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Lichtgeschwindigkeit/Licht

Thema erstellt von Sheep 
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Beiträge: 17, Mitglied seit 1 Jahr
Hallo!
Bitte erlaubt mir ein paar Fragen:
Licht hat einen Wellen-, und Teilchencharakter. Ist es also massebehaftet?
Wenn nein, warum kann es dann die Lichtgeschwindigkeit nicht überschreiten?
Braucht man nur Energie, um das elektromagnetische Feld zu erstellen/auszukoppeln?
Noch mehr Fragen mit Beispiel:
Wenn zwei Raumschiffe (mit Insassen) sich mit jeweils halber Lichtgeschwindigkeit aufeinander zu bewegen und dabei Licht abstrahlen, sehen beide jeweiligen Besatzungen das Licht, dass von den anderen abgestrahlt wurde, jeweils blauverschoben, oder?
Wenn ja, dann wurde die "Zeit" des Lichts doch halbiert, und somit die Wellenlänge. Das Licht wurde jedoch aus der Sicht der Besatzung nicht schneller. Warum?
Warum bleibt die Lichtgeschwindigkeit immer konstant?
Warum gilt die perspektivische Addition der Geschwindigkeiten (aus Perspektive der Insassen) bei annähernder Lichtgeschwindigkeit nicht mehr?
Warum können sich so keine Objekte (relativ zueinander) mit Lichtgeschwindigkeit einander nähern?
So, das war es zuerst einmal. Danke für jede Antwort!
Sheep
Postscript: Ich gehe erst in die 7., also bitte verzeiht mir Fehler/dumme Fragen :smiley1:
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Wenn die Zeit als eigene Dimension besteht, so existieren alle Zeitpunkte nebeneinander, doch warum erinnern wir uns an die Vergangenheit- nicht jedoch an die Zukunft?
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Hallo Sheep,
einige Deiner Fragen kann ich Dir auch als Nichtexperte beantworten:
Sheep schrieb in Beitrag Nr. 2262-1:
Licht hat einen Wellen-, und Teilchencharakter. Ist es also massebehaftet?

Ja, das hat man z.B. um 1920 herum experimentell festgestellt, indem man bei einer Sonnenfinsternis festgestellt hat, dass Licht von einem fernen Stern durch die Schwerkraftwirkung der Sonne abgelenkt wurde. Das Ausmaß der Ablenkung hat zugleich Einsteins Relativitätstheorien bestätigt.

Zitat:
warum kann es dann die Lichtgeschwindigkeit nicht überschreiten?

Schwer zu beantworten.
Diese Frage lautet im Klartext, warum kann Licht nicht schneller sein als die Lichtgeschwindigkeit oder anders ausgedrückt "Warum ist die Lichtgeschwindigkeit eine Höchstgeschwindigkeit, die kein massebehaftetes Objekt erreichen/überschreiten kann."

Licht ist der für uns sichtbare Bereich der elektromagnetischen Strahlung. Geschwindigkeit ist eine Beziehung zwischen Raum und Zeit, wobei wir Raum bei der Definition von Geschwindigkeit eindimensional als Strecke auffassen und Geschwindigkeit als Strecke pro Zeit definieren. Die Lichtgeschwindigkeit ist damit die Anwendung der Kategorien von Raum und Zeit auf die elektromagnetische Wechselwirkung. Die Vakuumlichtgeschwindigkeit ist damit eine Folge der Tatsache, dass der Elektromagnetismus unsere Informationsmöglichkeiten in Bezug auf Zeit (Vergangenheit) und Raum (Enrfernungen im Universum) einschränkt. Dies tritt als Höchstgeschwindigkeit in Erscheinung, weil wir und bei der Definition von Geschwindigkeit auf den Raum im Zähler und die Zeit im Nenner festgelegt haben. Es gibt andere Darstellungsmöglichkeiten für die Lichtgeschwindigkeit, bei denen sie den Wert 1 hat. Sie ist in solchen Modellen eine Grenzgeschwindigkeit, die den wahrnehmbaren Bereich unserer Welt von dem nicht mehr wahrnhembaren Bereich trennt.

Zitat:
Warum bleibt die Lichtgeschwindigkeit immer konstant?

