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Beobachter Unterschied
 
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Kurt



Anmeldungsdatum: 20.06.2021
Beiträge: 526
Wohnort: Bayern

Beitrag Kurt Verfasst am: 06. Apr 2022 20:52    Titel: Beobachter Unterschied Antworten mit Zitat

Was unterscheidet einen Beobachter von einem Inertialbeobachter?

Beispiel:

In einer beschleunigten Rakete, an deren Spitze ein Sender ist, wird hinten beim Antrieb eine höhere Signalfrequenz gemessen als vorne abgestrahlt wird.

Hat das irgendwie mit der Beobachterwahl zu tun?


Kurt
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 15358

Beitrag TomS Verfasst am: 07. Apr 2022 10:02    Titel: Antworten mit Zitat

Die elektromagnetische Welle wird in einem Koordinatensystem (Inertialsystem) durch einen im gesamten Raum konstanten Energie-Impuls-Vierervektor



beschrieben.


Verschiedene Beobachter (Observer) O = 1, 2, ... werden in dem selben Koordinatensystem durch ihre Vierergeschwindigkeiten



beschrieben.

Die Beobachter können z.B. außerhalb oder an verschiedenen Stellen in der Rakete sitzen; sie können inertial oder mitbeschleunigt sein; die Vierergeschwindigkeiten sind im Allgemeinen nicht konstant sondern zeitabhängig.


Die Energie E (und damit die Frequenz) die ein Beobachter O misst, ist gegeben durch



D.h. diese gemessenen Energien sind beobachterabhängig.


In einem anderen Koordinatensystem liegen andere Vierervektoren



vor, allerdings ist diese Energie (je Beobachter) ein Skalar, d.h.



koordinatensystem-unabhängig.


EDIT: Zwei mitbeschleunigte Beobachter O = 1, 2 in einer beschleunigten Rakete können aus einem zu einem Zeitpunkt mitbewegten Bezugsystem betrachtet werden.

Der Beobachter O = 1 hat zum Zeitpunkt der Aussendung des Signals die selbe Geschwindigkeit wie der Sender, d.h. bzgl. des mit dem Sender zu diesem Zeitpunkt mitbewegten Bezugsystems gilt



Der Beobachter O = 2 hat zum späteren Zeitpunkt des Empfangs des Signals eine nicht-verschwindende Geschwindigkeit bzgl. des zuvor betrachteten Bezugsystems, d.h.



Die beiden Beobachter messen demnach die Energien





und damit entsprechende Frequenzen, wobei ich im letzten Schritt den Betrag der Geschwindigkeit v und den Winkel theta zwischen Bewegungsrichtung des Photons und der Rakete und damit des mitbewegten Beobachters eingeführt habe

Das ist letztlich nichts weiter als der bekannte Dopplereffekt.

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Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.
Kurt



Anmeldungsdatum: 20.06.2021
Beiträge: 526
Wohnort: Bayern

Beitrag Kurt Verfasst am: 10. Apr 2022 10:49    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:
Die elektromagnetische Welle wird in einem Koordinatensystem (Inertialsystem) durch einen im gesamten Raum konstanten Energie-Impuls-Vierervektor



beschrieben.

...

Das ist letztlich nichts weiter als der bekannte Dopplereffekt.


Der hier nicht auftritt.

Eine Rakete liegt in der Halle, hat vorne einen uhrgesteuerten Lichtsender der alle Sekunde für eine Millisekunde "grünes" Licht abgibt.

Hinten ein Beobachter, er hat die selbe Uhr wie vorne, und alle notwendigen Messeinrichtungen zur Verfügung damit er Messungen durchführen kann.

Die Uhren werden synchronisiert, die Rakete in den "freien Raum" gebracht, dort bewegt sie sich unbeschleunigt dahin.

Der Beobachter empfängt alle Sekunde ein 1 ms langes Lichtsignal der Farbe grün.

