Lichtgeschwindigkeit – die neusten Beiträge

Warum verstehe ich bei Dokus über Quantenphysik einfach nichts?

Ich versuch halt das zu verstehen, aber es geht einfach nicht. Ich bin dann nur verwirrt die ganze Zeit und frage mich, was hat das zu bedeuten?

Hier was von ChatGPT:

1. Grundlegendes Verständnis (konzeptionell):
  • Wellen-Teilchen-Dualismus: Teilchen wie Elektronen und Photonen verhalten sich manchmal wie Wellen und manchmal wie Teilchen.
  • Quantisierung: Energie, Impuls und andere physikalische Größen treten in diskreten Paketen (Quanten) auf.
  • Unschärferelation: Es gibt Grenzen, wie genau man gleichzeitig den Ort und den Impuls eines Teilchens bestimmen kann.
  • Überlagerung und Verschränkung: Teilchen können sich in mehreren Zuständen gleichzeitig befinden oder miteinander verbunden sein, selbst über große Distanzen.
2. Mathematisches Verständnis:
  • Das Verständnis von Quantenmechanik auf mathematischer Ebene erfordert Kenntnisse in linearen Algebra, Differentialgleichungen und Wahrscheinlichkeitsrechnung.
  • Konzepte wie die Schrödinger-Gleichung, Eigenwerte und Eigenzustände sind zentral.
3. Tieferes physikalisches Verständnis:
  • Wenn du die Anwendungen der Quantenmechanik (z. B. in der Quantenchemie, Halbleiterphysik oder Quantencomputing) verstehen willst, brauchst du ein solides physikalisches und mathematisches Fundament.
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Längenkontraktion Paradox?

Man hat ein Raumschiff mit der Länge 6m und eine Garage mit der Länge 5m. Bei 4 Metern in der Garage gibt es eine Markierung. Das Raumschiff bewegt sich mit zb 0.9c in die Garage hinein, sobald es die Markierung berührt schließt sich die Garagentür.

Da bei einem Beobachter das Raumschiff kontrahiert wird, ist es kürzer und passt somit hinein. Beim Inertialsystem des Raumschifffahrers passt es nicht komplett hinein, da sich die Garage noch mehr verkürzt.

Führen wir nun das Gedankenexperiment weiter. Sobald das Raumschiff die Markierung berührt, stoppt das Raumschiff sofort ( oder sehr sehr schnell ) und alles kehrt in seine original Größe zurück.

Für einen Beobachter ist das Raumschiff nun in der Garage und da es größer wird gibt es mechanische Schäden an der Vordergrund Rückseite des Raumschiffes.

beim Inertaialsystem des Raumschifffahrers schließt sich die Tür später aufgrund der Relativität der Gleichzeitigkeit und wenn es sofort stoppt , kehrt alles in Original Größe zurück. Nun gibt es doch Schäden am Dach des Raumschiffes, da die Garagentür darauf fällst und da es nicht eingeschlossen wird, wird es doch keine Schäden an der vorder und Rückseite des Raumschiffes geben.

Ist das nun nicht ein Paradox, da es verschiedene Schäden in verschiedenen Inertialsystemen gibt ?

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Gibt es ohne Zeitdilatation eine Erklärung dafür, dass unter relativistischen Bedingungen mein Körper physisch so schnell altert oder so lange jung bleibt?

Natürlich gibt es auch eine alternative Erklärung dafür, das Phänomen zu erklären, ohne Einsteins Zeitdilatation als Ursache zu betrachten, die sogar auch deutlich verständlicher und vorstellbar ist. Aber die Experten sind nun mal so konditioniert, es nur unter den zeitlichen Aspekten zu erklären. Denn sie geben ja nur wieder, was sie gelernt haben. Davon abweichen können ja die wenigsten, weil die meisten befürchten müssen, von der selbsternannten Einstein-Inquisition erwischt zu werden, wenn sie etwas anders erklären, als es in der heiligen Doktrin steht.

Also, wenn man die Zeit auf der Uhr sieht, dann erfährt man, wie oft am Tag der Stundenzeiger seine Kreise zog, wobei der kleine Zeiger das etwas detaillierter aufschlüsselt, und der Sekundenzeiger es noch genauer macht. Doch versteht auch jeder, dass der Zeiger eine räumliche Strecke zurücklegt, und jene setzen wir der Zeit gleich. Doch ist das nicht dieselbe Zeit, die den Zeit-Punkt bestimmt, sondern es ist konkret eine Ersatzvorstellung von einer räumlichen Strecke, die man auch als Zeit-Dauer bezeichnet.

