macht das schon. ;-)

Hallo Henry,

"Ihr" macht das schon ist gut.:-) Zara.t. hat sich seit vier Wochen nicht mehr gemeldet.:smiley35:

M.f.G. Eugen Bauhof
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Bauhof schrieb in Beitrag Nr. 1985-225:
Henry schrieb in Beitrag Nr. 1985-224:
Danke für die Information, Eugen! Ihr macht das schon. ;-)

Hallo Henry,

"Ihr" macht das schon ist gut.:-) Zara.t. hat sich seit vier Wochen nicht mehr gemeldet.:smiley35:

M.f.G. Eugen Bauhof

Hm, könnte das irgendwie - bedenklich sein?
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Henry schrieb in Beitrag Nr. 1985-226:
Hm, könnte das irgendwie - bedenklich sein?
Hallo Henry,

ja, denn ganz alleine kann ich es nicht machen. Ein Physik-Profi sollte schon dabei sein. Im Übrigen kann ja jeder hier etwas beitragen, wer etwas weiß. Natürlich wird es vorher von mir geprüft und später dann noch mal von Zara.t.

M.f.G. Eugen Bauhof
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Bauhof schrieb in Beitrag Nr. 1985-227:
Henry schrieb in Beitrag Nr. 1985-226:
Hm, könnte das irgendwie - bedenklich sein?
Hallo Henry,

ja, denn ganz alleine kann ich es nicht machen. Ein Physik-Profi sollte schon dabei sein. Im Übrigen kann ja jeder hier etwas beitragen, wer etwas weiß. Natürlich wird es vorher von mir geprüft und später dann noch mal von Zara.t.

M.f.G. Eugen Bauhof

Eugen, ich meinte doch, ob es bedenklich sein könnte, das Zara sich so lange nicht meldet, oder ist das seine Art? Das weiß ich ja nicht.
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Bauhof schrieb in Beitrag Nr. 1991-1:
 
Inertialsysteme
Verschiedene Inertialsysteme bewegen sich gegeneinander geradlinig und gleichförmig.
Alle Inertialsysteme bewegen sich relativ zueinander mit einer Geschwindigkeit v<c.


Frage an Dich, Eugen (bzw. an alle):

Ist die SRT auch noch anwendbar auf Bezugssysteme, die sich geradlinig und gleichförmig mit Lichtgeschwindigkeit zueinander bewegen?

Mir ist zwar klar, dass die Formeln der Lorentz-Transformation dann undefiniert werden. Aber könnte man sie nicht als Grenzwert v gegen c an der Stelle v = c dennoch irgendwie sinnvoll anwenden?

Gruß,
grtgrt

Siehe dazu auch die mögliche, in Beitrag 2035-1 skizzierte Anwendung.
 
Beitrag zuletzt bearbeitet von Grtgrt am 18.04.2013 um 12:04 Uhr.
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Okotombrok (Moderator)
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Grtgrt schrieb in Beitrag Nr. 1985-229:
Ist die SRT auch noch anwendbar auf Bezugssysteme, die sich geradlinig und gleichförmig mit Lichtgeschwindigkeit zueinander bewegen?

Definitiv nein.
Es ist kein Inertialsystem denkbar, in dem das Licht ruht.

mfg okotombrok
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"Der Kopf ist rund, damit die Gedanken die Richtung wechseln können"
(Francis Picabia)
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Hallo Grtgrt,

ich habe deinen Beitrag zur punktförmigen Lichtquelle in folgender Form in die Arbeitsplattform SRT eingebracht:

Zitat:
Wenn eine punktförmige Lichtquelle angeschaltet wird, entsteht eine Kugelwelle, deren Radius sich mit 299 752 458 m/sec vergrößert. Ihr Durchmesser aber vergrößert sich doppelt so schnell. Das ist kein Widerspruch zur SRT, da die Rate, mit der sich ein Abstand vergrößert, nicht als Ortsveränderung eines physikalischen Objekts verstanden werden kann. Diese Vergrößerung des Durchmessers kann nicht mit der Einsteinschen Geschwindigkeitsadditions-Formel berechnet werden, weil es sich bei der Verdoppelung des Durchmessers nicht um eine Geschwindigkeit im physikalischen Sinn handelt.