Die elektromagnetische Wechselwirkung ist hinsichtlich ihrer Geschwindigkeit im Vakuum konstant , weil sie nicht von anderen Objekten, bewegten oder unbewegten, abhängig ist. In lichtdurchlässigen Stoffen (z.B. Luft, Glas, Wasser) ist die Lichtgeschwindigkeit niedriger.

mfG
Harti
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Wichtig ist, dass man nicht aufhört zu fragen. A.E.
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Beiträge: 17, Mitglied seit 1 Jahr
Hallo Harti,
Das heißt dann aber, die Lichtgeschwindigkeit ist wie die Schallgeschwindigkeit etwas vom Medium abhängig, festgelegt durch die Struktur des Stoffes und der Wellenlänge ([keine]Wechselwirkung auf atomarer/subatomarer Ebene), korrekt?
Danke für die Antworten!
Sheep
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Beiträge: 1.314, Mitglied seit 10 Jahren
Hallo Sheep,

es gibt schon einen wesentlichen Unterschied zwischen der Ausbreitung des Schalls und des Lichts in Luft. Beim Schall schwingen die Luftmoleküle, die Luft ist das notwendige Medium für den Schall. Ohne Luft, kein Schall. Beim Licht ist dies anders. Die elektromagnetische Wechselwirkung braucht kein Medium (danach hat man früher unter dem Begriff Äther gesucht, aber nichts gefunden). Ich stell mir vor, dass die Luft die Ausbreitung des Lichts lediglich etwas behindert. Den Unterschied in der Ausbreitungsgeschwindigkeit von Licht in verschiedenen, lichtdurchlässigen Stoffen kann man an der Grenze der Stoffe beobachten und nennt dies Lichtbrechung.

MfG
Harti
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Beiträge: 10, Mitglied seit 1 Jahr
Hallo Seep, Hallo Harti,
Ein “Charakter” zu wissen ist zu wenig, um das s.g. „Licht“ zu verstehen – was das tatsächlich ist. Und das, was im 1920 experimentell herausgestellt war, hat man sowieso physikalisch nicht verstanden.

1. Die „Lichtgeschwindigkeit“ bleibt nicht konstant. Man hat es Ihnen einfach postuliert, wollen sie es oder nicht.
2. Selbst „Licht“ hat überhaupt keine Geschwindigkeit, weil dieses Fachwort falsch ausgedacht ist.
3. „Licht ist auch keine „Elektromagnetische Strahlung“. Sie sind einfach belogen und in Irre geführt mit allen Fachworten der Wissenschaft.

Um zu verstehen, was tatsächlich „Licht“ ist, warum es „abgelehnt„ wird (die s.g. „Ablenkung“ ist überhaupt nicht von der „Schwerkraftwirkung“ der Sonne! ) und warum die s.g. „Lichtgeschwindigkeit“ nicht konstant ist (und viel mehr!), muss der Mensch wissen, was macht unsere Welt lebendig. Also man muss wissen, was, welche Erscheinung der Natur bringt die Welt in die Bewegung und qualitative Veränderung. Man muss wissen, Wie, aus WAS und Warum genauso unsere Welt aufgebaut ist (und noch viel mehr). All das hat der Einstein ihnen absichtlich nicht erzählt.

Aber wenn Ihnen in der Dunkelheit die die ewige Suche nach der „Nadel“ im Heuhaufen gefällt, dann glauben Sei weiter an „Licht“ von Einstein (schönes Märchen für die kleine Kinder), das es eine konstante Geschwindigkeit hat.
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Beiträge: 340, Mitglied seit 1 Jahr
Hallo Wald

1. Korrekt
2. Nicht im Geringsten. Lichwellen dürfen EM-Wellen sein, die sich mit c gegenüber einem Inertialraum bewegen und mit 2c gegenüber einander.
3. siehe 2.

Licht ist eine Welle, die Teilchencharakter hat. Das wurde aber nicht über die Lichtablenkung bei einer Sonnenfinsternis festgestellt, sondern über den Photoelektrischen Effekt. Lichtwellen transportieren demnach einen Impuls, der Elektronen aus einer Oberfläche schießen kann.