Nun wird die Rakete mit konstanter Kraft beschleunigt.
Der Beobachter empfängt nun Lichtsignale die in kürzerem Abstand als 1 Sekunde bei ihm ankommen, weniger als 1 ms dauern und ins blaue verschoben sind.

Die Rakete ist nun wieder in der Halle und der Beobachter stellt fest:
- es kommt jede Sekunde ein Lichtblitz an
- dieser dauert 1 ms
- seine "Farbe" ist grün


Nun das gleiche Spiel nochmals, die Rakete ist im Beschleunigungsmodus.
Es stellt sich heraus, dass der Beobachter
vergessen hat die Uhren zu synchronisieren.

- kann er diese korrekt synchronisieren?
- wie kann er das anstellen?

Kurt

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Wir werden die Natur erst verstehen wenn wir kapieren wie genial einfach sie funktioniert.
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 15358

Beitrag TomS Verfasst am: 10. Apr 2022 12:24    Titel: Antworten mit Zitat

Kurt hat Folgendes geschrieben:
TomS hat Folgendes geschrieben:
Das ist letztlich nichts weiter als der bekannte Dopplereffekt.

Der hier nicht auftritt.

Doch, wie du hier

Kurt hat Folgendes geschrieben:
Nun wird die Rakete mit konstanter Kraft beschleunigt.
Der Beobachter empfängt nun Lichtsignale die … ins blaue verschoben sind.

selbst schreibst.

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Kurt



Anmeldungsdatum: 20.06.2021
Beiträge: 526
Wohnort: Bayern

Beitrag Kurt Verfasst am: 10. Apr 2022 12:40    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:
Kurt hat Folgendes geschrieben:
TomS hat Folgendes geschrieben:
Das ist letztlich nichts weiter als der bekannte Dopplereffekt.

Der hier nicht auftritt.

Doch, wie du hier

Kurt hat Folgendes geschrieben:
Nun wird die Rakete mit konstanter Kraft beschleunigt.
Der Beobachter empfängt nun Lichtsignale die … ins blaue verschoben sind.

selbst schreibst.


"Doppler" beruht darauf das sich der Abstand zwischen Sender und Empfänger verändert, das ist hier nicht der Fall.

Kurt

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TomS
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Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 15358

Beitrag TomS Verfasst am: 10. Apr 2022 13:03    Titel: Antworten mit Zitat

Kurt hat Folgendes geschrieben:
"Doppler" beruht darauf das sich der Abstand zwischen Sender und Empfänger verändert, das ist hier nicht der Fall.

Das ist Quatsch.

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Kurt



Anmeldungsdatum: 20.06.2021
Beiträge: 526
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Beitrag Kurt Verfasst am: 10. Apr 2022 13:29    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:
Kurt hat Folgendes geschrieben:
"Doppler" beruht darauf das sich der Abstand zwischen Sender und Empfänger verändert, das ist hier nicht der Fall.

Das ist Quatsch.


Ist es nicht, eine Änderung der empfangenen Signalfrequenz bedarf der Abstandsänderung zwischen Sender und Empfänger, was hier nicht gegeben ist. (das ist das was unter "Doppler" verstanden wird)

Ändert sich trotzdem die empfangene Signalfrequenz dann liegt eine Veränderung der Übertragung des Signals auf dem Weg vom Sender zum Empfänger vor. Da die Blauverschiebung während der gesamten Beschleunigungsphase auftritt ist diese Änderung auch ständig vorhanden.

Kurt

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MBastieK



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Beitrag MBastieK Verfasst am: 10. Apr 2022 15:51    Titel: Antworten mit Zitat

Hi!
Kurt hat Folgendes geschrieben:
eine Änderung der empfangenen Signalfrequenz bedarf der Abstandsänderung zwischen Sender und Empfänger

Ist das nicht ein Fehlschluss, genannt 'Affirming the consequent'?

