Die Spezielle Relativitätstheorie einfach erklärt

Hier wird die Relativitätstheorie Einsteins kritisiert oder verteidigt

Re: Die Spezielle Relativitätstheorie einfach erklärt

Beitragvon Trigemina » Fr 4. Mär 2011, 15:12

Hannes hat geschrieben:Man kann nicht beweisen, dass c+v=c !


Vorsicht, Hannes. Deine Formel ist brandgefährlich (SRT-mässig), da sie der klassischen Geschwindigkeitsaddition entspricht. In der relativistischen Geschwindigkeitsaddition werden durch 2 hintereinandergeschaltete Lorentz-Transformationen von S -> S' -> S" die Koordinaten berechnet und daraus die Relativgeschwindigkeit zwischen S und S".

Ich habe mittlerweile die Herleitung der relativistischen Geschwindigkeitsaddition auf dem Papier hingekritzelt. Sie ist allerdings doch nicht so übersichtlich, und, leider auch nicht ausreichend didaktisch zufriedenstellend wie ich es eigentlich gehofft habe.

Da ich jedoch das Rad auch nicht unbedingt von neuem erfinden muss, verweise ich auf diese doch übersichtlich gestaltete Seite:

http://www.leifiphysik.de/web_ph11_g8/u ... hw_add.htm

Gruss
Trigemina
 
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Re: Die Spezielle Relativitätstheorie einfach erklärt

Beitragvon Hannes » Fr 4. Mär 2011, 16:35

Hallo Trigemina !
Vorsicht, Hannes. Deine Formel ist brandgefährlich (SRT-mässig), da sie der klassischen Geschwindigkeitsaddition entspricht. In der relativistischen Geschwindigkeitsaddition werden durch 2 hintereinandergeschaltete Lorentz-Transformationen von S -> S' -> S" die Koordinaten berechnet und daraus die Relativgeschwindigkeit zwischen S und S".

Mit der SRT- Mathematik kannst du scheinbar alles "herleiten".
Auch mit der klassischen Mathematik lässt sich berechnen,wie eine begrenzte Beschleunigung aussieht.
Wenn ich vor einen Wagen ein Pferd eingespannt habe, schafft das eine Geschwindigkeit von 8 km pro Stunde. Wieviel Geschwindigkeit schaffen 20 Pferde?
Die Beschleunigungskurve wird irgendwo verflachen und nicht kontinuierlich ansteigen.
Dass die Beschleunigungskraft des Elektromagnetismus begrenzt ist, müsste allgemein bekannt sein
Mit Gruß
Hannes
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Re: Die Spezielle Relativitätstheorie einfach erklärt

Beitragvon Hannes » Fr 4. Mär 2011, 17:20

Hallo Trigemina !
Trigemina hat geschrieben:
...
Da ich jedoch das Rad auch nicht unbedingt von neuem erfinden muss, verweise ich auf diese doch übersichtlich gestaltete Seite:

http://www.leifiphysik.de/web_ph11_g8/u ... hw_add.htm

Die Argumente und Berechnungen in der von dir angeführten Seite haben sonst kein anderes Ziel, als die Mathematik den Postulaten anzugleichen.
Hannes
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Re: Die Spezielle Relativitätstheorie einfach erklärt

Beitragvon galactic32 » Fr 4. Mär 2011, 18:40

Trigemina hat geschrieben:... die Herleitung der relativistischen Geschwindigkeitsaddition ... auch nicht ausreichend didaktisch zufriedenstellend ...
Und physikalisch ungenügend.
Zumindest: → http://www.leifiphysik.de/web_ph11_g8/u ... hw_add.htm
Trigemina hat geschrieben:... Lorentz-Transformationen von S -> S' -> S" ...
Ebend und was ist mit S_Äther oder S_abs, also dem System, in dem die "Zeit" maximal abläuft, in dem Sinne von Harald's bevorzugtem IS?

Mit der Geschwindigkeit u von einem Object (Kugel) durch den Äther.
Und dann doch die Geschwindigkeit 0 des Systems S im absoluten Äther.Damit u sinnvoll mathematisch definiert ist?
Geschwindigkeit v eines weiteren Beobachtenden Systems S' durch den Äther, damit -v zum Wechsel'n, Austausch, Umbeschleunigen der Beobachter zwischen S und S' sinnig wird?
Zu beachten: Die Beobachtenden S und S' könnten auch mit +/- ½ v relativ im absoluten Äther S_abs, also zu ihrem ðx/ðt - Mittelwert reisen.
Oder ist das jetzt nicht nachvollziehbar?
Chief hat geschrieben:Wie kommt man dort auf eine Gleichung wie diese?Bild
Vermutlich soll Δt_K, also die Kugel-System-Zeit, die Referenz-Zeit für die Gleichungen :
Δt_K=Δt*sqrt(1-u²/c²) ⇔ Δt_K=Δt'*sqrt(1-u'²/c'²).
werden, also Deine Galilei-Normal-Zeit (Chief'sches Amts-Zeit-Normal)

Gruß
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Re: Die Spezielle Relativitätstheorie einfach erklärt

Beitragvon Ernst » Fr 4. Mär 2011, 20:17

Trigemina hat geschrieben: Ich habe mittlerweile die Herleitung der relativistischen Geschwindigkeitsaddition auf dem Papier hingekritzelt. Sie ist allerdings doch nicht so übersichtlich, und, leider auch nicht ausreichend didaktisch zufriedenstellend wie ich es eigentlich gehofft habe.