M.f.G. Eugen Bauhof
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Bauhof schrieb in Beitrag Nr. 1985-277:
Hallo Grtgrt,

ich habe deinen Beitrag zur punktförmigen Lichtquelle in folgender Form in die Arbeitsplattform SRT eingebracht:

Zitat:
Wenn eine punktförmige Lichtquelle angeschaltet wird, entsteht eine Kugelwelle, deren Radius sich mit 299 752 458 m/sec vergrößert. Ihr Durchmesser aber vergrößert sich doppelt so schnell. Das ist kein Widerspruch zur SRT, da die Rate, mit der sich ein Abstand vergrößert, nicht als Ortsveränderung eines physikalischen Objekts verstanden werden kann. Diese Vergrößerung des Durchmessers kann nicht mit der Einsteinschen Geschwindigkeitsadditions-Formel berechnet werden, weil es sich bei der Verdoppelung des Durchmessers nicht um eine Geschwindigkeit im physikalischen Sinn handelt.

M.f.G. Eugen Bauhof


Danke, Eugen,

ich fühle mich geehrt. Dennoch würde ich vorschlagen dass Du die Begründung ganz zum Schluß "..., weil es sich bei der Verdoppelung des Durchmessers nicht um eine Geschwindigkeit im physikalischen Sinn handelt" abänderst in ",... weil es sich bei der Verdoppelung des Durchmessers nicht um eine Geschwindigkeit im Sinne der SRT handelt.

Begründung: Physikalisch ist alles, das man als Gegenstand der Physik betrachtet — also z.B. auch die Geschwindigkeit, mit der sich Galaxien von uns entfernen, da der Raum expandiert.

Gruß, grtgrt
 
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Grtgrt schrieb in Beitrag Nr. 1985-278:
ich fühle mich geehrt. Dennoch würde ich vorschlagen dass Du die Begründung ganz zum Schluß "..., weil es sich bei der Verdoppelung des Durchmessers nicht um eine Geschwindigkeit im physikalischen Sinn handelt" abänderst in ",... weil es sich bei der Verdoppelung des Durchmessers nicht um eine Geschwindigkeit im Sinne der SRT handelt.

Begründung: Physikalisch ist alles, das man als Gegenstand der Physik betrachtet — also z.B. auch die Geschwindigkeit, mit der sich Galaxien von uns entfernen, da der Raum expandiert.

Hallo Grtgrt,

danke für den Hinweis.
Ich habe es geändert in: weil es sich bei der Verdoppelung des Durchmessers nicht um eine Geschwindigkeit im Sinne der SRT handelt.

M.f.G. Eugen Bauhof
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Bauhof schrieb in Beitrag Nr. 1985-279:
Ich habe es geändert in: weil es sich bei der Verdoppelung des Durchmessers nicht um eine Geschwindigkeit im Sinne der SRT handelt.

Hallo Eugen Bauhof,

ich würde die Frage wie folgt stellen und mit dem gleichen Ergebis wie Du beantworten:
Warum darf man die Bewegung (Geschwindigkeit) von zwei Objekten, die sich in entgegengestzte Richtungen bewegen, nicht addieren ?

Es gibt zwei Betrachtungsmöglichkeiten bezüglich des Bezugssystems der Bewegungen.

1) Man verbindet das vorgestellte Bezugssystem mit einem der Objekte. Die Bewegung in entgegengestzter Richtung ist in diesem Bezugssystem nicht darstellbar.
2) Man betrachtet die Bewegung beider Objekte in einem dritten, vorgestellten Bezugssystem. Die eine Bewegung hat dann einen positiven und die andere einen negativen Wert. Die Addition beider Bewegungen führt dann nicht zu einer Verdopplung des Wertes.

