Darf eine Maßeinheit veränderlich sein?

[Jocelyne Lopez]

Hallo Jocelyne,

...Oder vielleicht die Absicht, die Gültigkeit der SRT psychologisch zu suggerieren, indem man einem willkürlich festgesetzten Wert der LG den Status einer Naturkonstante verleiht?...

Wem suggeriert das was? Ob nun ein Urmeter mit temperaturabhängiger Längenungenauigkeit oder Lichtgeschwindigkeit mit Ungenauigkeiten durch Gravitation, Übertragungsmedium oder was sonst noch, ist doch im Grunde wurscht.

Eben, es ist wurscht, man kann nicht verhindern, dass ein Maßstab sich geringfügig ändert, denn nichts im Universum ist unveränderlich. Ist nun mal so. Man muss sich prinzipiell damit abfinden und geringfügige Änderungen des Maßstabes im Kauf nehmen. Dass die Länge des Urmeters aus Platinlegierung geringfügig temperaturabhängig war musste man also im Kauf nehmen, da hilft nichts, und es hat vor diesem Hintergrund kaum einen Sinn, den Urmeter durch ein Verfahren zu ersetzen, was noch mehr Veränderungsquellen in der Länge des Meters mit sich bringt: Die Lichtgeschwindigkeit ist nun mal abhängig von Gravitation, Medium, Materialen, Farben, Distanzen und Umwelteinflüssen, wobei diese „Störfaktoren“ und Fehlerquelle beim Licht weniger erforscht und schwieriger abzugrenzen und einzuschätzen sind als Änderungen des Urmeters durch Temperaturschwankungen. Siehe zum Beispiel Hinweise aus Wikipedia über Präzisionseinschränkungen beim Messen mit Lasermessgeräten:

Die optische Abstandsmessung (auch: Laserentfernungsmessung) wird benutzt um die Distanz zwischen einem Abstandssensor und einem Objekt zu messen. Die Präzision hängt von verschiedenen Faktoren ab:

• von der Oberfläche der beiden Objekte (Material, Farbe)
• von der zu messenden Distanz
• von Umwelteinflüssen

Die Einschränkung der Veränderlichkeit des Urmeters kann also nicht der Grund für die Umstellung der Festsetzung und der Definition auf die Lichtgeschwindigkeit gewesen sein.

Wahrscheinlich hat man nur rausgefunden das die neue Definition einfacher zu handhaben und zu reproduzieren ist, bei mindestens gleicher Genauigkeit. Ich denke das ist alles was dahinter steckt.

Ja, das habe ich auch erwähnt, da ich mir in Foren erzählen lassen hatte, dass jetzt hochgenaue Reproduktionen des Urmeters nicht mehr von der Pariser Zentralstelle auf Reise zu allen Instituten der Welt zu Eichungszwecken geschickt werden mussten, weil seit 1983 jedes Institut seine eigenen Prototypen des Meters für die Massenanfertigung von Messinstrumenten mit der Lichtgeschwindigkeit selbst erstellen darf. Wobei sich hier die Frage stellt, ob jetzt wiederum die dabei von den Instituten verwendeten Uhren von einer Zentralstelle geeicht werden müssen? Keine Ahnung. Vielleicht werden eben weder Meter-Prototypen noch Uhren jetzt zueinander geeicht, weil diese ganze Präzisionshysterie in der Empirie und der Technologie in unserer Dimension gar keine Rolle spielt.

Eine Theorie jedoch, die wie die SRT grundsätzlich die Veränderlichkeit des Maßstabes voraussetzt und zum Prinzip erhebt, ist in der Physik als messende Wissenschaft restlos fehl am Platz.

Viele Grüße
Jocelyne Lopez

[fb557ec2107eb1d6]

Eine Theorie jedoch, die wie die SRT grundsätzlich die Veränderlichkeit des Maßstabes voraussetzt und zum Prinzip erhebt, ist in der Physik als messende Wissenschaft restlos fehl am Platz.

Viele Grüße
Jocelyne Lopez

Diese Behauptung ist falsch. Auch in der SRT sind die Maßeinheiten, und damit Maßstäbe, unveränderlich. D.h., dass die Maßeinheiten im Rahmen der z.Z. möglichen Genauigkeit überall und zu jeder Zeit gleich sind.