So gesehen wird der übliche Betrachter die Zeit-Dauer grundsätzlich als „Zeit“ bezeichnen, obwohl er damit die räumliche Strecke meint. Daher kann man auch sagen: Eine Zeit-Dauer ist eine mehr oder weniger lange Strecke. Also ein räumlicher Abstand zwischen zwei Zeit-Punkten – daher der Präfix „Zeit“. Wissenschaftlich sprechen wir von einer Quantität, denn es ist eine numerisch abzählbare Größe.

Aus dieser Sicht heraus handelt es sich in Wirklichkeit nicht um eine zeitliche Größe, sondern um eine räumliche Größe, und damit kann unser Verstand gut umgehen. Denn mehr Zeit bedeuten dann vorstellbar längere Strecken. Wenn dann ein Abstand mehr wird, dann steht das auch im Zusammenhang mit einer längeren Zeit-Dauer. Haben wir es aber mit geringer werdenden Abständen zu tun, dann sprechen wir von einer kürzeren Zeit-Dauer.

Doch im Gegensatz dazu sprechen die Experten bei der Zeitdilatation von einer Dehnung, also einer Expansion, oder simplifiziert: Die Strecke, die wir als Zeit verstehen wollen, wird größer. Und genau in dieser Feststellung liegt das Problem, weil unser Verstand die Formulierung „Dehnung“ als eine größer werdende Zeit-Dauer betrachtet.

Dieses Missverständnis wird vom Willen Einsteins geprägt, die Zeit unbedingt als Ursache zu betrachten, denn wenn man die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit einhalten will, müssen die Längen umgekehrt proportional gegenüber der Zeit verändert werden. Also die Strecken kontrahieren, während Zeit dilatiert bzw. expandiert. Dieses ist aber höchst unlogisch, wenn auch die mathematische Beschreibung exakt ist.

Real aber werden Dinge in die Formulierung einbezogen, die überhaupt keine Wirkung beschreiben, sondern vielmehr eine Nichtwirkung, damit die Zeit als Ursache umgekehrt proportional logisch erscheint. Denn letztendlich dehnt sich hier nicht der wirkende Anteil der Zeit, sondern der nicht wirkende Anteil. Demzufolge wird der wirkende Anteil der Strecke kürzer, was man auch als Längenkontraktion versteht.

Denn sowohl die Zeit-Dauer als auch die zurückgelegte Strecke werden kürzer. Jeder versteht nämlich, dass kürzere Strecken auch weniger Zeit-Dauer benötigen. Und wir erwarten daher eine Logik, die nur die Wirkung anwesender Dinge beschreibt und nicht die Beschreibung der abwesenden, nicht wirkenden Dinge.

Damit stehen Raum und Zeit nur in einem proportionalen Verhältnis und nicht in einem umgekehrt proportional ausgleichenden kausalen Verhältnis. Daher bleibt ungeklärt, wohin die Längen verschinden und woher die zeitlichen Mengen kommen.

Wenn wir nun auf die Eingansfrage zurückkommen, dann werden jetzt sowohl die Abstände geringer als auch die Zeit-Dauer. Das bedeutet, dass der Raum kontrahiert, alle Radien der Orbitale der Teilchen in den Atomen kürzer werden und deren Umdrehungszahlen größer werden.

Wenn man nun davon ausgeht, dass das Leben einer Körperzelle ein gewisses Zerfallsdatum hat, das von der Lebensdauer bzw. den inneren Umdrehungen oder der Frequenz der beteiligten Atome bestimmt wird. Dann muss natürlich so manche Zelle früher ausgetauscht werden, was letztendlich als Alterungsprozess angesehen wird.

So wird natürlich auch der Zwillingsbruder, der oben in der ISS sitzt, nur langsam alt, während der Bruder unten auf der Erde viel schneller altert. Denn da oben im All sind die Abstände länger und unten auf der Erde kürzer. Das gleiche passiert, wenn man mit relativistische relevanter Geschwindigkeit bewegt, bei der die Längen nämlich schrumpfen.

 

So Leute, jetzt erst könnt ihr euch eine eigene Meinung bilden, wie man die Dinge zu deuten hätte, oder einen Beitrag darüber abliefern, was ihr glaubt, an meiner Darstellung falsch wäre.

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[Physik] Geometrische Optik: Totalreflexion?

Guten Tag,

ich verstehe leider die Totalreflexion noch nicht so wirklich. Ich freue mich sehr auf eure ausführlichen und leicht verständlichen Erklärungen.

Totalreflexion kann beim Übergang vom optisch dichteren ins optisch dünnere Medium stattfinden, wenn der Einfallswinkel so groß ist, dass der Brechungswinkel nach dem Brechungsgesetz über 90° wäre.