MfG
Harti
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Wichtig ist, dass man nicht aufhört zu fragen. A.E.
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Harti schrieb in Beitrag Nr. 1985-280:
Man verbindet das vorgestellte Bezugssystem mit einem der Objekte. Die Bewegung in entgegengesetzter Richtung ist in diesem Bezugssystem nicht darstellbar.
Hallo Harti,

bei dem diskutierten Problem, wo sich zwei Photonen voneinander fortbewegen, ist den Photonen kein Inertialsystem zuordenbar, weil es in der SRT kein Inertialsystem gibt, in dem Photonen in Ruhe wären. Deshalb kann man die Geschwindigkeiten der zwei Photonen nicht relativistisch addieren.

M.f.G. Eugen Bauhof
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Bauhof schrieb in Beitrag Nr. 1985-281:
bei dem diskutierten Problem, wo sich zwei Photonen voneinander fortbewegen, ist den Photonen kein Inertialsystem zuordenbar, weil es in der SRT kein Inertialsystem gibt, in dem Photonen in Ruhe wären. Deshalb kann man die Geschwindigkeiten der zwei Photonen nicht relativistisch addieren.

Hallo Eugen Bauhof,
deshalb hatte ich ja auch allgemein von "Objekten" gesprochen.
Ich will nur sagen: wenn man Bewegungen ( Geschwindigkeiten)räumlich eindimensional (Strecke) betrachtet, muss man bei Additionen von Geschwindigkeiten darauf achten, ob die Bewegungen in die gleiche Richtung erfolgen, weil das zugrunde gelegte Bezugssystem ja nur eine Raumrichtung hat. Falls zwei Bewegungen in entgegengesetze Richtungen angenommen werden, muss ein Geschwindigkeitswert positiv und der andere negativ sein.


MfG
Harti
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Harti schrieb in Beitrag Nr. 1985-282:
Falls zwei Bewegungen in entgegengesetze Richtungen angenommen werden, muss ein Geschwindigkeitswert positiv und der andere negativ sein.

Hallo Harti,

das ist eine weltumwälzende Erkenntnis! :rofl:
Leider ist diese Erkenntnis nicht neu, dass bei diesem Fall in eine Formel die eine Geschwindigkeit positiv und die andere negativ eingesetzt werden muss. Das löst aber nicht das Problem der sich voneinander entfernenden Photonen, auf das du dich in deinem Beitrag Nr. 1985-280 aufgrund des dortigen Bauhof-Zitats bezogen hast.

M.f.G. Eugen Bauhof
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Beitrag zuletzt bearbeitet von Bauhof am 05.05.2013 um 10:06 Uhr.
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Beiträge: 2.939, Mitglied seit 17 Jahren
Harti schrieb in Beitrag Nr. 1985-282:
(...)
Falls zwei Bewegungen in entgegengesetze Richtungen angenommen werden, muss ein Geschwindigkeitswert positiv und der andere negativ sein.
MfG
Harti
Bauhof schrieb in Beitrag Nr. 1985-283:
(...)
Leider ist diese Erkenntnis nicht neu, dass bei diesem Fall in eine Formel die eine Geschwindigkeit positiv und die andere negativ eingesetzt werden muss.
(...)
M.f.G. Eugen Bauhof
Hallo zusammen und einen guten Sonntagmorgen.
Wie hat man sich die oder eine "negative Geschwindigkeit" in der Praxis vorzustellen?
Oder anders formuliert, wie wirkt sich das "negativ-sein" auf die reale Bewegung aus?
Als Pragmatiker stellt einen die Aussage vor ein großes Problem.

