Hallo Highway,
danke für die Skizze. Sie ist für mich zwar nicht ganz eindeutig, aber ich versuchs.
Klassische Mechanik:
Erstens muss du dich entscheiden, in welchem Koordinatensystem die Lichtausbreitung stattfindet. In beiden Systemen gleichzeitig - geht nicht (hier keine Einsteinische "nicht Gleichzeitigkeit"). Mit anderen Worten kannst du nicht bequem in einem Sessel am Bahnhof sitzen und gleichzeitig auch in einem vorbeifahrenden Zug. Eine andere Person kann aber durchaus im Zug ruhen, während du dich am Bahnhof ausruhst.
Also zuerst muss du dich entscheiden, ob es nur ein "Lichtstrahl" oder zwei sind. Die Lichtgeschwindigkeit gilt dann für den Lichtstrahl nur in dem System, in dem das Licht sich ausbreitet. Wäre es nicht so, dann kann man eigentlich nicht von einer Geschwindigkeit (im klassischen Sinne) reden und die Aussage, dass das Licht eine Geschwindigkeit hat, ist falsch.
Zweitens Im klassischen Modell gibt es nur eine absolute Zeit, die vorausgesetzt wird. Das heißt in allen Systemen gilt gleiche Zeit, nichts mit Eigenuhren. Ein Ereignis kann, im Bezug auf ein aneres Ereignis, nur später oder früher stattfinden und keine Geschwindigkeit wird an diesem Sachverhalt etwas ändern.
Betrachten wir die Bewegung nur eines Lichtstrahls vom Punkt A (Ursprung des koordinatensystems K), in dem die Ursrünge der beiden Koordinatensysteme zum Anfang sind, so beträgt die Lichtgeschwindigkeit c (eigentlich die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Signals) im System K, wenn die Lichtausbreitung in diesem System stattfindet. Achtung, das Betrachten bezieht sich nicht auf das Sehen, sondern auf die Lichtbewegung im zugrunde gelegten Modell. Dabei interessiert uns nicht, ob jemand Schwierigkeiten hat, die Uhren absolut zu synchronisieren.
Die Zeit bei gleichzeitigen Ereignissen ist gleich. Also t=t'. Die Einheit der Zeit wird überall gleich vorausgesetzt, z.B. eine Sekunde.
Der Längeneinheit ist in allen Koordinatensystemen einheitlich festgelegt, z.b. ein Meter.
Die Lichtgeschwindigekeit im System K' beträgt dann c-v, wobei v die Geschwindigkeit ist, mit der das der Ursprung des Systems K' von Ursprung des Systems k sich entfernt.
Die Endposition des Lichtsygnals ist x' im System K' und x im System K. Die Einheit der Länge in beiden System ist gleich, z.B. ein Meter.
(1) Im System K ist x=ct
(2) im System K' ist x'=(c-v)t
da alle Einheiten gleich sind (z.B. x'[m] im System K' auch genauso lang im System K), kann man von der Gleichung (1) die Gleichung (2) abziehen
x[m]-x'[m] = c[m/s]*t[s] - c[m/s]*t[s] + v[m/s]*t[s],
oder
x[m] = x'[m] + vt [m]
Stimmen die Einheiten nicht überein, zieht man die Äpfel von den Birnen ab.
Grundsätzlich ist die Geschwindigkeit eine vom Weg und Zeit abgeleitete Größe und nicht umgekehrt. Wenn ich gerade nicht auf einem Schlauch stehe, kann eine Geschwindigkeit gar nicht gemessen werden, sondern nur berechnet werden.
Hoffentlich ist es eingigemaßen klar und ich habe keinen Fehler gemacht.
Gruß d@k
