Uhren synchronisieren

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Uhren synchronisieren

Beitragvon Kurt » Di 9. Okt 2018, 08:08

Wiedermal was oft durchgekautes.

Frage: wie stellt man es an das Uhren synchron laufen? (synchronisieren und ev. auch noch synchron halten)

a: zwei Uhren im Zug
b: zwei Uhren in einer Rakete

eine hinten, eine vorne.

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Re: Uhren synchronisieren

Beitragvon Nicht von Bedeutung » Di 9. Okt 2018, 17:02

Die Uhren sollten in beiden Fällen bereits synchron laufen oder bewegt sich der hintere Teil des Zuges/des Raumschiffes schneller als der Vordere? Das würde die Längenkontraktion erklären. :lol:
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Re: Uhren synchronisieren

Beitragvon Kurt » Di 9. Okt 2018, 17:18

Nicht von Bedeutung hat geschrieben:Die Uhren sollten in beiden Fällen bereits synchron laufen oder bewegt sich der hintere Teil des Zuges/des Raumschiffes schneller als der Vordere? Das würde die Längenkontraktion erklären. :lol:


Es geht erstmal darum sie/Uhren korrekt zu synchronisieren.

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Re: Uhren synchronisieren

Beitragvon Nicht von Bedeutung » Di 9. Okt 2018, 17:45

Kurt hat geschrieben:Es geht erstmal darum sie/Uhren korrekt zu synchronisieren.
Lichtstrahl... Länge des Zuges... Zuggeschwindigkeit... c+-v... und gut ists. Einfacher gehts mit PRN-C/A-Codes ("Zahnstangen-Codes") und Offsets. Zu jedem Zeitstempel gehört ein spezieller Code. Mit diesem Code kann die Empfängeruhr einen dazu passenden Offset aus einer Tabelle lesen und diesen zur Lokalzeit addieren. Bei der ersten Codeübermittlung (initial run) wird dieser Offset allerdings nicht addiert, sondern die Uhr damit gestellt.
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Re: Uhren synchronisieren

Beitragvon Kurt » Di 9. Okt 2018, 18:15

Nicht von Bedeutung hat geschrieben:
Kurt hat geschrieben:Es geht erstmal darum sie/Uhren korrekt zu synchronisieren.

Lichtstrahl... Länge des Zuges... Zuggeschwindigkeit... c+-v... und gut ists.


GPS möchte ich erstmal weglassen.

Das mit dem Zug ist soweit OK.
Es soll allerdings mit Hilfe eines Beobachters in Zugmitte erfolgen.
Der muss nämlich berichten was passiert wenn der Zug unterwegs ist.

Erst muss aber noch einiges an Voraussetzungen und Umständen eingerichtet werden damits auch sinnvoll und unmissverständlich gehen kann.

Wie machst dus mit der Rakete?


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Re: Uhren synchronisieren

Beitragvon Nicht von Bedeutung » Di 9. Okt 2018, 19:33

Kurt hat geschrieben:Wie machst dus mit der Rakete?
Genau so...
Allerdings synchronisiere ich schon lange nicht mehr ohne Zahnstangen-Codes... ist zu umständlich.
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Re: Uhren synchronisieren

Beitragvon Kurt » Di 9. Okt 2018, 20:13

Nicht von Bedeutung hat geschrieben:
Kurt hat geschrieben:Wie machst dus mit der Rakete?
Genau so...


Beim Zug hast du unbewegt oder mit bekanntem v bewegt angenommen, wie machst du das bei der Rakete?

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Re: Uhren synchronisieren

Beitragvon Nicht von Bedeutung » Di 9. Okt 2018, 21:14

Kurt hat geschrieben:Beim Zug hast du unbewegt oder mit bekanntem v bewegt angenommen, wie machst du das bei der Rakete?
Nee, moment... beim Zug musste ich v nicht annehmen, denn das kann man in einem solchen vom Tacho ablesen. Beim RS wirds allerdings tatsächlich schwieriger - onhe Zahnstangen-Codes jedenfalls.
Man könnte annehmen, dass v<<c ist, dann kann man (epmpfangenen Zeitstempel +Lichtlaufzeit mit c + Lokalzeit)/2=neue Lokalzeit ermitteln. Wird bei höheren v aber unheimlich ungenau und die Uhr korrigiert bei jedem Sync-Signal.
Man könnte auch eine Zweiweg-Synchronisation in Erwägung ziehen, dann könnte man feststellen, wie schnell das Licht auf der Strecke (hin und her, also RTT) unterwegs war.
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Re: Uhren synchronisieren

Beitragvon Kurt » Mi 10. Okt 2018, 07:41

Nicht von Bedeutung hat geschrieben:
Kurt hat geschrieben:Beim Zug hast du unbewegt oder mit bekanntem v bewegt angenommen, wie machst du das bei der Rakete?

Nee, moment... beim Zug musste ich v nicht annehmen, denn das kann man in einem solchen vom Tacho ablesen.

Das 'angenommen' war als 'verwendet' gedacht.
Bei der Rakete hast du ja keine Information über deren v.
Da man das braucht um die Uhren synchronisieren zu können ergibt sich die Notwendigkeit zu erkennen ob die Rakete ruht oder wie schnell sie unterwegs ist.

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Re: Uhren synchronisieren

Beitragvon Nicht von Bedeutung » Mi 10. Okt 2018, 08:12

Kurt hat geschrieben:Da man das braucht um die Uhren synchronisieren zu können ergibt sich die Notwendigkeit zu erkennen ob die Rakete ruht oder wie schnell sie unterwegs ist.
Das ist ein Irrtum, denn dafür gibt es ja die Zweiwege-Synchronisation. Dabei werden zwei Zeitstempel gesendet und zwar der aktuelle Eigene und der Empfangene der anderen Uhr.

1. Uhr 1 sendet seine Uhrzeit an Uhr 2.
2. Uhr 2 sendet diese Uhrzeit zurück und packt die eigene mit ins Paket.
3. Uhr 1 kann nun aus dem zurückgesendeten Zeitstempel und der aktuellen Uhrzeit die Gesamtsignallaufzeit ermitteln. Der eigene Zeitstempel wird aktualisiert und das Paket zurück gesendet.
4. Nun kann auch Uhr 2 die Signallaufzeit ermitteln, diese zum aktualisierten Zeitstempel von Uhr 1 addieren und sich selbst danach stellen.
5. Uhr 2 aktualisiert den eigenen Zeitstempel im Paket und schickt es zurück.

So geht das dann immer weiter, nur das Uhr 2 in folgenden Zyklen nicht mehr gestellt, sondern nur noch korrigiert wird, falls nötig. Uhr 1 könnte man auch nachkorrigieren, dann würden beide mit durchschnittlicher Abweichung laufen.

Als 3. Wert kann man theoretisch noch den Durchschnitt der beiden ermittelten Gesamtlaufzeiten in dem Paket übertragen. Dann gilt

bzw.:

wobei v die Geschwindigkeit des Raumschiffs parallel zur Übertragungsstrecke, c die Lichtgeschwindigkeit, s der Abstand der Uhren und t die ermittelte mittlere Gesamtlaufzeit ist. Wenn die Relativisten nicht so sicher wären, dass 2s/t stets c ergibt, wäre dies ein Beweis dafür, dass absolute Geschwindigkeiten gegenüber dem Raum sehrwohl ermittelt werden könnten.
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