Vielen Dank im Voraus für Eure Bemühungen.
Mit den besten Grüßen.
Ernst Ellert II.
Signatur:
Deine Zeit war niemals und wird niemals sein.
Deine Zeit ist jetzt und hier, vergeude sie nicht.
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Beiträge: 1.375, Mitglied seit 16 Jahren
Ernst Ellert II schrieb in Beitrag Nr. 1985-284:
Wie hat man sich die oder eine "negative Geschwindigkeit" in der Praxis vorzustellen?
Oder anders formuliert, wie wirkt sich das "negativ-sein" auf die reale Bewegung aus? Als Pragmatiker stellt einen die Aussage vor ein großes Problem.
Vielen Dank im Voraus für Eure Bemühungen.

Hallo Ernst Ellert II,

die Begriffe "reale Bewegung" oder "absolute Bewegung" sind in der Physik bei gleichförmigen Bewegungen nicht gebräuchlich. Es gibt nur relative Bewegungen. Wie sich eine negative Geschwindigkeit auf die Relativgeschwindigkeit auswirkt, kannst du aus der nachstehenden Skizze entnehmen. Es bewegen sich zwei Autos gegenläufig.


M.f.G. Eugen Bauhof

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Bauhof schrieb in Beitrag Nr. 1985-285:
die Begriffe "reale Bewegung" oder "absolute Bewegung" sind in der Physik bei gleichförmigen Bewegungen nicht gebräuchlich. Es gibt nur relative Bewegungen. Wie sich eine negative Geschwindigkeit auf die Relativgeschwindigkeit auswirkt, kannst du aus der nachstehenden Skizze entnehmen. Es bewegen sich zwei Autos gegenläufig.

Hallo Eugen Bauhof,
verstehe ich Deine Berechnung richtig, wenn ich davon ausgehe, dass der Differenzgeschwindigkeit in Deinem Beispiel von 150 km/h keine Richtung und damit keine Bewegung zugeordnet werden kann und auf diese Weise die ursprüngliche Annahme, dass sich die Objekte in entgegengesetzte Richtungen bewegen, aufgehoben wird ?

MfG
Harti
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Bauhof schrieb in Beitrag Nr. 1985-279:

danke für den Hinweis.
Ich habe es geändert in: weil es sich bei der Verdoppelung des Durchmessers nicht um eine Geschwindigkeit im Sinne der SRT handelt.

M.f.G. Eugen Bauhof

Zum Problem der Addition von Geschwindigkeiten.

Zunächst einmal ist die Bestimmung JEDER Momentangeschwindigkeit ein Grenzwertproblem, nicht nur auf die Bewegung mit Lichtgeschwindigkeit bezogen. Für JEDE Momentangeschwindigkeit sind die Nullstellen nicht definiert (was zur nicht erlaubten Division durch Null führt; wenn auch nicht der physikalische Bezug, so sollte das „Tangentenproblem“ Gebhard ein Begriff sein). Das ist ja wohl der Grund, warum die Differenzialrechnung überhaupt entwickelt wurde.

Weiterhin sind die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit und ihre Konsequenzen keine FOLGE der SRT, sondern eine Grundlage. Die „Bewegung elektrodynamischer Körper“, wie die SRT ursprünglich hieß, bedient sich der Lorentz-Transformation, um Bewegungen innerhalb von Inertialsystemen zu betrachten. Es ist absurd, annehmen zu wollen, die Lichtgeschwindigkeit, die als Grundlage für diese Betrachtungen herangezogen wird, als nicht kompatibel mit der SRT bezeichnen zu wollen. Die Addition von (relativistischen) Geschwindigkeiten erfolgt mit Hilfe des relativistischen Additionstheorems. Dieses Theorem wird aus dem INVERSEN der Lorentz-Transformation abgeleitet. Die Anwendung erlaubt auch die Addition von „Lichtgeschwindigkeiten“, so z. B. der Geschwindigkeiten von Photonen.

Siehe dazu

http://de.wikipedia.org/wiki/Relativistisches_Addit...