Die Abschaffung des Meters als Referenzeinheit und dessen Ersatz durch die Vakuumlichtgeschwindigkeit als Referenz hat praktische Gründe, da die Ableitung des Meters aus der Vakuumlichtgeschwindigkeit und dem Zeitnormal (1 Sekunde) einfacher und genauer möglich ist als z.B. die Reproduktion des Urmeters bzw. die Messung von Wellenlängen emittierter Strahlung beim Übergang eines Elektrons von einem Energieniveau auf ein anderes im Krypton. Vor allem hat die Abschaffung des Meters als Referenzeinheit nichts mit der SRT zu tun.

Auf der 11. Generalkonferenz für Maß und Gewicht wurde 1960 die Längeneinheit Meter neu festgelegt, und zwar als das 1.650.763,73fache der Wellenlänge einer bestimmten Krypton-Spektrallinie im Vakuum. Die Meßunsicherheit wird bei dieser Meter-Definition im wesentlichen durch die Unsicherheit der Wellenlängenmessung bestimmt, sie beträgt etwa 10^-8; sie ist wesentlich größer als die Unsicherheit der Zeiteinheit (s. Abschn. 1.7.1) von <10^-12. Man kann die bessere Reproduzierbarkeit der Zeiteinheit für die Definition der Längeneinheit nutzen, wenn man die Verknüpfung von Weg und Zeit über die Geschwindigkeit berücksichtigt. Die Anwendung dieses Prinzips zur Definition der Längeneinheit setzt voraus, daß es eine Geschwindigkeit gibt, die eine Naturkonstante ist. Hier bietet sich die Lichtgeschwindigkeit als höchste Signal-Ausbreitungsgeschwindigkeit an. 1983 wurde auf der 17. Generalkonferenz für Maß und Gewicht die Längeneinheit wie folgt definiert:

Das Meter ist die Länge der Strecke, die Licht im Vakuum während des Intervalls von 1/299.792.458 Sekunden durchläuft.

Damit ist die Längenmessung an die Zeitmessung angeschlossen und hat die gleiche Reproduzierbarkeit wie die Zeiteinheit (<10^-12). Die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum erhält als universelle Naturkonstante den Wert c=299.792.458 m s^-1.

[Chief]

Diese Behauptung ist falsch. Auch in der SRT sind die Maßeinheiten, und damit Maßstäbe, unveränderlich. D.h., dass die Maßeinheiten im Rahmen der z.Z. möglichen Genauigkeit überall und zu jeder Zeit gleich sind.

Ist das eine bewusste Verdrehung oder hast Du dazu eine andere Erklärung?

Die Abschaffung des Meters als Referenzeinheit und dessen Ersatz durch die Vakuumlichtgeschwindigkeit als Referenz hat praktische Gründe, da die Ableitung des Meters aus der Vakuumlichtgeschwindigkeit und dem Zeitnormal (1 Sekunde) einfacher und genauer möglich ist als z.B. die Reproduktion des Urmeters bzw. die Messung von Wellenlängen emittierter Strahlung beim Übergang eines Elektrons von einem Energieniveau auf ein anderes im Krypton. Vor allem hat die Abschaffung des Meters als Referenzeinheit nichts mit der SRT zu tun.

Du als Physiker solltest wissen, dass die aktuelle Definition unvollständig ist.

Gruß

[nocheinPoet]

Du als Physiker solltest wissen, dass die aktuelle Definition unvollständig ist.

Das ist doch nicht ernst oder? Physiker? Das glaube ich nicht.

[fb557ec2107eb1d6]

Du als Physiker solltest wissen, dass die aktuelle Definition unvollständig ist.

Das ist doch nicht ernst oder? Physiker? Das glaube ich nicht.

Das habe ich nicht geschrieben. Das hat Chief geschrieben.

[fb557ec2107eb1d6]

Ist das eine bewusste Verdrehung oder hast Du dazu eine andere Erklärung?

Unterlasse die Unterstellungen! Was ist verdreht?

Du als Physiker solltest wissen, dass die aktuelle Definition unvollständig ist.

Unterlasse die Unterstellungen! Was fehlt?

[Jocelyne Lopez]

Die Anwendung dieses Prinzips zur Definition der Längeneinheit setzt voraus, daß es eine Geschwindigkeit gibt, die eine Naturkonstante ist. Hier bietet sich die Lichtgeschwindigkeit als höchste Signal-Ausbreitungsgeschwindigkeit an.
[...]
Die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum erhält als universelle Naturkonstante den Wert c=299.792.458 m s^-1.

