Zeitdilatation

rüdisüli · Anmeldungsdatum: 23.09.2015 Beiträge: 95

Für die Herleitung der Formel für Zeitdilatation wurde eine Anordnung gewählt, bei der die Lichtuhr senkrecht zum relativ bewegten Beobachter steht.
Mich würde interessieren warum. Warum genau so und nicht z.B. eine um 90° gedrehte Anordnung?

jh8979 · Moderator Anmeldungsdatum: 10.07.2012 Beiträge: 8762

Weil der Effekt dann besonders einfach auszurechnen ist und man die Längenkontraktion nicht berücksichtigen muss.

rüdisüli · Anmeldungsdatum: 23.09.2015 Beiträge: 95

OK. Und wie funktioniert nun die Lichtuhr eigentlich, wenn sie relativ bewegt bzw. beschleunigt wird?
Das Photon hat eine durch die Quelle und die 2 parallelen (und theoretisch ebenen) Spiegel gegebene Ausbreitungs- bzw. Bewegungsrichtung senkrecht zu den Spiegeln, und es ist im Zusammenhang mit dem C-Vektor und dem betr. EM-Feld nicht kugelsymmetrisch. Wenn nun anstelle des Beobachters die Lichtuhr beschleunigt wird (wenn das Photon bereits existiert), dann werden ja eigentlich nur die Spiegel bewegt (in einer Richtung Parallel zu den Spiegelflächen), während das hin und her pendelnde Photon seine ursprüngliche Pendelachse und -Bewegung grundsätzlich beibehält, solange es sich noch zwischen den Spiegeln befindet.
Der Beobachter hingegen kann sich der ganzen Lichtuhr nähern (Spiegel inklusive Pendelachse). Ich frage mich allerdings, ob es dann sinnvoll ist, die Photonengeschwindigkeit mit der Beobachtergeschwindigkeit zu verknüpfen, denn eine nicht zu den 2 Spiegeln senkrechte Geschwindigkeit wäre (im Zus. mit der erwähnten Richtung des Photons) vermutlich keine eigentliche Lichtgeschwindigkeit.
Wenn der bewegte Beobachter versuchen würde, die Photonengeschwindigkeit mit einem Detektor korrekt zu messen (falls dies überhaupt möglich ist), würde die Ausrichtung des Detektors im Verhältnis zur Photonenachse dann nicht eine wesentliche Rolle spielen?

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 21442

Ohne Skizze verstehe ich absolut nicht, was du meinst.

rüdisüli · Anmeldungsdatum: 23.09.2015 Beiträge: 95

Hier die Skizze

DrStupid · Anmeldungsdatum: 07.10.2009 Beiträge: 5740

rüdisüli · Anmeldungsdatum: 23.09.2015 Beiträge: 95

Photonenachse:
Photonen haben eine Ausbreitungsgeschwindigkeit und eine Wellenlänge. Somit haben sie auch eine Länge (auch wenn eine quantitative Definition davon bis heute fehlt). Oder?

Eigentliche Photonengeschwindigkeit:
Die Situation der Geschwindigkeitsmessung für Photonen wäre vergleichbar mit einem Pfeil, der ein Papier durchdringt. Man kann die Geschwindigkeit korrekt oder falsch messen. Wenn das Blatt als Messebene nicht senkrecht zum Pfeil steht, obwohl die Geschwindigkeit senkrecht zum Blatt gemessen wird, dann wird die gemessene Geschwindigkeit reduziert. Wenn das Blatt einen Winkel zwischen 0 und 90° zum Pfeil aufweist und in einer Richtung senkrecht dazu bewegt wird, dann ergibt sich eine Geschwindigkeitserhöhung, wobei das Papier gleichzeitig aufgeschlitzt wird.
Für einzelne Punkte des Pfeiles können so beliebig viele resultierende Geschwindigkeiten berechnet werden - klassisch oder relativistisch. Für den Pfeil als Ganzes gibt es hingegen nur eine korrekte Form der Geschwindigkeitsmessung, in der Richtung des Pfeiles. Alles andere sind nur abstrakte Geschwindigkeiten.
Das Photon einer Lichtuhr bewegt sich im Prinzip immer senkrecht zu den Spiegeln, wenn es so emittiert wurde.

Ist diese Sichtweise korrekt, oder werden Photonen und EM-Wellen in der SRT grundsätzlich anders betrachtet?