Zum Beitrag Nr. 1985-277

Zitat : „Wenn eine punktförmige Lichtquelle angeschaltet wird, entsteht eine Kugelwelle, deren Radius sich mit 299 752 458 m/sec vergrößert. Ihr Durchmesser aber vergrößert sich doppelt so schnell. Das ist kein Widerspruch zur SRT, da die Rate, mit der sich ein Abstand vergrößert, nicht als Ortsveränderung eines physikalischen Objekts verstanden werden kann. Diese Vergrößerung des Durchmessers kann nicht mit der Einsteinschen Geschwindigkeitsadditions-Formel berechnet werden, weil es sich bei der Verdoppelung des Durchmessers nicht um eine Geschwindigkeit im physikalischen Sinn handelt.“

Dazu: Wie elektromagnetische Felder sich ausdehnen, wird durch die Maxwell-Gleichungen genauestens beschrieben. Die Maxwell-Gleichungen werden ohne jede Modifikation in die SRT übernommen. Die „Kugelwelle an einer Punktquelle“ entsteht nur unter ganz speziellen und idealisierten Voraussetzungen und können keinesfalls zur Verallgemeinerung herangezogen werden.

Einstein hat zwar mit seiner Arbeit über den photoelektrischen Effekt gezeigt, dass sich die Wirkung des Elektromagnetismus nur gequantelt darstellen lässt, dieser Effekt ist aber nicht Thema der SRT und kann mit ihr auch nicht dargestellt werden. Die wirkenden Teilchen des elektromagnetischen Feldes sind seine Quanten, also die Photonen. Wie Photonen emittiert, absorbiert, reflektiert oder gestreut werden, ist ebenfalls nicht Thema der SRT und kann mit ihr nicht dargestellt werden.

Diese Effekte werden in der Quantenelektrodynamik behandelt. Sie ist – wie jede Quantentheorie – eine Theorie, die diese Effekte statistisch betrachtet. Das ist hier nicht das Thema, nur soviel: Es werden für die Wege, die Photonen zurücklegen, ALLE Wege betrachtet, allerdings löschen sich die Wege zum allergrößten Teil gegenseitig aus, so das letztlich immer ein Weg von der Quelle bis zum Ziel (den beiden Messpunkten)übrig bleibt.

Die Geschwindigkeiten v von Photonen, die sich entgegengesetzt voneinander entfernen, lassen mit der Formel aus obigem Theorem addieren. Ihre Geschwindigkeiten betragen – genau, wie gefordert – für jedes Photon aus der jeder Sicht c. Photonen SIND physikalische Objekte, und wenn sie sich voneinander entfernen, lassen sich ihre Geschwindigkeiten wie beschrieben addieren.

Davon ab gibt es keine „Einsteinsche Geschwindigkeitsadditionsformel“, die Formel ist, wie in obigem Link nachzulesen, eine Ableitung der Lorentz-Transformation, genauer ihres Inversem. Und es gibt keine Geschwindigkeiten in „nichtphysikalischem Sinne“, denn Geschwindigkeiten lassen sich nur an Objekten festmachen. So scheint es z. B. zu Überlichtgeschwindigkeiten auf der Mondoberfläche zu kommen, wenn man die Reflektion eines Lichtstrahls einer Taschenlampe betrachtet, der von der Erde ausgesandt wird und man die Taschenlampe schwenkt. Tatsächlich kommt man zu diesem falsch Ergebnis wegen der falschen Interpretation des Messvorgangs, denn der Strahl wandert gar nicht über die Mondoberfläche, es sind immer wieder neue Photonen, die ausgesandt und reflektiert werden. Es gibt keine „nichtphysikalische Bewegung“ bzw. eine "Geschwindigkeit nicht im Sinne der SRT".

Es wäre nett, Eugen, wenn du die Geschichte mal bedenken würdest.
Signatur:
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