Und sie addieren sich doch: v+c
Verfasst: 20. Okt 2018, 23:37
Hi,
mir kam eben der Gedanke, dass ja die Geschwindigkeit der Lichtquelle sich auf den Einschlagsort des Photons auswirkt. Also 'addieren' sich v und c zumindest in ihrer zueinander vertikalen Komponente (nicht aus Sicht des Bezugssystems der Quelle natürlich) - wobei 'addieren' hier wohl das falsche Wort sein dürfte.
Fläche1: |---Photonendetektor---|
Transit: ////Photon///
Fläche2: >---Photonenquelle--->
Hat man zwei parallele Flächen mit einem Photonendetektor und diametral gegenüber auf der zweiten Fläche die Photonenquelle welche die Photonen vertikal abstrahlt, dann trifft das Photon in der Regel genau gegenüber auf dem Schirm auf (in jedem Fall ist hier das Maximum).
Bewegt sich die Photonenquelle jedoch während dem Senden entlang ihrer Fläche nach rechts, so verschiebt sich auch der Aufschlagsort des Photons auf dem Detektor nach rechts.
Überträgt man diesen Gedankengang auf eine omnidirektional emmitierende Quelle, so werden bei bewegter Quelle mehr Photonen 'nach rechts' abgestrahlt als nach links. Somit treffen in der rechten Halbebene vom Abstrahlpunkt der Photonen mehr Photonen auf den Bildschirm als in der rechten Halbebene. Summiert man die Bewegungsvektoren aller Photonen auf, so haben diese als Menge betrachtet eine resultierende Geschwindigkeit nach rechts.
Dies kann man auf Teilchen (als Wellenpacket betrachtet) übertragen und eine Analogie der durch Beschleunigung verursachten Geschwindigkeitsänderungen zu der Bewegungsgeschwindigkeit einer Lichtquelle ziehen. Somit erhält man eine Vergleichbarkeit der Frequenzverschiebung der omnidirektional abgestrahlten Photonenmenge zu der Frequenzverschiebung bei der Wellenpacketbetrachtung von Teilchen.
Noch bezüglich des Doppelspalt-Experimentes:
Wie oben klar gezeigt, wirkt sich die zur Photonenflugrichtung vertikale Geschwindigkeit der Photonenquelle auf die Flugrichtung der Photonen aus. Dies führt als Konsequenz zu einer Verschiebung des Photonen-Auftreffpunktes auf dem Photodetektor-Schirm. Da beim Doppelspalt die Spaltwände nicht aus einer scharfen Kante sondern sich aus bewegenden aktiven als auch teils gegeneinander versetzten Teilchen bestehen (die Spaltwand ist nicht perfekt glatt und die Teilchen schwingen usw), ist eine teils zufällige Verteilung der Photonen auf dem Bildschirmzu erwarten.
Daher bin ich sehr an Material und Doppelspalt-Experimenten interessiert, welche vesuchen die oben genannten Effekte auszublenden.
Jedenfalls schleudert eine nach rechts bewegte Lichtquelle mehr Photonen nach rechts als nach links. Klar handelt es sich nicht um eine primitive klassisch-vektorielle Addition der Bewegungsvektoren. ich hielt die in Schulen weit verbreitete Vereinfachung, die Bewegung der Lichtquelle würde die Bewegungsvektoren der Photonen nicht beeinflussen, für zu naiv und irreführend, weshalb ich das obige mal schrieben wollte. Klar addieren sich Geschwindigkeiten der Photonen und derer Quelle - nur eben nicht klassisch. Der Vektorraum ist halt nur nicht kartesisch.
Nachtrag: Was auch ein mathmatisches Hilfsmittel/Kunstgriff sein kann ist: Obwohl in derselben Zeit mehr Photonen nach rechts als nach links geschleudert werden, sind die Photonen aus Sicht der Quelle im Durchschnitt äquidistant, was man als hübsche Veranschaulichung der Stauchung des Raums in Bewegungsrichtung und Dehnung entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung bei relativistischen Geschwindigkeiten auffassen kann.
