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Dr. Bob!
Anmeldungsdatum: 01.10.2012
Beiträge: 26
Wohnort: Berlin
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 Dr. Bob! Verfasst am: 20. Nov 2012 19:50 Titel: Rotverschiebung - Doppler Effekt |
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Hallo Community,
kurz gesagt: Ich verstehe nicht, wie der Dopplereffekt bei mit Lichtgeschwindigkeit bewegten Wellen entstehen kann.
Bei Schall ist es einleuchtend. Bewegt sich ein Empfäger auf eine Schallquelle zu, addiert sich die Geschwindigkeit des Schalls und die Geschwindigkeit des Empfängers.
fiktive Werte:
Schall: 1m/s
Empfänger: 0,5 m/s
Relativgeschwindigkeit: 1,5 m/s
Folge: durch eine Relativgeschwindigkeit beider Bezugssysteme, welche höher ist als die Geschwindigkeit des Bezugssystem Schall für sich betrachtet, wird eine höhere Frequenz gemessen, als die Schallquelle in Wahrheit abstrahlt.
Bei Lichsignalen, welche von entfernten Galaxien stammen, macht das ganze für mich irgendwie keinen Sinn.
Die Lichtwellen kommen mit c beim Empfänger an. Wenn sich die Galaxie auf ihn zu bewegt, entsteht dadurch aber keine Relativgeschwindigkeit, die schneller als c ist. Stattdessen müssten die Strecke zwischen Empfänger und Lichtquelle längenkontrahieren.
Die Blauverschiebung dürfte nicht stattfinden.
Gleiches gilt in umgekehrter Weise für die Rotverschiebung.
Jetzt erklär mir das mal bitte einer, der die Problematik wirklich versteht und nicht nur so dahinlabert, was er mal irgendwo darüber gelesen hat.
Ich wäre diesem Jemand sehr dankbar  |
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jh8979
Moderator
Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8582
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| jh8979 Verfasst am: 20. Nov 2012 20:01 Titel: |
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Kurz: Die Energie des Photons ist die Zeitkomponente eines Vierervektor und somit nicht Lorentzinvariant, sondern abhaengig von der Emmissions- und Beobachtungsgeschwindigkeit. Damit aendert sich dann auch die beobachtete Wellenlaenge. |
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Dr. Bob!
Anmeldungsdatum: 01.10.2012
Beiträge: 26
Wohnort: Berlin
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| Dr. Bob! Verfasst am: 20. Nov 2012 23:08 Titel: |
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Geht das vielleicht noch ein bisschen anschaulicher? Sorry aber dieses akademische Niveau habe ich noch nicht erreicht
Was hat die Energie hiermit zu tun? Der Doppler Effekt war für mich immer ein rein mechanischer Effekt, der mit Relativgeschwindigkeiten zu tun hat. |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18062
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| TomS Verfasst am: 20. Nov 2012 23:28 Titel: |
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Im Falle der Gravitationsrotverschiebung nimmt die Energie und somit die Frequenz (durch den Energieverlust des Photons im Gravitationsfeld) ab.
Im Falle der Rotverschiebung durch die Expansion des Universums wird der Raum, den das Photon durchmisst, gedehnt, die Frequenz nimmt dadurch ab. Letzteres hat nichts mit der Relativgeschwindigkeit von Sender und Empfänger zu tun, und damit handelt es sich nicht um den Dopplereffekt.
_________________
Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago. |
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jh8979
Moderator
Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8582
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| jh8979 Verfasst am: 21. Nov 2012 05:19 Titel: |
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Das stimmt natürlich alles. Daran hatte ich gar nicht gedacht, mir ging es nur um den Dopplereffekt bei EM-Wellen:
Die Lorentztransformation der Energie der Photonen von einem System in das andere ist
<br />
)
mit p=E und E = h f , ergibt sich dann
 f = \sqrt{\frac{1-\beta}{1+\beta}} \, \, f
<br />
)
Jetzt muss man fuer die Interpretation nur noch vorsichtig sein was das gestrichene System und was das ungestrichene ist und ob  oder  ... wie immer. |
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Uriezzo
Anmeldungsdatum: 15.09.2011
Beiträge: 281
Wohnort: Großostheim
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| Uriezzo Verfasst am: 21. Nov 2012 11:23 Titel: |
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| Dr. Bob! hat Folgendes geschrieben: | | Was hat die Energie hiermit zu tun? Der Doppler Effekt war für mich immer ein rein mechanischer Effekt, der mit Relativgeschwindigkeiten zu tun hat. |
Beim Dopplereffekt geht es vorwiegend um Frequenzen b.z.w Wellenlängen:
Eine Schallwelle oder Lichtwelle, die von einem relativ zu dem Empfänger bewegten Objekt emittiert wird, erscheint langwelliger b.z.w. kurzwelliger, je nachdem ob sich das Objekt auf den Empfänger zu oder von ihm weg bewegt.
Die Lichtgeschwindigkeit bleibt davon unberührt. Seien  und  die gesandte Frequenz und Wellenlänge sowie  und  die empfangene, dann gilt weiterhin
Die Energie von Photonen (also Licht) ist proportional zur Frequenz. Insofern hat das dann auch mit Energie zu tun. |
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Dr. Bob!
Anmeldungsdatum: 01.10.2012
Beiträge: 26
Wohnort: Berlin
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| Dr. Bob! Verfasst am: 23. Nov 2012 17:46 Titel: |
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| TomS hat Folgendes geschrieben: | | Im Falle der Rotverschiebung durch die Expansion des Universums wird der Raum, den das Photon durchmisst, gedehnt, die Frequenz nimmt dadurch ab. Letzteres hat nichts mit der Relativgeschwindigkeit von Sender und Empfänger zu tun, und damit handelt es sich nicht um den Dopplereffekt. |
In dem Buch "Das Universum in der Nussschale" von Stephen Hawking wird die Rotverschiebung mit dem Doppler Effekt erklärt.
 http://www.abload.de/img/img_14000tjpy.jpg |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18062
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| TomS Verfasst am: 23. Nov 2012 18:27 Titel: |
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| Dr. Bob! hat Folgendes geschrieben: | | TomS hat Folgendes geschrieben: | | Im Falle der Rotverschiebung durch die Expansion des Universums wird der Raum, den das Photon durchmisst, gedehnt, die Frequenz nimmt dadurch ab. Letzteres hat nichts mit der Relativgeschwindigkeit von Sender und Empfänger zu tun, und damit handelt es sich nicht um den Dopplereffekt. |
In dem Buch "Das Universum in der Nussschale" von Stephen Hawking wird die Rotverschiebung mit dem Doppler Effekt erklärt.
http://www.abload.de/img/img_14000tjpy.jpg |
Hawking ist bei sowas oft schlampig.
Wenn sich zwei relativ nahe beieinander befindliche Galaxien, die evtl. sogar gravitativ gebunden sind (lokale Gruppe) auf einem "stationären Raum" relativ zueinander bewegen, dann handelt es sich tatsächlich um den Dopplereffekt. Wenn sich aber der Raum zwischen den Galaxien tatsächlich ausdehnt, kann man gar nicht mehr von Relativbewegung sprechen (man kann nicht mal mehr eine eindeutige Geschwindigkeitsdefinition finden!) und es handelt sich demzufolge nicht um den Dopplereffekt! Im letzteren Sinne war mein Satz "Im Falle der Rotverschiebung durch die Expansion des Universums ... ... und damit handelt es sich nicht um den Dopplereffekt" zu verstehen.
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