Zug-Lichtgeschwindigkeit

planck1858 · Anmeldungsdatum: 06.09.2008 Beiträge: 4542 Wohnort: Nrw

Hi,

wie genau sah das Gedankenexperiment von Albert Einstein aus?

Gab es ein solches wirklich und hat Einstein dies wirklich, während einer Fahrt mit dem Zug aufgestellt?

Gibt es dafür ein Datum, wann dies geschah?

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Ich habe schon mehrere Gedankenexperiente zum Thema Relativitätstheorie gesehen, die mit Zügen zu tun hatten.

Welches du davon im Sinn hast, und ob Einstein das mal auf einer Zugfahrt eingefallen ist wie Newton unter dem Baum mit dem Apfel, weiß ich leider nicht.

Bist du gerade dabei, die Relativitätstheorie zu lernen und bist nun an so einem Gedankenexperiment angekommen? Oder versuchst du gerade eher, anhand so eines Beispieles mitten hinein in die Relativitätstheorie zu springen, ohne es schrittweise so zu lernen, dass du auf Vorwissen aufbauen kannst?

planck1858 · Anmeldungsdatum: 06.09.2008 Beiträge: 4542 Wohnort: Nrw

Eigentlich wollte ich mein Wissen eher in Mechanik und vorallem Elektrodynamik festigen und ausbauen, aber interessieren würde mich dieses Gedabkenexperiment schon.
Meiner Meinung nach ist es viel zu früh, ohne das richtige mathematische Rüstzeug sich an die ART zu wagen!
Und auch alle Bücher, die dies versuchen, sind meiner Meinung nach nur wenig fördernt.

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Einverstanden, dann ist es wohl besser, wenn du mit so etwas wartest bis zu dem Zeitpunkt, an dem du das wirklich schon lernst, zum Beispiel in der Schule oder dann später vielleicht im Studium oder so.

Denn beim wirklichen Erklären muss man ja immer an irgendwelches Vorwissen anknüpfen.

Da jetzt irgendwie ohne Vorwissen hineinzuspringen und etwas zu erzählen, was anschaulich genug ist, um auch ohne Vorwissen verstanden zu werden, wäre ja eher so etwas wie Geschichtenerzählen, und nicht Hilfe bei etwas, das du selbst gerade lernst und durcharbeitest.

Und wirklich lernen kann man Physik ja in aller Regel nicht durch "sich das eben mal erzählen lassen", sondern man lernt es schrittweise mit Unterricht, Büchern, Nacharbeiten, Übungsaufgaben rechnen, ... smile

planck1858 · Anmeldungsdatum: 06.09.2008 Beiträge: 4542 Wohnort: Nrw

Jopp, so sehe ich das auch!

Ich habe früher mal ein paar Bücher für Einsteiger in die ART gelesen.

Da man einfach noch nicht die richtige Mathematik dazu hat, kann man auch nur wenig davon behalten, meiner Meinung nach!

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18110

Nach meiner Erinnerung ist das Buch Die Relativitätstheorie Einsteins von Max Born ganz hervorragend: http://de.wikipedia.org/wiki/Die_Relativit%C3%A4tstheorie_Einsteins_(Max_Born)

planck1858 · Anmeldungsdatum: 06.09.2008 Beiträge: 4542 Wohnort: Nrw

Kann man denn diesem Buch vertrauen und ist es denn noch aktuell, oder wurden im laufe der zeit viele dinge geändert?

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18110

Es ist bzgl. der Darstellung sicher nicht mehr aktuell, aber es verzichtet soweit ich mich erinnern kann sowieso weitgehend auf Mathematik und legt großen Wert auf physikalisches Verständnis und Argumentation. Es gab in den letzten 100 Jahren keine wesentlichen neuen Erkenntnisse im Rahmen der SRT, sondern "nur" Erweiterungen bzgl. ihrer Anwendung (Spinordarstellungen, rel. QM, Quantenfeldtheorie, ...).

Wenn du die Mathematik verstehen möchtest, dann ist "Jackson: Elektrodynamik" eine sehr gute aber auch anspruchsvolle Referenz.

planck1858 · Anmeldungsdatum: 06.09.2008 Beiträge: 4542 Wohnort: Nrw

Kann man dieses denn mit Physik und Mathe als Lk durcharbeiten, oder fehlen mir dazu noch die Grundlagen?

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18110

Puh - weiß ich nicht mehr; ich denke, zumindest zum Teil, ja.

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Ich kann dieses Buch allgemein sehr empfehlen.

Dass es jetzt für deinen persönlichen aktuellen Kenntnis- und Könnensstand schon locker schaffbar ist, glaube ich noch nicht ganz.

Aber ich denke, es ist sicher für viele Schüler schon mal etwas leichter zugänglich als viele andere Lehrbücher zu dem Thema.

planck1858 · Anmeldungsdatum: 06.09.2008 Beiträge: 4542 Wohnort: Nrw

Jopp, dann werde ich mal versucne mir dieses Buch ersteinmal auszuleihen!

Dann kann ich ja erstmal nichts verkehrt machen!

Ist ja auch nicht ganz so billig, wenns man denn dann sofort kauft.

Als nächtes Buch, dass ich mir anschaffen werde ist erstmal der erste Band der Feynman-Vorlesungen über Physik!