Nette Grüsse

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Wikipedia erklärt für Menschen, die es schon längst verstanden haben.
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 15358

Beitrag TomS Verfasst am: 10. Apr 2022 15:53    Titel: Antworten mit Zitat

Kurt hat Folgendes geschrieben:
TomS hat Folgendes geschrieben:
Kurt hat Folgendes geschrieben:
"Doppler" beruht darauf das sich der Abstand zwischen Sender und Empfänger verändert, das ist hier nicht der Fall.

Das ist Quatsch.

Ist es nicht, eine Änderung der empfangenen Signalfrequenz bedarf der Abstandsänderung zwischen Sender und Empfänger, was hier nicht gegeben ist. (das ist das was unter "Doppler" verstanden wird)

Sorry, natürlich ist das Quatsch.

Der Dopplereffekt tritt dann auf, wenn sich Sender und Empfänger relativ zueinander bewegen; in die Formel geht die Relativgeschwindigkeit ein, nicht der Abstand. Und im Falle einer beschleunigten Rakete haben wir es mit genau einer solchen Relativgeschwindigkeit zwischen Sender und Empfänger zu tun, nämlich einer nichtverschwindenden Relativgeschwindigkeit zwischen dem Empfänger zum Empfangs- und dem Sender zum Sende-Zeitpunkt.

Wenn du das nicht verstehen willst - bitte.

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Kurt



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Beiträge: 526
Wohnort: Bayern

Beitrag Kurt Verfasst am: 10. Apr 2022 16:58    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:
Kurt hat Folgendes geschrieben:
TomS hat Folgendes geschrieben:
Kurt hat Folgendes geschrieben:
"Doppler" beruht darauf das sich der Abstand zwischen Sender und Empfänger verändert, das ist hier nicht der Fall.

Das ist Quatsch.

Ist es nicht, eine Änderung der empfangenen Signalfrequenz bedarf der Abstandsänderung zwischen Sender und Empfänger, was hier nicht gegeben ist. (das ist das was unter "Doppler" verstanden wird)

Sorry, natürlich ist das Quatsch.

Ist es nicht.

TomS hat Folgendes geschrieben:


Der Dopplereffekt tritt dann auf, wenn sich Sender und Empfänger relativ zueinander bewegen
; in die Formel geht die Relativgeschwindigkeit ein, nicht der Abstand.

Eine Relativgeschwindigkeit, damit Differenzbewegung, gibt es nur wenn sich der Abstand zwischen Sender und Empfänger ändert, der ändert sich aber nicht.

TomS hat Folgendes geschrieben:

Und im Falle einer beschleunigten Rakete haben wir es mit genau einer solchen Relativgeschwindigkeit zwischen Sender und Empfänger zu tun, nämlich einer nichtverschwindenden Relativgeschwindigkeit zwischen dem Empfänger zum Empfangs- und dem Sender zum Sende-Zeitpunkt.

Wenn du das nicht verstehen willst - bitte.


Es gibt, auch bei beschleunigter Rakete, keine Differenzbewegung zwischen Sender und Empfänger.
Sie haben immer, zu jedem Zeitpunkt, den gleichen Abstand zueinander.
Somit fällt "Doppler" weg.


Kurt

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DrStupid



Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 4061

Beitrag DrStupid Verfasst am: 10. Apr 2022 17:05    Titel: Antworten mit Zitat

Kurt hat Folgendes geschrieben:
eine Änderung der empfangenen Signalfrequenz bedarf der Abstandsänderung zwischen Sender und Empfänger


Wie TomS bereits erklärt hat, entsteht der Doppler-Effekt durch unterschiedliche Geschwindigkeiten des Sender zum Sende- und des Empfängers zum Empfangs-Zeitpunkt. Die Abstandsänderung ist lediglich ein möglicher Nebeneffekt dieses Geschwindigkeistunterschieds. Sie ist für den Dopplereffekt weder notwendig noch hinreichend. Das gilt übrigens nicht nur in der RT, sondern bereits in der klassischen Physik für mechanische Wellen oder die Frequenz, mit der Projektile im Ziel einschlagen.

