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index_razor
BeitragVerfasst am: 12. Jan 2019 16:13    Titel:

TomS hat Folgendes geschrieben:
Man kann das auch mit 3er-Vektoren explizit rechnen. Der Weg sollte identisch zu meiner Vorgehensweise sein - aber aufwändigster.


Das wird höchstens dann aufwendiger, wenn man von vornherein in einem schlecht angepaßten Koordinatensystem rechnet. Das ist aber keine gute Strategie. Statt von 2er Tupeln auf 4er Tupel überzugehen, kann man genauso gut abstrakte Vektoralgebra verwenden. Dann wird die Behandlung zweier Teilchen niemals komplizierter als die Geometrie in der Minkowski-Ebene, was der Komplexität des Problems angemessen ist. Dem Zusammenhang zwischen Viererimpuls und Relativgeschwindigkeit in dieser Ebene,



entspricht die abstrakte Relation



die nicht weniger einfach ist, aber in beliebigen Raumdimensionen gilt. (Über ist nur Orthogonalität zu vorausgesetzt, aber die Dimension von kann beliebig sein.)

Wählt man für die Vierergeschwindigkeit des Teilchens 2, dann ist , die Relativgeschwindigkeit von Teilchen 1 bezogen auf Teilchen 2 und die gesuchte Beziehung folgt sofort ()



(Das entspricht im wesentlichen der Überlegung von Ich weiter oben, nur von Koordinatentupeln in abstrakte Algebra übersetzt.)
TomS
BeitragVerfasst am: 12. Jan 2019 14:21    Titel:

Man kann das auch mit 3er-Vektoren explizit rechnen. Der Weg sollte identisch zu meiner Vorgehensweise sein - aber aufwändigster.
index_razor
BeitragVerfasst am: 12. Jan 2019 14:12    Titel:

philip122 hat Folgendes geschrieben:
Vielen Dank für die schnelle und ausführliche Antwort. Ich habe allerdings noch zwei Fragen.

1) ist bei die die relativistische Geschwindigkeitsaddition von und . Ist das, dass gleiche wie die Relativgeschwindigkeit von Teilchen 1 im Ruhesystem von Teilchen 2, nach der ich eben hier suche?


Ja, das Produkt der beiden Vierergeschwindigkeiten ergibt immer den -Faktor der Relativgeschwindigkeit beider Teilchen. Das ist die geometrische Interpretation von und auch sonst ganz nützlich sich zu merken.

Zitat:

2) Die Formel in dem Buch ist eigentlich in 3 Dimensionen


Zwei verschiedene Vierergeschwindigkeiten liegen immer in einer Ebene im Minkowskiraum. In derselben Ebene liegen auch die jeweiligen Relativgeschwindigkeiten des einen Teilchens bezogen auf das andere Teilchen. Eine zweidimensionale Betrachtung, mit einer Zeit und einer Raumdimension, ist also in diesem Fall ausreichend.
philip122
BeitragVerfasst am: 09. Jan 2019 20:24    Titel:

Vielen Dank für die schnelle und ausführliche Antwort. Ich habe allerdings noch zwei Fragen.

1) ist bei die die relativistische Geschwindigkeitsaddition von und . Ist das, dass gleiche wie die Relativgeschwindigkeit von Teilchen 1 im Ruhesystem von Teilchen 2, nach der ich eben hier suche?

2) Die Formel in dem Buch ist eigentlich in 3 Dimensionen
Ich
BeitragVerfasst am: 09. Jan 2019 09:42    Titel:

Oder, einfacher: Im System 1 ist p1 (m1,0) und p2 ist (γm2,...), damit ist das Skalarprodukt γm1m2.
TomS
BeitragVerfasst am: 09. Jan 2019 05:43    Titel:

Die Geschwindigkeiten werden mit u,v,w bezeichnet. Ich beschränke mich für den Teil (2) unten auf das eindimensionale Problem.

Ich schreibe für den Viererimpuls kurz



Damit ist



Quadrieren liefert



Für die relativistische Geschwindigkeitsaddition setze ich



Damit folgt für das Quadrat des gamma-Faktors



Man sieht leicht, dass die Nenner in (1) und (2) identisch sind.
philip122
BeitragVerfasst am: 08. Jan 2019 22:28    Titel: Relativistische Relativgeschwindigkeit

Meine Frage:
Man betrachte ein Teilchen 1 und ein Teilchen 2 mit Geschwindigkeiten und bezüglich eines beliebigen Koordinatensystems (Inertialsystem) K.

Nun gehen wir ins Ruhesystem von Teilchen 2 und betrachten die darin gemessene Relativgeschwindigkeit von Teilchen 1.

Nun zur Frage:
In einem Buch ("High Energy Radiation of Black Holes" von C. Dermer und G. Menon, Seite 22) wird wie aus dem nichts folgende Formel angeben:

bezeichnet dabei die entsprechenden Viererimpulse der Teichen im System K und den der Geschwindigkeit entsprechende Lorentzfaktor.

Wie kommt man auf diese Formel?

Meine Ideen:
Ich habe versucht sie aus der Formel von Wikipedia (https://en.wikipedia.org/wiki/Relative_velocity, letzte Formel der Seite) herzuleiten, bin aber gescheitert

Irgendwelche Ideen, oder Anregungen?
Vielen Dank im vorraus!!

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