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Airblader
Anmeldungsdatum: 07.05.2006
Beiträge: 129
Wohnort: Geislingen
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 Airblader Verfasst am: 11. Okt 2006 06:41 Titel: RT Referat - Experiment? |
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Heyho 
ich halte demnächst in Physik eine GFS über die RT (also eine Art Referat). Da es ja nicht so ist, dass ich mich da nicht auskenne, rätsel ich total, ob es überhaupt ein durchführbares Experiment gibt, dass ich dabei machen kann? Denn an sich braucht alles irgendwie Geschwindigkeiten in relativer Nähe zur Lichtgeschw.
Klar, ich könnte das mit der Lorentzkraft machen, wie es auch auf wikipedia steht (da die Elektronen relativ schnell sind).
Aber mir wäre was "anschaulicheres" natürlich ganz lieb. Hat vielleicht jemand eine Idee ob und was machbar wäre?
Danke schonmal. 
MfG,
air
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"Mehr als die Vergangenheit interessiert mich die Zukunft, denn in ihr gedenke ich zu leben." (Albert Einstein) |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 11. Okt 2006 18:11 Titel: |
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Lorentzkraft würde ich weniger empfehlen, denn die Elektronen kann man zwar ziemlich schnell machen, aber so schnell, dass man damit wirklich relativistische Effekte zeigen kann, dürfte mit normalen Mitteln schwierig sein.
Je nachdem wie tief du im Rahmen dieser GFS da einsteigen willst und kannst, könnte folgende Idee interessant für dich sein:
Wenn du in deiner GFS auf Längenkontraktion eingehst und auf die Sache mit der Gleichzeitigkeit (also darauf, dass Ereignisse, die im einen Bezugssystem gleichzeitig sind, in einem bewegten Bezugssystem nicht mehr gleichzeitig sind) und dabei das Stab-Loch-Experiment erwähnen magst (ein Stab, der länger ist als ein Loch, passt "quer" durch das Loch hindurch, wenn er sich nur schnell genug bewegt),
dann könntest du zwar nicht das Stab-Loch-Experiment durchführen, aber doch zumindest veranschaulichen:
| Code: |
Nimm einen Zeigestock und eine Tür. Der Zeigestock muss länger sein als die Tür breit ist. Halte den Zeigestock waagerecht und gerade, und gehe langsam auf die Tür zu. Der Zeigestock passt nicht durch die Tür.
Gehe wieder zum Ausgangspunkt zurück. Gehe nun schneller auf die Tür zu, und halte dabei den Zeigestock waagerecht, aber schräg zur Türebene. Der Zeigestock passt durch die Tür. Weil die Achse des Zeigestocks schräg zur Türebene steht und sich deshalb seine Spitze und sein Ende sich nicht gleichzeitig durch die Tür bewegen.
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Das ist zugegebenermassen mehr Theaterspielen oder Veranschaulichung (oder die "Präsentation eines Gedankenexperimentes" ) als ein echtes Experiment. Deshalb müsste man sich wohl entsprechend Mühe geben, gut zu erklären, was in der Relativitätstheorie dahintersteckt. (Und genau sagen, in welche Richtung sich der Stab laut Relativitätstheorie tatsächlich bewegen muss, damit diese Längenkontraktion bzw. die Nichtgleichzeitigkeit zustande kommt: nicht senkrecht zur Türebene, sondern hauptsächlich parallel zur Türebene). Vielleicht kannst du ein Minkowski-Diagramm zeigen, so dass man sieht, wie die x-Achsen im ruhenden und bewegten Bezugssystem schräg zueinander stehen. |
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Airblader
Anmeldungsdatum: 07.05.2006
Beiträge: 129
Wohnort: Geislingen
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| Airblader Verfasst am: 11. Okt 2006 21:35 Titel: |
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Hi,
das hört sich interessant an, zumal es auch einen leichten Belustigungseffekt hätte (was nicht schlecht ist - im Gegenteil).
Zur Längenkontraktion will ich in der GFS auf jeden Fall kommen...Minkowski-Diagramm wollte ich nicht zwangsweise zeigen, da ich nicht wirklich weiß, wie mathematisch ich bei meiner Klasse werden darf (die haben in der 11. Probleme mit Geraden zeichnen, Bruchrechnen und Vorzeichen *seufz*).