In Inertialsystemen sind Geschwindigkeiten nur lokal meßbar und das gilt auch für die Lichtgeschwindigkeit. Per Definition wurde die Lichtgeschwindigkeit als invariant definiert und die Zeit über das Cs133-Atom fixiert. Damit ändern sich lokale Strecken, wenn die entscheidenden Phasenübergänge des Cs133-Atoms aufgrund einer Bewegung oder Schwerkraft länger dauern, was man lokal aber nicht feststellen kann.
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Ich versteh' zwar nicht, was du sagst, aber das kann nur daran liegen, dass du nicht verstehst, was es bedeutet.
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Beiträge: 1.314, Mitglied seit 10 Jahren
Hallo Wald,
Wald schrieb in Beitrag Nr. 2262-5:
Wie meldet man in Forum sich ab?

Die einfachste Form sich abzumelden ist wohl, dass man dies ankündigt und dann einfach nichts mehr schreibt.

MfG
Harti
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Beiträge: 545, Mitglied seit 7 Jahren
Harti schrieb in Beitrag Nr. 2262-2:
Die elektromagnetische Wechselwirkung ist hinsichtlich ihrer Geschwindigkeit im Vakuum konstant , weil sie nicht von anderen Objekten, bewegten oder unbewegten, abhängig ist. In lichtdurchlässigen Stoffen (z.B. Luft, Glas, Wasser) ist die Lichtgeschwindigkeit niedriger.

Harti

Harti, die Aussage ist falsch.
1) Solange es keine Definition und Berechenbarkeit des Vakuums gibt, ist die Aussage eine reine Annahme ohne technische Begründung.
2) Da Licht in Gravitationsfeldern nachweisbar abgelenkt wird (Lichtablenkung am Sonnenrand), findet eine Wechselwirkung zwischen EM-Welle und Vakuum statt und eine Wechselwirkung ist grundsätzlich mit Energieaustausch verbunden.

Ich habe den Eindruck, daß Einstein mittlerweile zu einem Dogma der Physik mutiert ist wie die Jungfräuliche Empfängnis bei den Katholen.

Gruß
uwebus
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Beiträge: 340, Mitglied seit 1 Jahr
Hallo Uwe

Diese Aussagen sind ebenso falsch (bis auf die letzte). Es gibt zwei Definitionen für Vakuum eine quantenmechanische und eine klassische. In der Quantenmechanik sind Vakuum und leerer Raum nicht voneinander zu unterscheiden in der klassischen Physik ist das Vakuum lediglich teilchenfreier Raum - also nur von Wellen durchsetzt. In der klassischen Physik gibt es demnach keine Wechselwirkung zwischen Licht und Vakuum. Die LG im Vakuum bzw. gegenüber einem Inertialraum kann definiert werden und über diese Definition ergeben sich lokale Zeitabstände über eine feste Strecke oder lokale Strecken über einen fest definierten Zeitabstand, wobei Letzteres aktuell bevorzugt wird, was sich mir jedoch nicht erschließt, zumal man nie weiß, welche Einflüsse alle an der Dauer der entsprechenden Periodendauern des Cs-133-Atoms schrauben, während die Einglüsse, die eine Strecke ändern hinreichend bekannt sind. Definierte Strecken können deswegen zwischen Inertialsystemen unbeeinflusst verbreitet werden, Zeitabschnitte jedoch nicht. Das ist die ganze Magie der SRT.

Für die Ablenkung von Licht in der Nähe von kosmologischen Objekten gibt es noch eine weitere Erklärung:
https://www.youtube.com/watch?v=CnvOybT2WwU
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Beitrag zuletzt bearbeitet von Nicht von Bedeutung am 05.12.2017 um 11:46 Uhr.
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Beiträge: 521, Mitglied seit 1 Jahr
Mal ne Frage:

Die Photonen vollführen, wie wohl alles, eine Welle, die man sich auch bildlich vorstellen kann. Durch diese Welle kann man eine Linie (entlang der Lichtquanten im Mittelpunkt?) ziehen, um die die Welle schwingt. In meiner Vorstellung ist genau das der Zeitpfeil, auf der die Uhr- oder Kalenderzeit eingetragen werden kann. Wie stelle ich mir nun aber die reale Lichtgeschwindigkeit vor? Wird sie auch anhand der Linie, also dem Zeitpfeil gemessen, die ja kürzer sein muss, als der Bogen der Welle, also doch wohl der üblichen Zeit „t“ entspricht? Oder bemisst sich die Lichtgeschwindigkeit nach dem Bogen der Welle, der ja länger ist als die Linie? Unter dieser Voraussetzung würde die Lichtgeschwindigkeit doch wohl den heutigen Wert für die LG übertreffen müssen, falls dieser heute nur die Zeit „t“ der Linie spiegelt? Was also ist überhaupt Lichtgeschwindigkeit?

