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Alt 24.08.2012, 14:39   #1
φ243
Jungspund
 
Registriert seit: 08.08.2012
Beiträge: 14
Standard Zeitdilatation in der speziellen Relativitätstheorie

Hallo,

meine Frage bezieht sich auf die Zeitdilatation in der speziellen Relativitätstheorie. Die Begründung für diese liegt ja darin, dass ein Photon in einer bewegten Photonenuhr (also zwei parallele Spiegel, zwischen denen das Photon immer wieder hin und her reflektiert wird) für einen ruhenden Beobachter aus gesehen einen diagonalen Weg zurücklegen muss, um immer auf der selben Stelle der beiden Spiegel aufzutreffen (gezeigt auf Abb. 1 in meinem Anhang). Dabei braucht es natürlich länger, um den Weg zurückzulegen. Nun postuliert die Relativitätstheorie, dass sich die Zeit für einen bewegten Beobachter, der sich also gleich schnell, wie die Photonenuhr bewegt, also für den die Photonenuhr ruht, nicht verändert, was bedeutet, dass das Photon immer gerade zwischen den beiden Spiegeln hin und her fliegt. Ich frage mich nun, ob das Photon die Bewegungsrichtung der beiden Spiegel nicht irgendwie "kompensieren" muss, um immer wieder auf der selben Stelle aufzutreffen. Wenn es sich nämlich einfach nur gerade bewegt, müsste es doch eigentlich so aussehen, dass das Photon einfach auf einer anderen Stelle der bewegten Spiegel auftrifft, was in dem Anhang auf Abb. 2 zu sehen ist. Banal formuliert: Woher weiß das Photon, wo es auf dem Spiegel auftreffen muss? Wenn sich das Photon gerade bewegt, dann bewegt sich der Spiegel doch immer etwas weiter, wenn sich das Photon gerade in der Luft befindet. Von dem Physiker Brian Greene wird das so begründet, dass ein Beobachter in einem System niemals herausfinden kann, ob sich dieses bewegt, oder ob es ruht, (wenn das Photon immer auf einer anderen Stelle der Spiegel auftrifft, wäre dieses Postulat verletzt) aber als Erklärung reicht mir das noch nicht. Wahrscheinlich zeugt diese Frage nur von mangelndem Verständnis, aber vielleicht kann jemand dennoch eine kurze Antwort verfassen.

Danke
Angehängte Grafiken
Dateityp: jpg Photonenuhr.jpg (86,2 KB, 10x aufgerufen)
φ243 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 24.08.2012, 18:24   #2
Sakslane
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Beiträge: 2.779
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Das Photon "weiß" nicht, wo es auftreffen muss - es bewegt sich immer entlang einer geraden Linie bzw. wird am Spiegel natürlich reflektiert. Die Richtung dieser geraden Linie wird nur durch die Lichtquelle bestimmt, aus der das Photon stammt (denn irgendwo muss es ja herkommen) - und damit durch den Aufbau der Lichtuhr. Und die ist natürlich so gebaut, dass die Lichtquelle das Photon auf die richtige Stelle eines der beiden Spiegel schickt (und dann nimmt man sie schnell weg und ersetzt sie durch den zweiten Spiegel, bevor das Photon zurückkommt, damit es von nun an pendeln kann).
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Alt 25.08.2012, 14:29   #3
φ243
Jungspund
 
Registriert seit: 08.08.2012
Beiträge: 14
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Zitat:
Die Richtung dieser geraden Linie wird nur durch die Lichtquelle bestimmt, aus der das Photon stammt (denn irgendwo muss es ja herkommen) - und damit durch den Aufbau der Lichtuhr.
Wenn sich die Lichtquelle und die Spiegel allerdings in Ruhe befinden, wenn das Photon in die Photonenuhr geschickt wird, dann müsste sich bei der Beschleunigung des Systems auf eine konstante Geschwindigkeit auch in der Lichtuhr etwas ändern, oder? Aber damit wäre wahrscheinlich auch das Postulat, das ich erwähnt habe, verletzt, weil es sich (für kurze Zeit jedenfalls) um eine beschleunigte Bewegung handelt.
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Alt 28.08.2012, 14:58   #4
Sakslane
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Beiträge: 2.779
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Da hast du recht, beschleunigen darf man die Uhr nicht, sonst macht das Licht nämlich einen Bogen und trifft nicht mehr. Das ist äquivalent dazu, dass Licht durch Massen gekrümmt wird.
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