Aber Danke, das hört sich echt gut an
air
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Crotaphytus
Anmeldungsdatum: 21.10.2005
Beiträge: 138
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| Crotaphytus Verfasst am: 12. Okt 2006 00:57 Titel: |
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@dermarkus: Also entweder hab ich deinen Post jetzt falsch verstanden oder da passt was nicht so ganz... Du bewegst dich gerade auf die Tür zu und hältst den Stock waagrecht, richtig? Das heißt im Endeffekt, der Stock steht senkrecht zur Bewegungsrichtung - dann tritt aber doch gar keine Längenkontraktion auf...
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Genie oder Wahnsinn? Wer kann es wissen... |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 12. Okt 2006 02:00 Titel: |
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Danke, Crotaphytus, du hast recht, das mit der Richtung ist im bisher vorgeschlagenen Experiment so noch nicht wirklich korrekt.
Ich hatte das bisher nur ein kleines bisschen
| dermarkus hat Folgendes geschrieben: | | (Und genau sagen, in welche Richtung sich der Stab laut Relativitätstheorie tatsächlich bewegen muss, damit diese Längenkontraktion bzw. die Nichtgleichzeitigkeit zustande kommt: nicht senkrecht zur Türebene, sondern hauptsächlich parallel zur Türebene). |
versucht, in der nachträglichen Erklärung dazuzubasteln.
Weil die Längenkontraktion nur in Bewegungsrichtung erfolgt, müsste man also, um die Geometrie richtig wiederzugeben, versuchen, so schräg wie möglich durch die Tür hindurchzugehen. Beim langsamen Gehen muss man dabei den Stab genau parallel zur Türebene halten, beim schnellen Gehen sowohl schräg zur Türebene als auch schräg zur Bewegungsrichtung, und zwar so gekippt, dass das vordere Ende des Stabes zuerst an seinem Türpfosten vorbeikommt, und das hintere Ende danach am anderen Türpfosten.
Das wird dann aber echt eine Herausforderung, bei diesen mehreren schrägen Winkeln das Experiment klar zu präsentieren.
Die oben vorgeschlagene Version zeigt also nur ("der Stab passt nur durch, wenn er schräg steht"), und deutet vage (aber mit falschen Richtungen !) an "Wenn der Stab schneller ist, steht er schräger".
Wenn man es dann schafft, das Experiment auch dann noch klar zu präsentieren, wenn man schräg (zum Beispiel im 45°-Winkel; oder wenn es räumlich möglich ist, am besten noch schräger) durch die Tür läuft,
so dass man klar merkt, dass der Stab beim schnellen Gehen sowohl schräg zur Türebene als auch schräg zur Gehrichtung steht (und nicht am Türrahmen hängenbleibt ), dann wird das Experiment exakter und bleibt anschaulich.
Ob so eine exaktere Version des Experimentes noch schicker wird, wenn man statt der Tür einen großen leeren Bilderrahmen nimmt (Vorteil: dünnerer "Türrahmen"), und den Stab auf einer Schiene verschiebt (Vorteil: Klarer definierte und besser sichtbare Bewegungsrichtung), das ganze so, dass man den Stab noch drehen kann; und vielleicht mag man dann sogar noch vorne und hinten an den Stab zwei Glöckchen hängen, die die Zeitpunkte, wann die Stabenden am Rahmen vorbeikommen, akustisch markieren? Das wäre dann eine Version für Bastler
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Auch diese exaktere Version des Experimentes verwendet dann übrigens immer noch nicht genau die richtigen Richtungen: Zwar ist nun die Bewegungsrichtung korrekt beteiligt, aber die Tatsache, dass der Stab schräg steht in der von der Bewegungsrichtung und der Zeitrichtung aufgespannten Ebene wird behelfsmäßig ersetzt durch ein Schrägstehen in der von der Bewegungsrichtung und der Richtung senkrecht zur Tür aufgespannten Ebene, also durch ein rein räumliches Schrägstehen. |
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Airblader
Anmeldungsdatum: 07.05.2006
Beiträge: 129
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| Airblader Verfasst am: 12. Okt 2006 06:57 Titel: |
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Hi,
ich denke dass die zuerst vorgeschlagene Version dennoch ganz gut ist.
Da es eh nur eine Vorführung sein soll (und kein richtiges Experiment) wird es schon möglich sein, zu sagen, dass die Kontraktion eigentlich ja in Bewegungsrichtung erfolgt.
(Man sieht: Technisch richtig geht auch dieses Experiment wieder nur, wenn der Effekt wirklich auftritt... )
Ich werde einfach entsprechend dazu das Garagenparadoxon mit Grafiken mit einbringen und erklären - dann dürfte das schon gehen
air
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