Ich habe eine didaktisch einfachste:

u=x/t

x = (x' + vt')*gamma
t = (t' + vx'/c²)*gamma

u = x/t = (x' + vt')/(t' + vx'/c²) = t'(x'/t' + v) / t'(1 + vx'/c²t')

x'/t' = u'

u = (u' + v)/(1 + u'v/c²)

Gruß
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Re: Die Spezielle Relativitätstheorie einfach erklärt

Beitragvon galactic32 » Fr 4. Mär 2011, 20:38

Ernst hat geschrieben:Ich habe eine didaktisch einfachste:
u=x/t
x = (x' + vt')*gamma
t = (t' + vx'/c²)*gamma
u = x/t = (x' + vt')/(t' + vx'/c²) = t'(x'/t' + v) / t'(1 + vx'/c²t')
x'/t' = u'
u = (u' + v)/(1 + uv/c²)
Jo und u ist eben mal auch noch x'/t' .

Gruß
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Re: Die Spezielle Relativitätstheorie einfach erklärt

Beitragvon Ernst » Fr 4. Mär 2011, 20:43

galactic32 hat geschrieben: Jo und u ist eben mal auch noch x'/t' .

Ich hab´s korrigiert. War eine Strich entwischt:

u=x/t
x = (x' + vt')*gamma
t = (t' + vx'/c²)*gamma
u = x/t = (x' + vt')/(t' + vx'/c²) = t'(x'/t' + v) / t'(1 + vx'/c²t')
x'/t' = u'
u = (u' + v)/(1 + u'v/c²)

Gruß
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Re: Die Spezielle Relativitätstheorie einfach erklärt

Beitragvon galactic32 » Fr 4. Mär 2011, 21:31

http://www.leifiphysik.de/web_ph11_g8/umwelt_technik/03geschw_add/geschw_add.htm hat geschrieben:u Geschwindigkeit der Kugel im System S
v Geschwindigkeit des Systems S' in Bezug auf S
u' Geschwindigkeit der Kugel im System S'
Nach der klassischen Geschwindigkeitsaddition würde gelten:
u = v + u'
Also erstmal klassich w = v + u !Ohne Striche !Und klassich wohl u'=u ! , oder?
Und das gilt auch unklassich wie nach Bild , weil und wenn wir das BS nicht wechseln !
Das heißt, wir müßten nach u' fragen, zumindest wie sieht's in S' aus, wie sind analogisierbare Meßwerte dort, oder? !
also u'≔ ....
im Sinne von:Bild

und generell bezieht sich Dr. Leifi mit seinem BS S auf eine Äthergeschwindigkeit von 0 oder wie?

Gruß
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Re: Die Spezielle Relativitätstheorie einfach erklärt

Beitragvon galactic32 » Fr 4. Mär 2011, 21:41

Chief hat geschrieben:Oder auch:
u'=x'/t'
x' = (x - vt)*gamma
Wieso jetzt nicht :
x' = (x - vt)*gamma^-1 ?
Aber dann müsste auch gelten:
u+u'=(u' + v)/(1 + u'v/c²)+(u - v)/(1 - uv/c²) ---> u'+u.
Hast Du jetzt die Gleichungen addiert?u=... mit u'=... ?
Was wolltest Du unter u bzw. u' genau verstehen?
Hieß das u+u' jetzt klassich nicht etwa so viel wie : w + (-w) = 0 ?
Wieso kein Gamma' ?
Wieso nicht erst mit c' und c eindeutig formal beschreiben?

Gruß
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Re: Die Spezielle Relativitätstheorie einfach erklärt

Beitragvon Jocelyne Lopez » Sa 5. Mär 2011, 10:11

Trigemina hat geschrieben:Du hast ja absolut recht! v lässt sich algebraisch herauskürzen. Jedoch habe ich aus didaktischen Gründen heraus bewusst darauf verzichtet, damit Jocelyne ihren Taschenrechner hervorkramt und es durchrechnet.

Trigemina hat geschrieben:Ihr beschwert euch darüber, dass ich einfach die Formel der relativistischen Geschwindigkeitsaddition hinklatsche ohne darauf einzugehen, wie diese überhaupt hergeleitet wird?