Kurt hat Folgendes geschrieben:
Es gibt, auch bei beschleunigter Rakete, keine Differenzbewegung zwischen Sender und Empfänger.
Sie haben immer, zu jedem Zeitpunkt, den gleichen Abstand zueinander.
Somit fällt "Doppler" weg.


Du übersiehst einen wesentlichen Punkt:

TomS hat Folgendes geschrieben:
Relativgeschwindigkeit zwischen dem Empfänger zum Empfangs- und dem Sender zum Sende-Zeitpunkt.

(Hervorhebung von mir)

In der Rakete mögen Sender und Empfänger zwar zum selben Zeitpunkt die gleiche Geschwindigkeit haben (das ist auch relativ), aber das Signal wird nicht zum selben Zeitpunkt gesendet und empfangen.


Zuletzt bearbeitet von DrStupid am 10. Apr 2022 17:12, insgesamt einmal bearbeitet
Kurt



Anmeldungsdatum: 20.06.2021
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Beitrag Kurt Verfasst am: 10. Apr 2022 17:07    Titel: Antworten mit Zitat

MBastieK hat Folgendes geschrieben:
Hi!
Kurt hat Folgendes geschrieben:
eine Änderung der empfangenen Signalfrequenz bedarf der Abstandsänderung zwischen Sender und Empfänger

Ist das nicht ein Fehlschluss, genannt 'Affirming the consequent'?

Nette Grüsse


"Doppler" ist auf diese Änderung aufgebaut.
Gibt es trotz nicht erfolgender Abstandsänderung eine Frequenzänderung dann liegt dafür eine andere Ursache vor.

Kurt

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Kurt



Anmeldungsdatum: 20.06.2021
Beiträge: 526
Wohnort: Bayern

Beitrag Kurt Verfasst am: 10. Apr 2022 17:12    Titel: Antworten mit Zitat

DrStupid hat Folgendes geschrieben:
Kurt hat Folgendes geschrieben:
eine Änderung der empfangenen Signalfrequenz bedarf der Abstandsänderung zwischen Sender und Empfänger


Wie TomS bereits erklärt hat, entsteht der Doppler-Effekt durch unterschiedliche Geschwindigkeiten des Sender zum Sende- und des Empfängers zum Empfangs-Zeitpunkt. Die Abstandsänderung ist lediglich ein möglicher Nebeneffekt dieses Geschwindigkeistunterschieds. Sie ist für den Dopplereffekt weder notwendig noch hinreichend. Das gilt übrigens nicht nur in der RT, sondern bereits in der klassischen Physik für mechanische Wellen oder die Frequenz, mit der Projektile im Ziel einschlagen.


Wenn sich das Signal aus der Sicht des Empfängers/Senders mit immer gleicher Geschwindigkeit ausbreitet dann gibt es, auch bei Beschleunigung, keinen Frequenzunterschied.
Es liegt also eine dynamische Veränderung der Laufzeit des Signals vom Sender zum Empfänger vor.
Diese liegt solange an als die Rakete beschleunigt ist, ist die Beschleunigung vorbei gibts auch keine Blauverschiebung mehr.

Kurt

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TomS
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Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 15358

Beitrag TomS Verfasst am: 10. Apr 2022 17:16    Titel: Antworten mit Zitat

Kurt hat Folgendes geschrieben:
Wenn sich das Signal aus der Sicht des Empfängers/Senders mit immer gleicher Geschwindigkeit ausbreitet dann gibt es, auch bei Beschleunigung, keinen Frequenzunterschied.

Natürlich gibt es den, nämlich wie oben gezeigt den optischen Dopplereffekt bei veränderlicher Relativgeschwindigkeit zwischen Sender und Empfänger aufgrund der Beschleunigung.

Kann man messen (seit Jahrzehnten zigfach erfolgt), berechnen (siehe z.B. oben) oder leugnen (siehe Kurt).

Und jetzt ist wieder mal Ende mit deinem Blödsinn.

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