Hier wird gelehrt, dass die Lichtgeschwindigkeit eine "universelle Naturkonstante" sei, obwohl sie lediglich ein willkürlich administrativ festgesetzter Wert ist, der per Konvention als konstant zu gelten hat, wie jeder andere Maßstab auch. Hier lehnt sich die Festsetzung und die Definition des Meters sehr wohl stillschweigend an die SRT – das wird wohl kein Zufall sein - und erhebt ihre Annahme glatt als „universelle Naturkonstante“. Es ist auch kein Zufall, wenn diese Suggerierung im Bildungssystem und in der Öffentlichkeit so aufgenommen wird. Das war auch die Einstellung meines Gesprächspartners bei dem Austauch, den ich im Eröffnungsbeitrag zur Diskussion gestellt habe Eine Konvention ist kein Naturgesetz: „Man beachte insbesondere, dass die Lichtgeschwindigkeit in vacuo hierdurch als universell konstant gesetzt wird. Damit ist die Definition konform zur SRT, mit allen sich daraus ergebenden Konsequenzen.“

Man soll sich nicht wundern, wenn man die Definition des Meters als SRT-konform ansieht, wenn man sie SRT-konform gestaltet und lehrt, mit allen sich daraus ergebenden Konsequenzen, oder?

Dabei wäre die nach dieser Definition erzielte Länge des Meters nur dann unveränderlich und konstant unter der Voraussetzung, dass die Lichtgeschwindigkeit wirklich konstant wäre, das erkennen sogar die Autoren dieses Lehrbuchs selbst: „Die Anwendung dieses Prinzip setzt voraus, dass es eine Geschwindigkeit gibt, die eine Naturkonstante ist“. Diese Voraussetzung liegt aber nicht vor: Die Lichtgeschwindigkeit ist bekanntlich nicht konstant, weder als absolute noch als relative Geschwindigkeit. Sogar Albert Einstein selbst setzt in seiner ART die Nicht-Konstanz der LG voraus.

Man hat also mit der Definition des Meters unter Kenntnis der Nicht-Konstanz der Lichtgeschwindigkeit bewusst einen variablen Meter als Maßeinheit eingeführt. Tja.

Viele Grüße
Jocelyne Lopez

[Chief]

Ist das eine bewusste Verdrehung oder hast Du dazu eine andere Erklärung?

Unterlasse die Unterstellungen! Was ist verdreht?

Du hast verschwiegen, dass in der SRT auch Messeinheiten Lorentz-transformiert sind.

Du als Physiker solltest wissen, dass die aktuelle Definition unvollständig ist.

Unterlasse die Unterstellungen! Was fehlt?

Die Bedingungen unter welchen die Definition gilt.

Gruß

[fb557ec2107eb1d6]

Du hast verschwiegen, dass in der SRT auch Messeinheiten Lorentz-transformiert sind.

Unterlasse die Unterstellungen! Ich habe nichts verschwiegen. Mein Maßband ist 1 Meter lang und der Sekundenzeiger meiner Uhr tickt im Sekundentakt. Das tun sie auch im Auto, im Zug und im Flugzeug. Wenn ich sie bei mir trage, habe ich sie immer genau im Auge und habe noch nie eine Lorentztransformation an ihnen feststellen können. Und auch keine Galileitransformation. Allerdings rostet das Maßband am Ende schon ein bisschen. Das scheint mir für die Diskussion hier irrelevant, deshalb habe ich es bislang noch nicht erwähnt gehabt. Oh, und wie ich gerade sehe hat das Uhrglas einen Kratzer, aber die Zeiger sind nach wie vor gut zu sehen.

Die Bedingungen unter welchen die Definition gilt.

Welche Bedingungen sind das?

[Jocelyne Lopez]

Die Bedingungen unter welchen die Definition gilt.

Welche Bedingungen sind das?

Zum Beispiel: Eine Geschwindigkeit ist eine Relation und bekanntlich macht eine Geschwindigkeitsangabe keinen Sinn, wenn man nicht angibt, worauf sie sich bezieht.

Der 1983 festgesetzte Wert für c mit 299.792.458 m/s macht also keinen Sinn, wenn man nicht weiß, relativ auf was diese Geschwindigkeit zu verstehen ist und unter welchen Bedingungen sie zustande kommt, die einen Einfluß auf die Lichtgeschwindigkeit haben, auch im Vakuum (Gravitation, Materiale, Farben, Distanzen, Umwelteinflüßen)

Chief hat schon recht: Es fehlen die Bedingungen unter welchen die Definition gilt.