Die langjährige Erfahrung hat mich gelehrt, dass der Aufwand für lernresistente Kritiker nicht gerechtfertigt ist, da sie den Inhalt sowieso nicht verstehen wollen/können!

Würde es euch wirklich interessieren, hättet ihr eigenständig und ohne euch wie Kinder anzuleiten doch wenigstens bei Wikipedia nachschauen können.
http://de.wikipedia.org/wiki/Relativist ... tsaddition

Trigemina hat geschrieben:Ich habe mittlerweile die Herleitung der relativistischen Geschwindigkeitsaddition auf dem Papier hingekritzelt. Sie ist allerdings doch nicht so übersichtlich, und, leider auch nicht ausreichend didaktisch zufriedenstellend wie ich es eigentlich gehofft habe.

Da ich jedoch das Rad auch nicht unbedingt von neuem erfinden muss, verweise ich auf diese doch übersichtlich gestaltete Seite:
http://www.leifiphysik.de/web_ph11_g8/u ... hw_add.htm

Gut, da es hier ganz offensichtlich ist, dass Du sehr große Schwierigkeiten mit der Didaktik bei der Erklärung der Speziellen Relativitätstheorie hast, gebe ich Dir ein paar Tipps als Lernende:

Erst einmal vorweg etwas sehr Wichtiges:

Die mathematische Formulierung einer Hypothese hat keine Beweiskraft für die Gültigkeit dieser Hypothese in der Physik und in der Natur!

Die Formel von Lorentz/Einstein ist eine Beschreibung des Postulats der Invarianz von c relativ zu allen Beobachtern. Eine Beschreibung ist jedoch kein Beweis, Du kannst das wohl verstehen, oder nicht? Genauso kann man in der gesprochenen Sprache verschiedene Formulierungen für dieses Postulat sich einfallen lassen, die vom Sinn her unter sich gleich und auch gleich mit den verschiedenen mathematischen Formulierungen sind, zum Beispiel: „Alle Beobachter messen die gleiche Geschwindigkeit des Lichts c, unabhängig von ihren eigenen Geschwindigkeiten v“ oder zum Beispiel auch : „Die Relativgeschwindigkeit zwischen einem Lichtstrahl und allen Beobachtern ist invariant“, usw. usw.

Die verschiedenen Formulierungen eines Postulats sind ausschließlich deskriptiv, sie sind dafür konzipiert, um Lernenden dieses Postulat verstehen zu lassen, sie müssen also zwangsläufig in der mathematischen Sprache und in allen natürlichen Sprachen vom Sinn her gleich sein.

Man wählt nach didaktischem Können oder nach Gefühl die eine oder die andere Formulierung je nach Kenntnis- und Bildungsstand der Lernende, denen man dieses Postulat verstehen lassen möchte. Wenn Du zum Beispiel dieses Postulat 6-jährigen Kindern erklären möchtest, dann wirst Du vielleicht eine Formulierung in dieser Art auswählen: „Das Licht nähert sich von Euch allen immer mit der gleichen Geschwindigkeit, es lohnt sich nicht davor wegzurennen“. Wenn Du es 10-jährigen Kindern verstehen lassen möchtest, die schon in der Grundschule die Geschwindigkeitsaddition von Galilei/Newton gelernt haben, dann könntest Du zum Beispiel es so erklären: „Die Geschwindigkeit des Lichts addiert sich nicht zu den Geschwindigkeiten der anderen Objekte“ und Du könntest dazu die einfach zu verstehende Formel c+v=c angeben, sie werden sie mit Sicherheit verstehen. Wenn Du das Postulat Gymnasialschülern erklären möchtest, die schon Algebra gelernt haben, könntest Du sagen: „Die Relativgeschwindigkeit zwischen Licht und allen Beobachtern ist immer invariant mit c, unabhängig von den Geschwindigkeiten v der Beobachter“ und Du könntest zum Beispiel die Formel von Lorentz/Einstein in einer ihrer modernen Formulierungen angeben.

Verstehst Du, dass die verschiedenen mathematischen Formulierungen dieses Postulats nur deskriptiv sind und keine Beweiskraft in der Physik und in der Natur haben? Verstehst Du, dass die Berechnungen immer richtig sein werden, d.h. dass sie immer nur das gleiche Ergebnis liefern müssen bei allen Formulierungen? Das ist sehr wichtig das zu verstehen und zu akzeptieren.

Also jetzt meine Frage:

Verstehst und akzeptierst Du, dass es viele mathematischen Beschreibungen dieses Postulats geben kann, dass sie unter sich equivalent sind und dass sie immer dasselbe Ergebnis c liefern, wenn man sie mit irgendwelchen Zahlen ausrechnet, weil die Mathematik keinen Unterschied in der Verarbeitung von kleinen und großen Zahlen macht?

Könntest Du gezielt meine Frage beantworten?

Viele Grüße
Jocelyne Lopez
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