Kirsche
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Die Vergangenheit ist über die Gegenwart verbrauchte Zukunft.
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Claus (Moderator)
Beiträge: 1.921, Mitglied seit 12 Jahren
Hallo Sheep,

Sheep schrieb in Beitrag Nr. 2262-1:
Ist [Licht] also massebehaftet?

Harti schrieb in Beitrag Nr. 2262-2:
Ja, ...

Wald schrieb in Beitrag Nr. 2262-5:
Ein “Charakter” zu wissen ist zu wenig, um das s.g. „Licht“ zu verstehen

Uwebus schrieb in Beitrag Nr. 2262-8:
Harti, die Aussage ist falsch.

Nicht von Bedeutung schrieb in Beitrag Nr. 2262-9:
Diese Aussagen sind ebenso falsch...

Kirsche schrieb in Beitrag Nr. 2262-10:
Mal ne Frage:Was also ist überhaupt Lichtgeschwindigkeit?

Sheep, du siehst: Wir sind hier höchst kompetent!

Zitat von Naturwissenschaftliche Fakultät der Uni Ulm:
Photonen haben keine Ruhemasse... Allerdings besitzt jedes Photon eine bestimmte Energie.

(Link zum Zitat)
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Beiträge: 340, Mitglied seit 1 Jahr
Ähhh...

Es gibt eigentlich nur Ruhemasse (mMn)... Ansonsten noch Ruheenergie (Potentielle Energie der Masse) und kinetische Energie. Was für eine Masse also sollten Photonen haben, wenn sie keine Ruhemasse haben? Das genau ist das Problem bei Photonen. Sie haben überhaupt keine Masse sondern übermitteln nur den Impuls einer solchen und dies tun sie als (kinetische) Energiewelle.
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Kirsche schrieb in Beitrag Nr. 2262-10:
Was also ist überhaupt Lichtgeschwindigkeit?


Höchste Informations-Übermittlung!

Hallo Forum,


„Wer“ (was) achtet darauf, das die Energieerhaltung eingehalten wird?

„Wo“ endet die Welt, und vor allem, „wo“ fängt sie an?

Was hält die Konstanz, konstant?

Warum wird die Welt bei -273 C kon-serviert?

Können wir jemals den Horizont erreichen? Oder, immer, nur erweitern!

Alle Wege führen nach Rom, und die Fragen zum Urknall! (der kürzesten Weg nach Rom?)

MfG H.
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"Heute ist nicht aller Tage ich komm' wieder keine Frage"
Beitrag zuletzt bearbeitet von Haronimo am 05.12.2017 um 15:25 Uhr.
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Hallo Haronimo,

ich nahm einfach mal so an, dass es für den Fachmann ganz einfach sei, zu erklären, warum Licht in der Linie von Teilchen gemessen langsamer sein muss, als in der gewundenen Linie der Wellen. Was ist denn überhaupt die Grundlage der Messung von LG? Herrscht darüber präzise Klarheit? Ist es Wissen?

Setze ich Welle und Teilchencharakter des Lichts, also beides, voraus, muss es in dieser Dualität auch mindestens 2 Geschwindigkeiten geben, je nachdem, wo ich was messe, an den Teilchen oder an der Welle, und ob ich das gleiche Energieniveau voraussetze. Gibt es nicht je nach Energieniveau anhand der dadurch sich verändernden Wellen sehr viele messbare Geschwindigkeiten des Lichts, die die Konstanz zumindest in Frage stellen könnten? Je höher das Energieniveau, desto länger wird die Welle gemessen relativ an der Linie „t“ und umso höher die reale Lichtgeschwindigkeit anhand der Welle.

Oder ist es nicht vielmehr so, dass sich noch alles der konkreten Messung völlig entzieht, wegen der Unschärferelation (oder irgendwie so oder so)? Wird es jemals gelingen, darüber vollständig Klarheit zu erhalten? Man weiß irgendwie doch noch nicht so richtig Bescheid.