  • Der Einfallswinkel ist hier ja Alpha. Alpha Strich ist hier der Ausfallswinkel. Da es hier zu einer Totalreflexion kommt, gilt Einfallswinkel Alpha = Ausfallswinkel Alpha Strich.
  • Aber wie kann man hier berechnen, dass der Brechungswinkel über 90° ist? Das verstehe ich leider noch überhaupt nicht. Ich verstehe nicht, wie genau ich erkennen/berechnen kann, ob es zu einer Totalreflexion kommt oder ob es zu einer Reflexion kommt.
  • Wie berechne ich den Grenzwinkel der Totalreflexion?

[Weitere Darstellung]

n2 < n1, d.h. dass n1 das optisch dichtere Medium sein muss.
  • Wieso kann man sagen, dass n1 das optisch dichtere Medium sein muss? Ich weiß, dass angegeben ist, dass der Brechungsindex von n1 größer ist als der Brechungsindex von n2. Also kann man sagen, dass ein größerer Brechungsindex bedeutet, dass das Medium optisch dichter sein muss?
Der Einfallswinkel vom grünen Strahl ist so klein, dass der Brechungswinkel kleiner als 90° ist und der Strahl somit austreten kann und dabei vom Lot weggebrochen wird.
  • Aber wo genau ist überhaupt hier der Brechungswinkel vom grünen Strahl? Wie erkenne ich, dass dieser kleiner als 90° ist?
Beim gelben Strahl ist der Brechungswinkel genau 90° und der Strahl verläuft entlang der Grenzschicht.
  • Wo kann ich hier erkennen, dass der Brechungswinkel vom gelben Strahl genau 90° ist? Ich sehe hier keinen rechten Winkel.
Beim roten Strahl ist der Grenzwinkel überschritten und es kommt zur Totalreflexion.

Das verstehe ich leider auch noch nicht. Wo sehe ich hier beim roten Strahl, dass der Grenzwinkel (Brechungswinkel von 90°) überschritten ist?

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Welcher Prozess verursacht die Veränderung des räumlichen Zustands, was wir letztendlich als Dehnung der Zeit oder Kontraktion des Raums verstehen könnten?

In meiner vorherigen Frage:

Warum wird angenommen,
dass eine Längenkontraktion durch die Zeitdilatation verursacht wird
,
wenn es auch umgekehrt erklärbar wäre?

ergab sich diese Frage hier. Und somit solltest Du darauf antworten können, was mit dieser Frage eigentlich gemeint ist. Denn letztendlich ist keine Wirkung ohne Ursache, weil die Veränderung, welche das Gegenwärtige zu Vergangenem macht und damit etwas Neues entstehen lässt, immer noch die Ursache für die räumliche Veränderung, die wir als Längenkontraktion bezeichnen und wir unbedingt auch als Zeitdilatation verstehen wollen, damit die ach so geliebte Relativitätstheorie keinen Schaden nimmt. 

Es geht hier also immer noch darum, warum die 4. Dimension unbedingt von zeitlicher Natur sein muss, wenn doch die Relativität selbst nur eine beliebige Quantität benötigt, um weiterhin ihre Gültigkeit zu behalten. Es wäre auch viel plausibler, eine räumliche Dimension anzunehmen, denn der Vorteil davon wäre nämlich, dass ein räumlicher Abstand bereits die notwendigen Eigenschaften hat, um mathematisch plausibel zu sein, und keinerlei hypothetischer Konstruktionen notwendig sind oder prinzipielle Bedingungen erfüllt werden müssen, die eine gleichzeitig beliebig genaue Bestimmung von Ort und Impuls verbieten und damit der Mathematik nur unbestimmt wahrscheinliche Lösungswege aufzwingt. Obwohl die Längenkontraktion völlig unkomplizierte Vorhersagen von Ort und Impuls auch im ruhenden Zustand ermöglicht.

Denn inzwischen häufen sich nämlich die akademisch korrekt belegbaren Feststellungen, dass die notwendige 4. Dimension nur von räumlicher Natur sein kann. Siehe dazu z.B. die Antwort auf die Frage von CatsEyes.

Was ist "Photon-Photon-Streuung"?

Aber auch hierbei gilt:
Für die Relativitätstheorie wäre es nicht relevant, ob die zusätzlich benötigte Dimension von räumlicher oder zeitlicher Natur ist, denn es wird nur eine zusätzliche bidirektionale Quantität benötigt, um ihre Gültigkeit zu untermauern.

Es ist nur die Frage zu lösen:Ist Zeit eine Qualität und von unidirektional invarianter Natur,
oder ist sie eine Quantität von bidirektional variierender Natur?

Es gilt daher das Problem zu lösen, welcher Prozess die Veränderung des räumlichen Zustands verursacht, was wir letztendlich als Dehnung der Zeit oder Kontraktion des Raums verstehen könnten, damit wir endlich einsehen, dass man Zeit weder krümmen noch dehnen oder einrollen kann.

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