Schönen Gruß, Skel
mir kam eben der Gedanke, dass ja die Geschwindigkeit der Lichtquelle sich auf den Einschlagsort des Photons auswirkt. Also 'addieren' sich v und c zumindest in ihrer zueinander vertikalen Komponente (nicht aus Sicht des Bezugssystems der Quelle natürlich) - wobei 'addieren' hier wohl das falsche Wort sein dürfte.
Fläche1: |---Photonendetektor---|
Transit: ////Photon///
Fläche2: >---Photonenquelle--->
Hat man zwei parallele Flächen mit einem Photonendetektor und diametral gegenüber auf der zweiten Fläche die Photonenquelle welche die Photonen vertikal abstrahlt, dann trifft das Photon in der Regel genau gegenüber auf dem Schirm auf (in jedem Fall ist hier das Maximum).
Bewegt sich die Photonenquelle jedoch während dem Senden entlang ihrer Fläche nach rechts, so verschiebt sich auch der Aufschlagsort des Photons auf dem Detektor nach rechts.
Überträgt man diesen Gedankengang auf eine omnidirektional emmitierende Quelle, so werden bei bewegter Quelle mehr Photonen 'nach rechts' abgestrahlt als nach links. Somit treffen in der rechten Halbebene vom Abstrahlpunkt der Photonen mehr Photonen auf den Bildschirm als in der rechten Halbebene. Summiert man die Bewegungsvektoren aller Photonen auf, so haben diese als Menge betrachtet eine resultierende Geschwindigkeit nach rechts.
Dies kann man auf Teilchen (als Wellenpacket betrachtet) übertragen und eine Analogie der durch Beschleunigung verursachten Geschwindigkeitsänderungen zu der Bewegungsgeschwindigkeit einer Lichtquelle ziehen. Somit erhält man eine Vergleichbarkeit der Frequenzverschiebung der omnidirektional abgestrahlten Photonenmenge zu der Frequenzverschiebung bei der Wellenpacketbetrachtung von Teilchen.
Noch bezüglich des Doppelspalt-Experimentes:
Wie oben klar gezeigt, wirkt sich die zur Photonenflugrichtung vertikale Geschwindigkeit der Photonenquelle auf die Flugrichtung der Photonen aus. Dies führt als Konsequenz zu einer Verschiebung des Photonen-Auftreffpunktes auf dem Photodetektor-Schirm. Da beim Doppelspalt die Spaltwände nicht aus einer scharfen Kante sondern sich aus bewegenden aktiven als auch teils gegeneinander versetzten Teilchen bestehen (die Spaltwand ist nicht perfekt glatt und die Teilchen schwingen usw), ist eine teils zufällige Verteilung der Photonen auf dem Bildschirmzu erwarten.
Daher bin ich sehr an Material und Doppelspalt-Experimenten interessiert, welche vesuchen die oben genannten Effekte auszublenden.
Jedenfalls schleudert eine nach rechts bewegte Lichtquelle mehr Photonen nach rechts als nach links. Klar handelt es sich nicht um eine primitive klassisch-vektorielle Addition der Bewegungsvektoren. ich hielt die in Schulen weit verbreitete Vereinfachung, die Bewegung der Lichtquelle würde die Bewegungsvektoren der Photonen nicht beeinflussen, für zu naiv und irreführend, weshalb ich das obige mal schrieben wollte. Klar addieren sich Geschwindigkeiten der Photonen und derer Quelle - nur eben nicht klassisch. Der Vektorraum ist halt nur nicht kartesisch.
Nachtrag: Was auch ein mathmatisches Hilfsmittel/Kunstgriff sein kann ist: Obwohl in derselben Zeit mehr Photonen nach rechts als nach links geschleudert werden, sind die Photonen aus Sicht der Quelle im Durchschnitt äquidistant, was man als hübsche Veranschaulichung der Stauchung des Raums in Bewegungsrichtung und Dehnung entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung bei relativistischen Geschwindigkeiten auffassen kann.
Schönen Gruß, Skel