Unsere Vorstellungen gehen bisher noch nicht so sehr weit über Annahmen: „So sei es einfach: Doppel-Punkt“ hinaus. Für Überheblichkeiten hier und dort ist eher kein Platz. Betrachte es auch mal als Spaß mit ernstem Hintergrund!

Kirsche
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Die Vergangenheit ist über die Gegenwart verbrauchte Zukunft.
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Beiträge: 406, Mitglied seit 5 Jahren
Kirsche schrieb in Beitrag Nr. 2262-14:
Was ist denn überhaupt die Grundlage der Messung von LG? Herrscht darüber präzise Klarheit? Ist es Wissen?


Was sonst?

Kirsche schrieb in Beitrag Nr. 2262-14:
Man weiß irgendwie doch noch nicht so richtig Bescheid.

Ich denke doch.

Licht bewegt sich im Vakuum mit einer Geschwindigkeit von 299.792.458 Metern pro Sekunde.
Neben Licht breiten sich auch alle anderen elektromagnetischen Wellen wie auch Gravitationswellen mit dieser Geschwindigkeit aus. Sie ist eine fundamentale Naturkonstante.

Die LG im Vakuum, allgemein mit c bezeichnet, hat den gleichen Wert für alle elektromagnetischen Wellen, unabhängig von ihrer Wellenlänge (Dispersionsfreiheit des Vakuums)
Die Spezielle Relativitätstheorie postuliert die Lichtgeschwindigkeit als universelle Konstante, d.h. Licht bewegt sich in allen beliebig gegeneinander bewegten Bezugssystemen gleich schnell

Wenn etwas postuliert wird, und anschließend, nach unterschiedlichen Experimenten, praktisches Erfolg zeigt, dann muss es richtig sein.

Kirsche schrieb in Beitrag Nr. 2262-14:
Betrachte es auch mal als Spaß mit ernstem Hintergrund!

OK. Ich danke dir für die Belehrung.

MfG H.
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Uwebus schrieb in Beitrag Nr. 2262-8:
Ich habe den Eindruck, daß Einstein mittlerweile zu einem Dogma der Physik mutiert ist wie die Jungfräuliche Empfängnis bei den Katholen.

Den Satz könntest Du in Deine Signatur aufnehmen. Die jungfräuliche Empfängnis ist nach meiner Kenntnis nie mutiert. ;-)
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Beitrag zuletzt bearbeitet von Thomas der Große am 05.12.2017 um 16:38 Uhr.
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Hallo Haronimo

Die Vakuumlichtgeschwindigkeit wurde auf diesen Wert festgetackert, weil sie tatsächlich nie mit diesem Wert gemessen wurde. Lichtgeschwindigkeit messen ist ohnehin schwierig genug aber längst nicht so schwer, wie die Messung der Gravitationskonstante. Such ganz einfach mal nach Drehspiegelverfahren bzw. -methode.

Bei Michelson Morley geht man mMn fälschlicherweise auch davon aus, Lichtgeschwindigkeit bzw. Lichtgeschwindigkeitsdifferenz gemessen zu haben. MMn aber misst man damit nur einen Phasenversatz, welcher nur vom Δv des horizontalen Arms abhängt. Ansonsten taugt ein MMI höchstens zum Vermessen von Lichtwellenlängen.
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Beiträge: 1.208, Mitglied seit 10 Jahren
Kirsche schrieb in Beitrag Nr. 2262-10:
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Die Photonen vollführen, wie wohl alles, eine Welle, die man sich auch bildlich vorstellen kann. Durch diese Welle kann man eine Linie (entlang der Lichtquanten im Mittelpunkt?) ziehen, um die die Welle schwingt. In meiner Vorstellung ist genau das der Zeitpfeil, auf der die Uhr- oder Kalenderzeit eingetragen werden kann. Wie stelle ich mir nun aber die reale Lichtgeschwindigkeit vor? Wird sie auch anhand der Linie, also dem Zeitpfeil gemessen, die ja kürzer sein muss, als der Bogen der Welle, also doch wohl der üblichen Zeit „t“ entspricht? Oder bemisst sich die Lichtgeschwindigkeit nach dem Bogen der Welle, der ja länger ist als die Linie? Unter dieser Voraussetzung würde die Lichtgeschwindigkeit doch wohl den heutigen Wert für die LG übertreffen müssen, falls dieser heute nur die Zeit „t“ der Linie spiegelt? Was also ist überhaupt Lichtgeschwindigkeit?

