Grundsätzliches zum Zuggedankexperiment

Hier wird die Relativitätstheorie Einsteins kritisiert oder verteidigt

Grundsätzliches zum Zuggedankexperiment

Beitragvon Sebastian Hauk » Fr 27. Feb 2009, 18:02

Hallo Trigemina,

Trigemina hat geschrieben:
Hallo Sebastian

Sebastian hat geschrieben:
Richtig müsste sein Beispiel folgendermaßen lauten:
Damit Einsteins Beispiel nun richtig wäre, hätte er schreiben müssen, dass für den Beobachter im Zug, der Blitzschlag für die Person am Bahndamm nicht mehr gleichzeitg einschlägt und nicht für ihn selber. Da er auf einen Blitzeinschlag zufährt, muss er den einen Blitzeinschlag früher sehen. Und daran ist auch nichts ungewöhnliches.

Einstein hat geschrieben:
Der Beobachter (im Zug [Anmerkung von mir]) wird also den von B ausgehenden Lichtstrahl früher sehen, als den von A ausgehenden. Die Beobachter, welche den Eisenbahnzug als Bezugskörper benutzen, müssen also zu dem Ereignis kommen, der Blitzschlag B habe früher stattgefunden als der Blitzschlag A.

Trigemina hat geschrieben:
Hättest du “auch“ statt das von mir fett hervorgehobene “nicht“ geschrieben, hättest du recht. Der Blitzschlag von B erreicht den Zugbeobachter vor dem Blitzschlag von A. Und da der Zugbeobachter ja auf gleicher Höhe ist wie der auf dem Bahndamm stehende Beobachter, trifft diese Feststellung aus der Sicht des Zugbeobachters für beide auf:

Der Zugbeobachter sieht den Blitzschlag aus B sowohl für sich selber als auch für den auf dem Bahndamm stehenden Beobachter früher einschlagen als Blitzschlag A, während für den auf dem Bahndamm stehenden Beobachter die Blitzschläge gleichzeitig eintreffen.

Gruss


die Person im Zug könnte auch behaupten, dass sie ruht und dass sich der Bahnsteig bewegt, dann müsste die Person am Bahnsteig (für die Person im Zug) doch den Blitzeinschlag A zuerst sehen. Das sollte doch dann so laut der SRT so sein. Wobei ich hier die SRT für unlogisch halte und mir aus diesem Grund gar nicht so sicher bin.

Und hier noch einmal das Gedankenexperiment von Einstein:

Wenn wir sagen, dass die Blitzschläge A und B in Bezug auf den Bahndamm gleichzeitig sind, so bedeutet dies: Die von den Blitzorten A und B ausgehenden Lichtstrahlen begegnen sich in dem Mittelpunkte M der Fahrdammstrecke A – B. Den Ereignissen A und B entsprechen aber auch Stellen A – B auf dem Zuge. Es sei M‘ der Mittelpunkt der Strecke A – B des fahrenden Zuges. Dieser Punkt M‘ fällt zwar im Augenblick der Blitzschläge mit dem Punkte M zusammen, bewegt sich aber in der Zeichnung mit der Geschwindigkeit v des Zuges nach rechts. Würde ein bei M‘ im Zuge sitzender Beobachter diese Geschwindigkeit nicht besitzen, so würde er dauernd im M bleiben, und es würden ihn dann die von den Blitzschlägen A und B ausgehenden Lichtstrahlen gleichzeitig erreichen, d.h. diese beiden Strahlen würden sich gerade bei ihm begegnen. In Wahrheit aber eilt er (vom Bahndamm aus beurteilt) dem von B herkommenden Lichtstrahl entgegen, während er dem von A herkommenden Lichtstrahl vorauseilt. Der Beobachter wird also den von B ausgehenden Lichtstrahl früher sehen, als den von A ausgehenden. Die Beobachter, welche den Eisenbahnzug als Bezugskörper benutzen, müssen also zu dem Ereignis kommen, der Blitzschlag B habe früher stattgefunden als der Blitzschlag A. Wir kommen also zu dem wichtigen Ergebnis:

Ereignisse, welche in Bezug auf den Bahndamm gleichzeitig sind, sind in Bezug auf den Zug nicht gleichzeitig und umgekehrt (Relativität der Gleichzeitigkeit). Jeder Bezugskörper (Koordinatensystem) hat seine besondere Zeit, eine Zeitangabe hat nur dann einen Sinn, wenn der Bezugskörper angegeben ist, auf den sich die Zeitangabe bezieht.


Gruß

Sebastian
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Re: Grunsätzliches zum Zuggedankexperiment

Beitragvon Sebastian Hauk » So 1. Mär 2009, 21:27

Hallo,

ich behaupte jetzt mal, dass sich Einstein's Zug-Gedankenexperiment nicht dazu eignet die Relativität der Gleichzeitigkeit zu erklären.

Gruß

Sebastian
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Re: Grunsätzliches zum Zuggedankexperiment

Beitragvon Big Mac » Mo 2. Mär 2009, 00:27

Hallo Sebastian,

hat Einstein gesagt in welchem Koordinatensystem ruhen die Blitze?