Danach kommt ein Buch zur Differential- und Integralrechung, dass speziell von der Schule zur Uni überleiten soll.

Und dann werd ich mir vielleicht dieses Buch von Max Born zulegen!

LinksNurFuerReg.user:/ · Gast

Es sah in etwa so aus:

Nimm an, ein Zug fährt mit annährend Lichtgeschwindigkeit, also beispielsweise 80%. (Da die relative Masse bei Annäherung an die Lichtgeschwindigkeit zunimmt und gegen c unendlich wird, bleibt dies auch ein reines Gedankenexperiment Augenzwinkern

)

Im Zug sitzt Person A, am Bahnhof Person B.
Im Zug befindet sich eine idealisierte, vereinfachte Lichtuhr, aufgebaut aus zwei Spiegeln im Abstand d und einem Photon, das von einem zum anderen Spiegel wandert. Nehmen wir die Aufstellung orthogonal zur Fahrtrichtung an. Beim Auftreffen auf den oberen Spiegel wird das Photon registriert und die Lichtuhr rückt um eine Zeiteinheit weiter.

Nun fährt der Zug vorbei. Person A im gleichförmig bewegten Bezugssystem S' sieht die Bewegung des Photons wie in einem ruhenden Inertialsystem verlaufen (also orthogonal zum Spiegel), schließlich bewegt sich alles innerhalb des Zuges mit derselben Geschwindigkeit wie er selbst.
Person B am Bahnhof jedoch würde die Bahn des Photons anders wahrnehmen, da er sich im ruhenden Inertialsystem S befindet. Die Uhr scheint aus seiner Sicht langsamer zu laufen, da das Photon einen längeren Weg zurückzulegen scheint. Dieser Effekt trifft also auf, da die Uhr relativ zu ihm bewegt wird.

Man nennt dies auch Zeitdehnung oder Zeitdilatation.

Zur Veranschaulichung:
Wiki -> Zeitdilatation (Wow, nichtmal URLs kann man posten als Gast.)

Zudem wäre aufgrund dieses Effekts eine "Reise in die Zukunft" möglich; erläutert durch dieses Beispiel: Wiki -> Zwillingsparadoxon

planck1858 · Anmeldungsdatum: 06.09.2008 Beiträge: 4542 Wohnort: Nrw

Danke erstmal für die Erklärung.

Meld dich doch hier im Forum an, wir brauchen hier immer Leute die gut erklären können.

Aber warum scheint es, dem außenstehenden Beobachter, als wenn die Zeit langsamer vergeht bzw. warum ist der Weg größer? Weil sich der Zug auch noch mit einer bestimmten Geschwindigkeit bewegt, die sozusagen zur Lichtgeschwindigkeit dazu addiert werden müsste?

franz · Anmeldungsdatum: 04.04.2009 Beiträge: 11583

Ein gutes Büchlein für Schüler: LANDAU, RUMER: Was ist Relativitätstheorie, Leipzig 1965.

HarrisForester · Gast

Um die Relativitätstheorie zuverstehen benötigt man keinesfalls grosses mathematisches wissen, eigentlich reichen schon einige grundlegende mathematische Kentnise. Meiner Meinung nach gehen die mathematische erkentnise oft sogar erst nach dem Verstehen der Theorie mit einher.
Eigentlich benötigt man als Laien einfach nur genug Zeit,wilens stärke,neugirde einen internet zugang ,ein paar gute dokus und nach 1 - 4 wochen sollte es dir eigentlich sogar möglich seien die speziele relativitätstheorie volkomen logisch zuverstehen.Wenn dein Interesse gross genung ist, ist es sogar möglich nach jahren elementar teilchen physik logisch zuverstehen wobei man erwähnen sollte das man dan auch oft an seine grenzen stößt und der verzweiflung nahe ist aber wie gesagt mit genung wilens stärcke ist das durchaus möglich.
Mit der Mathematik und der Physik ist es meiner Meiner Meinung wie mit
Buchstaben und gramatik es reicht eigentlich schon zuwissen wissen wie man sie zulesen hat, sie dan aber auch noch schreiben zukönnen bringt dich natürlich noch ein ganzes stück weiter.

franz · Anmeldungsdatum: 04.04.2009 Beiträge: 11583

Unhöflich angemerkt: Etwas über RT lesen oder angucken mag ja ein gutes Gefühl von "Verständnis" hervorrufen, günstigenfalls interessante Studien anregen. Entscheidend dürfte aber das Lösen entsprechender (zumindest elementarer) Probleme sein.

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18110

Das sehe ich ähnlich. Natürlich kann man sich auch ohne mathematischen Formalismus ein Grundverständnis der eigtl. Idee aneignen (das gilt auch für andere physikalische Theorien), aber verstanden im Sinne der Physik hat man sie erst, wenn man physikalische Probleme lösen kann, und dazu muss man eben auch die Mathematik verstanden haben!

Das ist leider eine Entwicklung der Physik der zwanzigsten Jahrhunderts, aber ich stelle in 'zig Diskussionen fest, dass eben gerade das "Grundverständnis" - ohne Mathematik - häufig zu Scheinproblemen führt (Unschärferelation, virtuelle Teilchen, schwarze Löcher, ...)