meinst Du nicht, dein Beitrag wäre im Thread "Allgemeines/Lustig" besser untergebracht?
Die Moderatoren helfen sicher gerne beim Verschieben.
Obwohl, hier gäb's wohl einiges zu verschieben :-(
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(Francis Picabia)
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Nicht von Bedeutung schrieb in Beitrag Nr. 2262-9:
Hallo Uwe

Diese Aussagen sind ebenso falsch (bis auf die letzte). Es gibt zwei Definitionen für Vakuum eine quantenmechanische und eine klassische.

Für die Ablenkung von Licht in der Nähe von kosmologischen Objekten gibt es noch eine weitere Erklärung:
https://www.youtube.com/watch?v=CnvOybT2WwU

Es kann 100 Definitionen von Vakuum geben, aber solange dieses Vakuum nicht als physisches Objekt berechenbar ist, solange sind alle Definitionen heiße Luft.

Ich wiederhole es immer wieder: Volumen ist eine Qualität einer physischen Entität und das Vakuum hat Volumen, also muß es eine physische Entität und als solche eben auch berechenbar sein. Und daran scheitert bis heute alle Physik.

Und zur Lichtablenkung: Solar Gravitation and Solar Plasma Wave Propagation on Interaction.

Das Problem dieses Herrn in der Aufnahme ist, daß er das Phänomen der Gravitation nicht erklären kann, also wieder mal ein Begriff, der in der Physik zwar als Wirkung gemessen wird, aber dessen Ursache bisher nicht bekannt ist.

Es hilft alles nichts, ohne ein technisches Modell einschließlich einer Berechenbarkeit des Vakuums ist es nicht möglich, Licht, Gravitation und sonstige Phänomene zu erklären, die im Vakuum stattfinden.
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Hallo Haronimo, hallo Okotombrok,

dass man die Lichtgeschwindigkeit in der Annahme, es sei eine ewige Konstante, bestätigt gefunden hat, ist mir bekannt. Eure daraus zu Recht gegenwärtig abzuleitende Behauptung, alle Wellen würden sich mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten, beantwortet aber überhaupt nicht meine Frage, was damit wie gemessen wurde, also eine nicht exakt definierte Welle, die nun mal in Bögen einen längeren Weg in der gleichen Zeit bewältigen muss, oder das nicht exakt definierte Teilchen dieser Welle, welches vielleicht auf einer exakten Geraden sich bewegt und deshalb auch nur mit der Zeit „t“, deren Messergebnisse nur auf einer Geraden verlaufen, gemessen werden kann. Vielleicht ist aber auch schon diese Linie wellenartig, was das Messergebnis dann doch auch noch verfälscht haben würde. Das ist doch schon mal Grundvoraussetzung für Klarheit. Ich unterstelle mal:

Gemessen wurde das Teilchen und dieses bewege sich auf einer Linie, die deshalb nur einzelne Punkte im Spaltexperiment am Ende dieser Linie hinterlässt. Diese Linie als exakte Gerade, die der Zeit „t“ entspricht und an den berühmten Punkten A und B vermessen wird, ergibt eine Strecke, die mit der abgelaufenen Zeit wohl der Lichtgeschwindigkeit entsprechen könnte.

Weshalb aber unterstellt man, dass die Welle bei der Zeitmessung zu vernachlässigen ist? Ich glaube bisher nicht, dass es gelungen ist, die Wegstrecke einer Welle, die abweichend vom Teilchen ein Bild der Interferenzen hinterlässt, überhaupt nur ansatzweise zu messen. Würde dies gelingen, würde man daraus schließen können, dass diese Geschwindigkeit des Lichts von der Energie des Welle-Teilchen-Duals abhängt.

Die Behauptung, die Lichtgeschwindigkeit sei stets konstant, wäre dann allein schon deshalb nicht aufrecht zu erhalten. Es ist somit fraglich, ob in LG das drin ist, was man mit LG vermutet.

Das folgt übrigens meinem Verstand, der sich doch wohl nicht irren kann, fragt besorgt

Kirsche
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