Gruß
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Re: Grunsätzliches zum Zuggedankexperiment

Beitragvon Sebastian Hauk » Mo 2. Mär 2009, 06:11

Hallo Big Mac,

lies Dir dazu folgendes durch:

§ 9 Die Relativität der Gleichzeitigkeit

Bisher haben wir unsere Betrachtung auf einen bestimmten Bezugskörper bezogen, den wir als „Bahndamm“ bezeichnet haben. Es fahre nun auf dem Geleise ein sehr langer Zug mit der konstanten Geschwindigkeit v in der in Abb. 1 angegebenen Richtung. Menschen die in diesem Zug fahren, werden mit Vorteil den Zug als starren Bezugskörper (Koordinatensystem) verwenden; sie beziehen alle Ereignisse auf den Zug. Jedes Ereignis, welches längs des Geleises stattfindet findet dann auch an einem bestimmten Punkte des Zuges statt. Auch die Definition der Gleichzeitigkeit lässt sich in Bezug auf den Zug in genau derselben Weise geben, wie in Bezug auf den Bahndamm. Es entsteht aber nun naturgemäß folgende Frage: Sind zwei Ereignisse (z.B. die beiden Blitzschläge A und B), welchen in Bezug auf den Bahndamm gleichzeitig sind, auch in Bezug auf den Zug gleichzeitig? Wir werden sogleich zeigen, dass die Antwort verneinend lauten muss.


Gruß

Sebastian
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Re: Grunsätzliches zum Zuggedankexperiment

Beitragvon Big Mac » Mo 2. Mär 2009, 10:44

Es entsteht aber nun naturgemäß folgende Frage: Sind zwei Ereignisse (z.B. die beiden Blitzschläge A und B), welchen in Bezug auf den Bahndamm gleichzeitig sind, auch in Bezug auf den Zug gleichzeitig?


Hallo S. Hauk,

Ich bin sehr erstaunt, dass Einstein so etwas schreiben konnte.

Beide Lichtstrahlen kommen nur zu jeweils einem Punkt am Bahndamm und am Zug gleichzeitig an. Und zwar nur dann wenn sich genau diese beiden Punkte gerade decken. Genau genommen, es existiert eine Linie der gleichzeitigen Ankünfte der Lichtstrahlen, welche, wenn die Blitze und Bahndamm relativ zum Lichtmedium ruhen, genau durch die Mitte und senkrecht zur Verbindungslinie zwischen beiden Orten der Lichterzeugung verläuft.

Dies gilt auch dann wenn sich der Zug mit v=c bewegt - in diesem Fall muss der Zug zusammen mit einem der beiden Lichtstrahlen "fahren".

Gruß
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Re: Grunsätzliches zum Zuggedankexperiment

Beitragvon Sebastian Hauk » Mo 2. Mär 2009, 18:42

Hallo Big Mac,

in seinem Zug-Gedankenexperiment hat Einstein die Gleichzeitigkeit in der nichtrelativistischen Mechanik beschrieben. Und er hat das Gedankenexperiment auch noch so entworfen und formuliert, dass sogar ein Bezug zur relativistischen Gleichzeitigkeit nicht möglich ist.

Gruß

Sebastian
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Re: Grundsätzliches zum Zuggedankexperiment

Beitragvon Trigemina » Mo 2. Mär 2009, 21:27

Hallo Sebastian

Schade dass Du ausschlaggebende Argument betreffend Deiner Behauptung nicht zitiert hast.

Sebastian Hauk hat geschrieben:die Person im Zug könnte auch behaupten, dass sie ruht und dass sich der Bahnsteig bewegt, dann müsste die Person am Bahnsteig (für die Person im Zug) doch den Blitzeinschlag A zuerst sehen. Das sollte doch dann so laut der SRT so sein. Wobei ich hier die SRT für unlogisch halte und mir aus diesem Grund gar nicht so sicher bin.


Inertialsysteme sind zwar gleichberechtigt und man kann sowohl das eine als auch das andere als ruhend betrachten, die Physik insgesamt ändert sich jedoch nicht. Wenn in Einsteins Blitzschlagbeispiel den am Bahndamm ruhenden Beobachter die Blitze gleichzeitig erreichen, gilt dies sowohl für ein als ruhend oder als bewegt angenommenes Bahndammsystem.

Gruss
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Re: Grundsätzliches zum Zuggedankexperiment

Beitragvon Sebastian Hauk » Mo 2. Mär 2009, 21:37

Hallo Trigemina,

da stimme ich Dir vollkommen zu. Ich vermisse in Einstein's Beispiel die relativistische Relativität der Gleichzeitigkeit. Darum ging es doch Einstein und ich kann sie nirgendwo entdecken.

Bei wikipedia ist sie vorhanden:

http://de.wikipedia.org/wiki/Relativit% ... zeitigkeit

Gruß

Sebastian
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Re: Grunsätzliches zum Zuggedankexperiment

Beitragvon Big Mac » Mo 2. Mär 2009, 22:20

Sebastian Hauk hat geschrieben:in seinem Zug-Gedankenexperiment hat Einstein die Gleichzeitigkeit in der nichtrelativistischen Mechanik beschrieben.


Ganz genau, alles nur normale Mechanik.

Gruß
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Re: Grunsätzliches zum Zuggedankexperiment

Beitragvon Sebastian Hauk » Mo 2. Mär 2009, 23:16

Hallo Big Mac,

dieses Gedankenexperiment wurde schon mindestens einmal verfilmt. In diesem Film wurde nun dieses Gedankenexperiment also Sensation verkauft und als etwas sehr mysteriöses dargestellt. Das ist dann doch sehr simpel ist, habe ich erst gemerkt, als ich mir das Buch von Einstein gekauft habe. Aber der Film haut dich echt um. Vielleicht wird er ja mal wiederholt.

Gruß

Sebastian
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